- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146题
正确答案
解析
解：NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区（a）被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+ （发生氧化反应）正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- （发生还原反应）在液滴外沿，由于Fe2++2OH-=Fe（OH）2，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 形成了棕色铁锈环（b）．
A．液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，Fe2+由a区向b区迁移，故A错误；
B．液滴边缘是正极区，O2在液滴外沿反应，正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- （发生还原反应），故B错误；
C．在电解池中，阴离子氯离子移向阳极，即由b区向a区迁移，故C正确；
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故D错误．
故选C．
正确答案
解析
解：A、PH=3的雨水说明该雨水是酸雨，溶液中溶有二氧化硫，酸性条件下，钢铁能发生析氢腐蚀，所以开始时，发生的是析氢腐蚀，故A正确；
B、一段时间后，亚硫酸根离子能被氧气氧化生成硫酸根离子，发生的是吸氧腐蚀，故B正确；
C、无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都作负极，负极上发生的电极反应式都为Fe-2e-═Fe2+，故C错误；
D、在铁器表面涂上防护层，可以防止铁器发生腐蚀，故D正确；
故选C．
化学与生活密切相关，下列叙述中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、金属的生锈主要是电化学腐蚀的结果，户外钢架桥生锈主要是金属铁发生吸氧腐蚀所致，故A正确；
B、导电塑料是一种新型有机高分子材料，广泛的应用于电子工业，故B正确；
C、NO2或SO2是导致酸雨的形成的主要原因，二氧化碳不是形成酸雨的原因，故C错误；
D、用的葡萄含有花青素，这是一种与酸碱指示剂紫色石蕊一样的物质，可知：葡萄酒遇碱性溶液变蓝，遇酸性溶液变红，苏打粉的水溶液显示碱性，故可用苏打粉检验假红酒，故D正确．
故选C．
正确答案
解析
解：A．若X为碳棒，开关K置于A处，该装置是电解池，铁作阴极而被保护，所以可以减缓铁的腐蚀，故A正确；
B．若X为锌棒，开关K置于A处，铁棒作阴极而被保护，开关置于B处，铁作正极而被保护，所以均可减缓铁的腐蚀，故B正确；
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，该装置是原电池，铁作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，故C错误；
D．若X为碳棒，开关K置于A处时，该装置是电解池，铁作阴极，铁电极上发生的反应为2H++2e-═H2↑，故D正确；
故选C．
金属材料是使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革．请回答下列问题：
（1）下面表格中的数据（铁和铜的某些物理数据）摘自某化学手册．
由表可推知，人类最早使用的金属材料是______，请写出判断的理由：______．
（2）考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑．请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式：
①□Cu+□O2+□H2O+□CO2═□Cu2（OH）2CO3
②□Fe+□O2+□H2O═□Fe2O3•nH2O
（3）镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是______法，工业生产中，镁的冶炼采用的反应物是______，铝的冶炼采用的反应物是______．
正确答案
解：（1）根据表中数据，铜的熔点低于铁的熔点，越是熔点低的金属越是容易被冶炼，使用的越早，所以人类最早使用的金属材料是铜，故答案为：铜；铜的熔点低于铁的熔点；
（2）①铜的化合价升高了2价，氧元素的化合价降低了4价，根据电子守恒，所以铜元素的系数是2，其与物质的系数是1，故答案为：；1；1；1；1；
②铁元素的化合价升高了3价，氧元素的化合价降低了4价，所以Fe的系数是4，氧气前边系数是3，根据元素守恒，水的系数是2n，Fe2O3•nH2O的系数是2，故答案为：
4；3；2n；2；
（3）活泼金属的冶炼方法是电解法，电解熔融的氧化铝来制备金属铝，电解熔融氯化镁来冶炼金属镁，故答案为：电解；熔融氯化镁（或MgCl2）；熔融氧化铝（或Al2O3）．
解析
解：（1）根据表中数据，铜的熔点低于铁的熔点，越是熔点低的金属越是容易被冶炼，使用的越早，所以人类最早使用的金属材料是铜，故答案为：铜；铜的熔点低于铁的熔点；
（2）①铜的化合价升高了2价，氧元素的化合价降低了4价，根据电子守恒，所以铜元素的系数是2，其与物质的系数是1，故答案为：；1；1；1；1；
②铁元素的化合价升高了3价，氧元素的化合价降低了4价，所以Fe的系数是4，氧气前边系数是3，根据元素守恒，水的系数是2n，Fe2O3•nH2O的系数是2，故答案为：
4；3；2n；2；
（3）活泼金属的冶炼方法是电解法，电解熔融的氧化铝来制备金属铝，电解熔融氯化镁来冶炼金属镁，故答案为：电解；熔融氯化镁（或MgCl2）；熔融氧化铝（或Al2O3）．
（2015秋•孝义市期末）以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ）
正确答案
解析
解：A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故A不选；
B．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故B不选；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，故C不选；
D．银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故D选；
故选D．
正确答案
解析
解：A．生铁片中的碳是原电池的正极，发生还原反应，铁是负极，发生氧化反应，故A错误；
B．雨水酸性较强，开始时生铁片发生析氢腐蚀，一段时间后发生吸氧腐蚀，故B错误；
C．墨水液面回升时，说明U形管内压强降低，则生铁片发生吸氧腐蚀，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，故C正确；
D．先发生析氢腐蚀，后发生吸氧腐蚀，U型管中溶液pH逐渐增大，酸性减弱，故D错误．
故选C．
铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用．
（1）已知：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=-1641.0kJ•mol-1
C（石墨）+1/2O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1
则Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）的△H=______kJ•mol-1．
（2）铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀．某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图1所示．液滴边缘是______区（填“正极”或“负极”），其电极反应式为______．
（3）铁钛合金是一种常用的不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
①2TiO2+（无色）+Fe+4H+=2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O
②Ti3+（紫色）+Fe3++H2O=TiO2+（无色）+Fe2++2H+
③______．
（4）①高铁酸钾（K2FeO4）是一种优良的水处理剂．
下列说法不正确的是______．（填字母）
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFe
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFe
②K2FeO4溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为______．
（5）向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100mL 1mol•L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，加入KSCN溶液不显红色．若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，可得铁______ g．
正确答案
解：（1）已知：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=-1641.0kJ•mol-1 ①
C（石墨）+1/2O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1 ②
将方程式②×3-
故答案为：+489.0kJ/mol；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定被氧化生成氢氧化铁，所以边缘是正极，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
，故答案为：正极，O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）铁和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe3++Fe=3 Fe2+，
故答案 为：2Fe3++Fe=3 Fe2+；
（4）①A．根据图象知，不论溶液酸碱性如何变化，酸性条件下，高铁酸根离子不存在，故错误；
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数先增大后减小，故错误；
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO4-+OH-═FeO42-+H2O，故正确；
故选AB；
②高铁酸根离子具有强氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸根离子和水反应生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性是，所以能净水，反应方程式为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3 （胶体）+8OH-+3O2↑，
故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3 （胶体）+8OH-+3O2↑；
（5）根据题意知，溶液中的溶质是氯化亚铁，根据盐酸的物质的量计算铁的质量，铁的质量=1mol/L×0.1L×
故答案为：2.8．
解析
解：（1）已知：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=-1641.0kJ•mol-1 ①
C（石墨）+1/2O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1 ②
将方程式②×3-
故答案为：+489.0kJ/mol；
（2）铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定被氧化生成氢氧化铁，所以边缘是正极，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
，故答案为：正极，O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）铁和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子反应方程式为：2Fe3++Fe=3 Fe2+，
故答案 为：2Fe3++Fe=3 Fe2+；
（4）①A．根据图象知，不论溶液酸碱性如何变化，酸性条件下，高铁酸根离子不存在，故错误；
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数先增大后减小，故错误；
C．向pH=6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：HFeO4-+OH-═FeO42-+H2O，故正确；
故选AB；
②高铁酸根离子具有强氧化性，所以能杀菌消毒，高铁酸根离子和水反应生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性是，所以能净水，反应方程式为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3 （胶体）+8OH-+3O2↑，
故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3 （胶体）+8OH-+3O2↑；
（5）根据题意知，溶液中的溶质是氯化亚铁，根据盐酸的物质的量计算铁的质量，铁的质量=1mol/L×0.1L×
故答案为：2.8．
下列关于金属腐蚀的叙述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、金属的腐蚀有吸氧腐蚀和析氢腐蚀两类，当电解质溶液呈中性或碱性时发生吸氧腐蚀，当电解质溶液呈酸性时发生析氢腐蚀，故A错误；
B、铁比锡活泼，易做原电池的负极而被氧化，故B错误；
C、在干燥的环境中不能形成原电池，不能发生电化学腐蚀，故C错误；
D、金属连接电源负极时，氧化剂直接从电源得到电子，而防止金属被氧化，而如果用牺牲阳极的阴极保护法，当阴极金属为金属合金时，也会发生腐蚀，效果不如外接电流的阴极保护法，故D正确．
故选D．
在钢铁的电化腐蚀中，正极上发生的反应可能是（ ）
正确答案
解析
解：钢铁发生的腐蚀为吸氧腐蚀，负极上金属铁失电子，发生氧化反应，正极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H2O+O2+4e-═4OH-，
故选：B．
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