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题型:简答题
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简答题

钢铁工业是国家工业的基础.请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题.

(1)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3•x H2O),写出铁发生电化学腐蚀时负极的电极反应:______

(2)生产中可用盐酸来除铁锈.现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的离子方程式______

(3)下列各个装置中(如图1)铁棒被腐蚀由难到易的顺序是______(填字母).

(4)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀.装置如图2:请回答:

①B电极对应的金属是______ (写元素名称),A电极的电极反应式是______

②若电镀前铁.铜两电极的质量相同,电镀完成后,若电镀时电路中通过的电子为0.2mol,将它们取出洗净、烘干、称量,则A、B两极质量相差_______ g.

③若A、B都为惰性电极,该电解池的总反应离子方程式为______

正确答案

解:(1)金属铁的电化学腐蚀中,负极上是金属铁失电子的氧化反应:Fe-2e-=Fe2+;故答案为:Fe-2e-=Fe2+

(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水,当铁锈除净后,金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁,即2FeCl3+Fe=3FeCl2,即2Fe3++Fe=3Fe2+

故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)B装置中,金属铁做原电池的正极,被保护,不易生锈,D装置中,金属铁作阴极,被保护起来,C装置具备金属生锈的条件,A装置中,金属铁是原电池的负极,易被腐蚀,铁棒被腐蚀由难到易的顺序是DBCA. 

故答案为:DBCA. 

(4)①电镀时,镀层Cu作阳极、镀件Fe作阴极,所以B的材料是Fe,阳极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故答案为:铁;Cu-2e-=Cu2+

②电镀时两极反应为:A电极:Cu-2e-=Cu2+,B电极上:Cu2++2e-=Cu,若电镀时电路中通过的电子为0.2mol,则A极上质量减少6.4g,B极上质量增加6.4g,所以A、B两极质量相差12.8g,

故答案为:12.8;

③若A、B都为惰性电极,电解硫酸铜产物是金属铜、氧气和硫酸,该电解池的总反应离子方程式为2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑;

故答案为:2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2

解析

解:(1)金属铁的电化学腐蚀中,负极上是金属铁失电子的氧化反应:Fe-2e-=Fe2+;故答案为:Fe-2e-=Fe2+

(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水,当铁锈除净后,金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁,即2FeCl3+Fe=3FeCl2,即2Fe3++Fe=3Fe2+

故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)B装置中,金属铁做原电池的正极,被保护,不易生锈,D装置中,金属铁作阴极,被保护起来,C装置具备金属生锈的条件,A装置中,金属铁是原电池的负极,易被腐蚀,铁棒被腐蚀由难到易的顺序是DBCA. 

故答案为:DBCA. 

(4)①电镀时,镀层Cu作阳极、镀件Fe作阴极,所以B的材料是Fe,阳极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故答案为:铁;Cu-2e-=Cu2+

②电镀时两极反应为:A电极:Cu-2e-=Cu2+,B电极上:Cu2++2e-=Cu,若电镀时电路中通过的电子为0.2mol,则A极上质量减少6.4g,B极上质量增加6.4g,所以A、B两极质量相差12.8g,

故答案为:12.8;

③若A、B都为惰性电极,电解硫酸铜产物是金属铜、氧气和硫酸,该电解池的总反应离子方程式为2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑;

故答案为:2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2

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单选题

如图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(  )

AD>B>C>A

BB>A>C>D

CD>B>A>C

DC>B>D>A

正确答案

C

解析

解:根据图知,B、C装置是原电池,在B中,金属铁做负极,C中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,所以B>C,D装置是电解池,其中金属铁为阳极,加快腐蚀,腐蚀最快,所以腐蚀速率是:D>B>A>C,

故选:C.

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单选题

下列叙述错误的是(  )

A生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱

B用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈

C铁在潮湿空气中发生腐蚀,其负极反应是2H++2e-=H2

D铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀

正确答案

C

解析

解:A、生铁中含有碳,形成原电池后,金属铁是负极,会加速金属的腐蚀速率,所以生铁抗腐蚀能力比纯铁弱,故A正确;

B、金属铁和锡形成的原电池中,铁是负极,易被腐蚀,即用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,故B正确;

C、铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀,负极上是金属失电子的氧化反应,即Fe-2e-=Fe2+,故C错误;

D、金属铁和锌形成的原电池中,铁是正极,易被保护,所以铁管不易被腐蚀,故D正确.

故选C.

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单选题

以下现象与电化学腐蚀无关的是(  )

A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿

B生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈

C铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈

D用敷铜板和氯化铁溶液制作电路板

正确答案

D

解析

解:A、黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中,金属铜做正极,是被保护的电极,不易生锈,与电化学腐蚀有关,故A错误;

B、生铁的成分中含有金属铁和碳,可以形成原电池,金属铁为负极,负极金属易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,故B错误;

C、铁和铜形成的原电池中,金属铁为负极易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,故C错误;

D、敷铜板和氯化铁溶液制作电路板是发生化学反应,与电化学腐蚀无关,故D正确.

故选D.

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单选题

铆在铜板上的铁铆钉(如图所示),处于酸性不强的水膜中.下列有关说法正确的是(  )

A铁铆钉在此环境下不易被腐蚀

B原电池反应的化学方程式:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2

C与铁接触的水膜发生反应:O2+4Fe-+2H2O═4OH-

D如果在酸雨环境中,将发生:Cu-2e-═Cu2+

正确答案

B

解析

解:A、根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀,铁铆钉在此环境下易被腐蚀,故A错误;

B、负极上发生的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,原电池反应的化学方程式:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2,故B正确;

C、与铁接触的水膜发生反应:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2,故C错误;

D、如果在酸雨环境中,将发生:Fe-2e-═Fe2+,故D错误;

故选B.

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单选题

下列有关说法不正确的是(  )

A钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀

B铁表面镀锌时,锌作阳极

C船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀

D在自然界中,青铜中的锡可对铜起保护作用

正确答案

A

解析

解:A.铁、铜和电解质溶液构成原电池,铁易失电子发生氧化反应而作负极,作负极的金属易被腐蚀,故A错误;

B.铁表面镀锌时,镀层锌作阳极,镀件铁作阴极,故B正确;

C.锌、铁和海水构成原电池,锌易失电子而作负极,铁作正极,作负极的金属易被腐蚀,作正极的金属被保护,故C正确;

D.锡、铜和电解质溶液构成原电池,锡易失电子而作负极,铜作正极,作负极的金属易被腐蚀,作正极的金属被保护,故D正确.

故选A.

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单选题

(2010秋•上海月考)如图是模拟铁的电化学防护装置.以下叙述正确的是(  )

A此装置属于电解池

B此装置中的铁极上发生氧化反应

C该电化学防护法称为“牺牲阳极阴极保护法”

D该电化学防护法称为“外加电源阴极保护法”

正确答案

C

解析

解:A、电该不具有外加电源不是电解池,属于原电池,故A错误;

B、该装置中,金属铁是原电池的正极,铁极上发生还原反应,故B错误;

C、装置中金属铁是原电池的正极,原电池的正极被保护的方法称为“牺牲阳极阴极保护法”,故C正确;

D、装置中金属铁是原电池的正极,原电池的正极被保护的方法称为“牺牲阳极阴极保护法”,做电解池的阴极的金属被防护法称为“外加电源阴极保护法”,故D错误.

故选C.

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单选题

下列说法错误的是(  )

A钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的正极反应为:O2+4e-+2H2O═4OH-

B粗锌(含铁)与稀硫酸反应比纯锌快

C铁粉中混有的铝粉可用NaOH溶液除去

D镁、铝、铁在常温下遇浓硫酸和硝酸都会发生钝化现象

正确答案

D

解析

解:A、钢铁在潮湿的空气中发生的是吸氧腐蚀,正极上发生反应为:O2+4e-+2H2O═4OH-,故A正确;

B、粗锌(含铁)与稀硫酸形成原电池以后,负极金属锌的反应速率会加快,故B正确;

C、金属Al可以和氢氧化钠之间反应,但是金属铁和氢氧化钠之间不反应,可以用NaOH溶液除去铁粉中混有的铝粉,故C正确;

D、铝、铁在常温下遇浓硫酸和硝酸都会发生钝化现象,但是金属镁不会钝化,因为金属镁表面的氧化膜不是致密的保护性氧化膜,故D错误.

故选D.

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单选题

以下叙述正确的是(  )

A制作氢氧燃料电池的碳棒电极可放在酒精灯上灼烧2~3min,使其表面粗糙多孔

B由于电化学腐蚀,银质器皿用一段时间后容易变黑

C将铜丝缠绕的铁钉置于3mL0.1mol•L-1盐酸和2滴K3[Fe(CN)6]溶液中,不久周围出现蓝色沉淀

D为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锡块

正确答案

C

解析

解:A.将碳棒放在酒精喷灯上灼烧2~3min,立即投入冷水中,反复操作3-5次,使其表面粗糙多孔,提高反应的接触面积,加快反应速率,故A错误;

B.银在空气中被氧气氧化发生化学腐蚀,和电化腐蚀无关,故B错误;

C.铜、铁和盐酸构成原电池,铁作负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,故C正确;

D.铁、锡和海水构成原电池,铁作负极,锡作正极,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以加快铁的腐蚀,故D错误;

故选C.

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单选题

在钢铁腐蚀过程中,下列五种变化可能发生的是(  )

①Fe2+转化为Fe3+ ②O2被还原 ③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3•nH2O ⑤杂质碳被氧化.

A只有①和②

B只有②③④

C①②③④

D①②③④⑤

正确答案

C

解析

解:钢铁生锈的过程是金属铁发生了吸氧腐蚀(或是析氢腐蚀)的原电池原理,铁为负极,发生失电子的氧化反应,Fe-2e-=Fe2+,正极上是氧气得电子发生还原反应,2H2O+O2+4e-=4OH-,O2被还原,或是在酸性环境下,氢离子得电子的过程,会产生氢气,氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,Fe由+2价转为+3价,最后Fe(OH)3失水形成Fe2O3•xH2O,即为铁锈的成分;杂质碳不参加反应.

故选C.

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