- 金属的电化学腐蚀与防护
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烧过菜的铁锅未及时洗涤(残液中含NaCl等),第二天便出现红棕色锈斑[Fe(OH)3失水的产物].下列反应表示整个过程可能发生的变化,其中不符合事实的是( )
正确答案
解析
解:A、金属铁发生吸氧腐蚀,正极发生的是氧气得电子的还原反应,即2H2O+O2+4e-═4OH-,故A正确;
B、金属铁发生吸氧腐蚀,负极是金属铁是失电子的氧化反应,即Fe-2e-═Fe2+,故B错误;
C、正极发生的是氧气得电子的还原反应,即2H2O+O2+4e-═4OH-,负极是金属铁是失电子的氧化反应,
即Fe-2e-═Fe2+,总反应:Fe2++2OH-═Fe(OH)2,故C正确;
D、氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化为氢氧化铁,即4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3,故D正确.
故选B.
某化学活动小组利用如图探究金属腐蚀原理,将装置放置一段时间,下列有关叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A.碳、铁和氯化钠溶液或氯化铵溶液都能构成原电池,铁易失电子发生氧化反应作负极,碳作正极,故A正确;
B.a中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,b中电解质溶液呈酸性,铁发生析氢腐蚀,所以b中气体压强增大,a中气体压强减小,则红墨水从右向左移动,则红墨水水柱左高右低,故B正确;
C.a、b装置都符合原电池构成条件,所以都能构成原电池,则铁发生电化学腐蚀,故C正确;
D.a中发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子生成亚铁离子,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,b中铁发生析氢腐蚀,正极上氢离子得电子生成氢气,则溶液中氢离子浓度减小,pH增大,故D错误;
故选D.
(2015秋•克拉玛依校级期末)如图所示,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于______腐蚀.
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈______性,发生______腐蚀,电极反应式:负极______,正极______.
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈______性,发生______腐蚀,电极反应式:负极______,正极______.
正确答案
电化学
中
吸氧
Fe-2e-=Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
酸
析氢
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑
解析
解:(1)Fe、C和电解质溶液构成原电池,该装置中有电流产生,所以发生电化学腐蚀,故答案为:电化学;
(2)若试管内液面上升,说明试管中氧气被消耗,则钢铁发生吸氧腐蚀,溶液呈中性,Fe易失电子作负极、C作正极,负极上铁失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:中;吸氧;Fe-2e-=Fe2+;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)若试管内液面下降,说明有气体生成,则钢铁发生析氢腐蚀,溶液呈酸性,负极上铁失电子发生亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,
故答案为:酸;析氢;Fe-2e-=Fe2+;2H++2e-=H2↑.
为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、钢铁的吸氧腐蚀中,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故A正确;
B、将石墨换成镁,镁和铁构成的原电池中,镁作负极,容易失去电子被氧气,所以铁被保护而不易生锈,故B正确;
C、向自来水中加入少量氯化钠固体,溶液中自由移动离子增加,铁失电子能力增加,所以可以较快看到铁锈,故C正确;
D、钢铁的吸氧腐蚀中,铁失去电子生成亚铁离子,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,溶液中亚铁离子向正极移动,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,所以向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2,铁锈出现得慢,故D错误.
故选D.
最普遍的钢铁腐蚀是( )
正确答案
解析
解:钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多,且腐蚀速度也快得多,在钢铁的电化学腐蚀中,在酸性条件下发生析氢腐蚀,在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀,所以钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,
故选C.
为了研究金属腐蚀的原理,某学生做如图实验:先向试管A中加入少量水,将具支试管B的导管末端插入A的水面下:将经过酸洗除锈的铁钉,用蒸馏水洗净后,再用饱和食盐水浸泡一下,投入具支试管B中,并迅速用橡胶塞寒紧试管B.一段时间后,试管A中的导管内液面上升,铁钉表而逐渐产生铁锈.请用电极反应式表示上述过程中电化学腐蚀的反应原理:负极______,正极______.
正确答案
Fe-2e-═Fe 2+
O2+2H2O+4e-═4OH-
解析
解:铁钉中含有碳、铁,将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后,碳、铁和氯化钠溶液构成原电池而发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应.试管中铁钉发生反应电极反应式分别为:负极 Fe-2e-═Fe 2+,正极 O2+2H2O+4e-═4OH-,生铁遇到氯化钠溶液发生吸氧腐蚀,导致I试管中气体压强减小,小于大气压,所以II试管中的导管内水柱上升.
故答案为:Fe-2e-═Fe 2+;O2+2H2O+4e-═4OH-.
下列有关化学反应原理的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.空气中会存在少量H2S气体,与银生成黑色Ag2S而导致表面变暗,故A错误;
B.纯碱的水解反应是吸热反应,升高温度促进纯碱水解而导致其溶液碱性增强,碱性越强其去污能力越大,故B错误;
C.采用外加电流的阴极保护法保护金属时,被保护的金属作阴极,所以钢闸门与电源的负极相连,故C错误;
D.根据洗涤原理:Fe3++Ag(s)⇌Fe2++Ag+,FeCl3和金属银反应生成氯化银和氯化亚铁,硫酸铁和银反应生成硫酸银,因为AgCl溶解度比Ag2SO4小,所以加入FeCl3溶液更有利,故D正确;
故选D.
下列叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A.将二氧化硫通入品红溶液,二氧化硫和有色物质反应生成不稳定的无色物质,加热后无色溶液又变成红色,所以反应现象是溶液先褪色后恢复原色,故A错误;
B.钢铁的吸氧腐蚀中,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故B正确;
C.能使澄清石灰水变浑浊的无色气体有二氧化碳和二氧化硫,所以不能确定原溶液中一定含有CO3 2-,可能含有CO3 2-、HCO3-、HSO3-、SO3 2- 中的一种、两种、三种或四种,故C错误;
D.碘化银的溶解度小于氯化银的溶度积,溶度积小的物质先沉淀,溶度积大的物质后沉淀,所以向等浓度NaCl和KI混合溶液中,逐滴加入AgNO3,先产生黄色沉淀,后产生白色色沉淀,故D错误.
故选B.
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程,故A错误;
B、将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连接,作电解池的阴极,被保护,所以可防止水闸被腐蚀,故B正确;
C、合金的熔点都低于它的成分金属,合金的耐腐蚀性可能比其成分金属强,也可能比其成分金属弱,故C错误;
D、铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中形成原电池,Fe作负极失电子生成Fe2+,电极反应为Fe-2e+=Fe2+,故D错误;
故选B.
如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.a中构成的是铁铜原电池,铁作为负极:Fe-2e-=Fe2+,发生氧化反应,没有红色出现,故A错误;
B.b中构成铁铝原电池,铝作负极:Al-3e-═Al3+,发生氧化反应,没有气泡产生,故B错误;
C.a中构成的是铁铜原电池,铜作为正极,发生还原反应,故C错误;
D.b中构成铁铝原电池,铝作负极,铁作正极,发生还原反应,故D正确;
故选D.
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