- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146题
（1）铜板上铁铆钉处容易生锈，称为______腐蚀，被腐蚀的金属是______；原电池的正极电极反应式是______．
（2）如图所示的铜-锌原电池中，理论上应观察到的现象是：铜片上：______，此时原电池的负极电极反应式是______．
正确答案
（1）铜板上铁铆钉处容易生锈，是因为金属铁、铜、潮湿的空气形成了原电池，其中活泼金属铁发生了吸氧腐蚀的结果，在该原电池的正极上是氧气得电子的过程，
故答案为：电化学（或吸氧）；铁；O2 +4e-+2H2O=4OH-；
（2）在铜、锌、硫酸原电池中，活泼金属锌做负极，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e=Zn2+，金属铜作正极，正极上是氢离子发生得电子得还原反应，即2H++2e-→H2↑，有气泡产生，故答案为：有气泡产生；Zn-2e=Zn2+．
A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸．
（1）B中正极的电极反应式为______．
（2）C中被腐蚀的金属是______，负极的电极反应式为______．
（3）A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是______．
正确答案
（1）B中铁做负极，铜做正极，电解质溶液为硫酸，则正极反应为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（2）C形成原电池，锌比铁活泼，做原电池的负极而被氧化，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：Zn，Zn-2e-=Zn2+；
（3）A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C锌比铁活泼，铁做原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，故答案为：B＞A＞C．
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）图1中下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀______．
（2）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，请回答：
①A电极对应的金属是______（写元素名称）．
②B电极电极反应式______．
③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
（1）在B原电池装置中，正极金属铁被保护，在电解池装置D中，阴极铁金属被保护，A装置中，金属铁做原电池的负极，更易被腐蚀，在C装置中，金属铁和水以及少量的氧气接触，也会被腐蚀，故答案为：BD；
（2）①在铁件的表面镀铜的电镀池中，作阳极的是镀层金属铜，故答案为：铜；
②在铁件的表面镀铜的电镀池中，做阴极的是待镀金属铁，该极上金属阳离子铜离子发生得电子的还原反应，即Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
③镀铜铁破损后，金属铁为负极，镀锌铁破损后，金属铁是正极，在原电池中，负极金属更易被腐蚀，所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，
故答案为：镀铜铁破损后，金属铁为负极，镀锌铁破损后，金属铁是正极，负极金属易被腐蚀．
如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容．为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
回答以下问题：
（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是（填实验序号）______；在电化学腐蚀中，负极反应是______；
（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是______．
（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______（答两种方法）．
正确答案
（1）3、4、5中铁丝表面发生了变化，说明铁丝发生了电化学腐蚀；铁丝发生电化学腐蚀中，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+．
故答案为：3﹑4﹑5；Fe-2e-=Fe2+；
（2）2、4实验说明温度影响铁的腐蚀；1、3实验说明湿度影响铁的腐蚀；4、5实验说明电解质的存在影响铁的腐蚀，所以影响铁腐蚀的因素有：温度、湿度和电解质的存在，
故答案为：温度﹑湿度﹑电解质的存在；
（3）为发生铁发生，常用的方法有：电镀﹑刷漆等表面覆盖法及牺牲阳极保护阴极法等，
故答案为：电镀﹑刷漆等表面覆盖法及牺牲阳极保护阴极法等．
将洁净的金属片Fe、Zn、A、B 分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里．实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表所示：
根据以上实验记录，完成以下填空：
（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越______（填“大”、“小”）．
Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是______．
（2）Cu与A组成的原电池，______为负极，此电极反应式为（失去电子数用ne-表示______．
（3）A、B形成合金，露置在潮湿空气中，______先被腐蚀．
正确答案
（1）Fe、Zn分别与Cu、电解质溶液形成原电池时，由表可知：前者的电压小，后者的电压大，而锌的活泼性大于铁，即金属活动性相差越大，电压表的读数越大，根据原电池中，电子经导线从活泼金属流向不活泼金属，由表可知：金属活泼性：Cu＞A，B＞Cu，金属活动性相差越大，电压表的读数越大，可知Zn＞B，所以金属的活泼性：Zn＞B＞A，
故答案为：大；Zn＞B＞A；
（2）由第三组数据可知电压为负值，说明电流的方向是相反的，即Cu→A构成原电池，Cu为负极，失去电子，电极反应式：Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：Cu；Cu-2e-=Cu2+；
（3）根据原电池中，活泼金属做负极，被腐蚀，由（1）可知金属的活泼性：B＞A，即B先被腐蚀，故答案为：B．
Ⅰ．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，请回答：
（1）X极上的电极反应式：______．在X极附近观察到的现象是______．
（2）Y电极上的电极反应式为______，检验该电极反应产物的方法是______．
Ⅱ．三峡大坝使万里长江变成黄金水道，但三峡船闸的防腐蚀是现实而又紧迫的任务，请你分析：
（1）船闸主要发生的是______腐蚀，并请写出腐蚀的电极反应式：
负极：______；正极：______．
（2）请你对三峡船闸的防腐蚀提出一项合理化建议：____________．
正确答案
Ⅰ、（1）和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，
故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红；
（2）和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子失电子发生氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
Ⅱ、（1）接触水及空气，主要发生吸氧腐蚀，铁在负极放电生成亚铁离子，氧气在正极得电子生成氢氧根．电极反应式为
负极：2Fe-4e-=2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；
故答案为：吸氧；2Fe-4e-=2Fe2+；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）保护船闸可以及时刷油漆，保护钢铁不与空气和水接触；或在船闸上镶嵌锌块并及时补充；或将直流电源的负极焊接到船闸上，并不间断供电．
故答案为：及时刷油漆，保护钢铁不与空气和水接触；或在船闸上镶嵌锌块并及时补充；或将直流电源的负极焊接到船闸上，并不间断供电．
如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）铁钉在逐渐生绣．
（2）若试管内液面上升，发生______腐蚀，电极反应：负极：______，正极：______
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生的电极反应：负极：______，正极：______．
正确答案
生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，
（2）若试管内液面上升，说明试管内气体因和水反应而使其压强减小，发生的是吸氧腐蚀，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+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，
故答案为：吸氧，Fe-2e-=Fe2+，2H2O+O2+4e-=4OH-；
（3）若试管内液面下降，说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大，则金属发生的是析氢腐蚀，溶液呈酸性，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：
4H++4e-=2H2↑，
故答案为：酸，Fe-2e-=Fe2+，4H++4e-=2H2↑．
对照试验是化学研究中常用的一种方法．某研究小组对铁生锈进行如下研究．
（1）经过较长时间后发现：上述图中的铁钉最容易生锈的是______．
（2）在铁钉的锈蚀过程中，Fe发生了______（填“氧化”或“还原”）反应．
（3）铁生锈的外部条件是______．
（4）钢铁工业史国家工业的基础．下列措施能起到防腐作用的是______．
A．刷油漆B．包上一层塑料层C．连接一定数量镁块．
正确答案
（1）能形成原电池且作原电池负极的金属易被腐蚀，
A．铁、碳和溶有氧气的水能构成原电池，铁易失电子而作负极，碳作正极，作负极的铁易被腐蚀而生锈；
B．该装置中没有空气，不能形成原电池则铁不易生锈；
C．碱石灰能吸收空气中水分，则C装置中没有水，所以不能构成原电池，铁不易生锈；
故选A；
（2）A中，铁易失电子发生氧化反应而易生锈，故答案为：氧化；
（3）A易生锈，B和C不容易生锈，B中没有空气，C中没有水分，A中含有水分和空气，所以铁生锈的外部条件是：与空气、水充分接触；
（4）为防止铁生锈，可以采用隔绝空气或隔绝水的方法，如采用刷漆、涂油、连接较活泼金属、电镀等方法，故选ABC．
Ⅰ．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑．请回答：
（1）铁锅的锈蚀是______腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）．
（2）写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：______．
Ⅱ．（1）某同学运用所学知识，自选材料设计实验，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4（稀）=CuSO4+H2↑．请你在方框内画出能够实现这一反应的装置图．
（2）某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀．请你分析其原因：______．
正确答案
I．（1）弱酸或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
（2）铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-；
II．（1）不能自发进行的氧化还原反应可以设计成电解池而实现该反应，Cu+H2SO4（稀）=CuSO4+H2↑中稀硫酸和铜不反应，可以把其设计成电解池，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子生成氢气，可以选用石墨或导电的金属作阳极，根据方程式知，用稀硫酸作电解质溶液，该装置如图所示：
，
故答案为：
；
（2）设计的电解池中，如果铜作阳极，碳作阴极，稀硫酸作电解质溶液，电解池工作时，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀，说明铜电极上氢离子得电子发生还原反应，碳棒上氢氧根离子失电子生成氧气，则碳棒作阳极，铜作阴极，所以两极与电源的正负极接反了，
故答案为：两极与电源的正负极接反了．
选考题[化学--选修化学与生活]
Ⅰ．维生素C的结构简式是
，它的分子式是______．由于它能防治坏血病，又称为______．在维生素C溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液颜色变红，说明维生素C溶液具有______性；在维生素C溶液中滴入少量蓝色的含有淀粉的碘水，可观察到的现象是______，说明维生素C具有______性．
Ⅱ．（1）如右图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）______．
（2）氟氯代烷是一种能破坏臭氧层的物质．在大气平流层中，氟氯代烷受紫外线的照射分解出氯原子，氯原子参与下列有关反应：①Cl+O3→ClO+O2 ②O3→O+O2 ③ClO+O→Cl+O2上列的反应的总反应式是______，少量氟氯代烷能破坏大量臭氧的原因是______．
正确答案
Ⅰ．维生素C的分子式为C6H8O6；称为抗坏血酸；紫色石蕊试液遇酸变红色，在维生素C溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液颜色变红，说明维生素C溶液具有酸性；维生素C能和碘反应而使淀粉的碘水溶液褪色，碘有氧化性，所以维生素C有还原性．
故答案为：C6H8O6；抗坏血酸；酸；溶液蓝色褪去；还原性；
Ⅱ． （1）铁处于Ⅰ的环境中做原电池的负极，腐蚀速率较快，铁处于Ⅱ的环境中做原电池的正极，被保护，腐蚀速率很慢，铁处于Ⅲ的环境中的金属铁发生化学腐蚀，速度较慢．
故答案为：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ；
（2）由①Cl+O3→ClO+O2、②O3→O+O2、③ClO+O→Cl+O2，将方程式①+②+③得方程式：2O3→3O2；
氟氯代烷受紫外线的照射分解出氯原子，Cl+O3→ClO+O2，Cl对O3的分解有促进作用，所以能破坏臭氧层，
故答案为：2O3→3O2；氟氯代烷分解产生的Cl对O3的分解有促进作用．
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