- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146题
（Ⅱ）据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值（GNP）的4%．
（1）请你根据不同原理，提出防止钢铁锈蚀的两条合理措施：
①______；②______．
（2）请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式：______．
（3）向含有铬离子（Cr3+）的废水中加入石灰乳[Ca（OH）2]，降低溶液的酸度．当调节废水的PH至8～9时，铬离子形成Cr（OH）3沉淀而分离，其反应的离子方程式是：______．
正确答案
解：（Ⅰ）铁处于A的环境中做原电池的负极，腐蚀速率较快，铁处于B的环境中做原电池的正极，被保护，腐蚀速率很慢，铁处于C的环境中的金属铁发生吸氧腐蚀，速度较慢，
故答案为：A＞C＞B；
（Ⅱ）防止钢铁锈蚀关键是与氧气和水隔绝，可以进行表面防护处理（涂油、刷漆、表面镀金属等），还可以改变金属内部结构（制成不锈钢）等，
故答案为：改变金属内部结构（制成不锈钢）；刷漆（涂油、表面镀金属）；
（2）铁锈的主要成分是氧化铁，可以和酸反应生成盐和水，即Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，故答案为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；
（3）根据信息提示：铬离子（Cr3+）在pH至8～9时的溶液中，会形成Cr（OH）3沉淀，则和氢氧化钙的反应为：2Cr3++3Ca（OH）2=2Cr（OH）3+3Ca2+，
故答案为：2Cr3++3Ca（OH）2=2Cr（OH）3+3Ca2+．
解析
解：（Ⅰ）铁处于A的环境中做原电池的负极，腐蚀速率较快，铁处于B的环境中做原电池的正极，被保护，腐蚀速率很慢，铁处于C的环境中的金属铁发生吸氧腐蚀，速度较慢，
故答案为：A＞C＞B；
（Ⅱ）防止钢铁锈蚀关键是与氧气和水隔绝，可以进行表面防护处理（涂油、刷漆、表面镀金属等），还可以改变金属内部结构（制成不锈钢）等，
故答案为：改变金属内部结构（制成不锈钢）；刷漆（涂油、表面镀金属）；
（2）铁锈的主要成分是氧化铁，可以和酸反应生成盐和水，即Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，故答案为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；
（3）根据信息提示：铬离子（Cr3+）在pH至8～9时的溶液中，会形成Cr（OH）3沉淀，则和氢氧化钙的反应为：2Cr3++3Ca（OH）2=2Cr（OH）3+3Ca2+，
故答案为：2Cr3++3Ca（OH）2=2Cr（OH）3+3Ca2+．
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A金属被腐蚀的本质是：M+nH2O=M（OH）n+
B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
正确答案
解析
解：A．金属被腐蚀的本质是金属失去电子M-ne→Mn+，故A错误；
B．Fe、Sn和电解质溶液构成原电池时，Fe易失电子作负极、Sn作正极，所以铁加速被腐蚀，故B错误；
C．Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．铁连接电源正极时作电解池阳极而加速被腐蚀，要保护铁，应该将Fe连接电源负极，故D错误；
故选C．
钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为（ ）
正确答案
解析
解：A．原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，铁为原电池的负极，故A错误；
B．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，故B错误；
C．弱酸性或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，负极反应式为Fe-2e-═Fe2+，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以正极反应式为O2+2H2O+4e-═OH-，故C正确；
D．原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，铁为原电池的负极，且发生Fe-2e-═Fe2+，故D错误；
故选C．
化学与生产、生活、社会密切相关．下列有关说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩，焰火是金属化合物在灼烧时焰色反应所呈现的特殊颜色，故A正确；
B、碳化硅陶瓷基复合材料是一种新型结构材料．它比铝还轻、比钢还强，比碳化硅陶瓷更耐高温、更抗氧化烧蚀，而且克服了陶瓷的脆性，它是一种新型无机非金属材料，故B正确；
C、在铁制品的外层局部镀铜，这样所形成的原电池中，金属铁为负极，易被腐蚀，故C错误；
D、在加热的条件下，碳酸根的水解程度增大，碱性增强，在碱性环境下，油脂的水解更彻底，即Na2CO3除油污时使用热水洗涤效果好，故D正确．
故选C．
正确答案
解析
解：该装置中溶液呈中性，则铁发生吸氧腐蚀，铁易失电子作负极，碳作正极，
A．铁易失电子生成亚铁离子进入溶液，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁程度，所以铁电极附近滴加酚酞试液不变红，故A错误；
B．铁失电子发生氧化反应，故B正确；
C．铁作负极，碳作正极，电子从负极铁沿导线流向正极碳，故C错误；
D．石墨电极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，所以没有气泡生成，故D错误；
故选B．
钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题．
（1）工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿（主要成分为Fe2O3）的化学方程式：______．
（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化学方程式______．
（3）如图1所示哪个装置可防止铁棒被腐蚀______．
（4）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意图如图2所示：请回答：
①A电极对应的金属是______（写元素名称），B电极的电极反应式是______．
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：______．
正确答案
解：（1）工业上采用一氧化碳还原氧化铁的热还原法来制取金属铁，即3CO+Fe2O3
（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，故答案为：2FeCl3+Fe=3FeCl2；
（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，故答案为：BD；
（4）①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：铜；Cu2++2e-=Cu；
②镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护，故答案为：铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀．
解析
解：（1）工业上采用一氧化碳还原氧化铁的热还原法来制取金属铁，即3CO+Fe2O3
（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，故答案为：2FeCl3+Fe=3FeCl2；
（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，故答案为：BD；
（4）①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：铜；Cu2++2e-=Cu；
②镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护，故答案为：铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀．
研究钢铁的腐蚀与防护具有非常重要的意义．
（1）铁的电化学腐蚀包括两种，这两种腐蚀的负极反应均为______，而正极反应由铁表面的水膜酸碱性决定，当水膜酸度较高时，正极反应式为______，这种腐蚀称为______腐蚀，而水膜酸性不强时，正极反应式为______，这种腐蚀称为______腐蚀．
（2）防止钢铁腐蚀的电化学方法有两种，图中液体为海水，请在图中添加必要的导线、电源，注明另一电极的电极材料名称，使其符合图下所注的保护方法．
正确答案
Fe-2e-═Fe2+
2H+=2e-=H2↑
析氢
O2+2H2O+4e-═4OH-
吸氧
解析
解：（1）钢铁在空气酸度不大的环境中，形成原电池发生吸氧腐蚀，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，负极上铁电极反应式为：2Fe-4e-═2Fe2+，正极碳上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H20+4e-═40H-，当水膜酸度较高时，发生析氢腐蚀，正极上的反应是2H+=2e-=H2↑，
故答案为：Fe-2e-═Fe2+；2H+=2e-=H2↑；析氢；O2+2H2O+4e-═4OH-；吸氧；
（2）原电池金属做负极被腐蚀，该方法称为牺牲阳极保护法；电解池，金属做阳极被腐蚀，该方法称为阴极电保护法，故答案为：
下列关于铁析氢腐蚀的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：强酸性条件下，钢铁发生析氢腐蚀，该装置构成原电池，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为2H++2e-=H2↑，
A．Fe易失电子作负极，C作正极，故A错误；
B．Fe易失电子作负极、C作正极，故B正确；
C．正极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电解质溶液中氢离子浓度减小，溶液的pH升高，故C错误；
D．钢铁发生析氢腐蚀是在强酸性条件下，发生吸氧腐蚀是在弱酸性或中性条件下，故D错误；
故选B．
正确答案
解析
解：生铁和氯化钠溶液、稀硫酸溶液都能构成原电池，左边试管中，生铁发生吸氧腐蚀，右边试管中，生铁发生析氢腐蚀，
A．生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大，故A正确；
B．a处负极上铁失电子，正极上氧气得电子，b处负极上铁失电子，正极上氢离子得电子，所以a、b两处相同的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故B正确；
C．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致溶液从b处向a处移动，所以a处液面高于b处液面，故C正确；
D．生铁中的碳在a、b两处都作正极，故D错误；
故选D．
请书写钢铁表面的水膜呈中性时发生腐蚀的电极方程式．
负极______
正极______．
正确答案
解：钢铁表面的水膜呈中性时构成原电池而发生吸氧腐蚀，钢铁中较活泼金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；碳作正极，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+4e-+2H2O=4OH-；
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；O2+4e-+2H2O=4OH-．
解析
解：钢铁表面的水膜呈中性时构成原电池而发生吸氧腐蚀，钢铁中较活泼金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；碳作正极，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+4e-+2H2O=4OH-；
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；O2+4e-+2H2O=4OH-．
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