- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146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.
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( )
正确答案
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.
下列叙述错误的是( )
正确答案
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.
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.
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( )
正确答案
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.
下列有关说法不正确的是( )
正确答案
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.
(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( )
正确答案
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.
下列说法错误的是( )
正确答案
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.
以下叙述正确的是( )
正确答案
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.
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.
正确答案
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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