- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146题
（1）金属腐蚀会造成巨大的经济损失，钢铁在潮湿的空气中更容易被腐蚀，主要原因是钢铁里的铁和碳与钢铁表面吸附的一层水膜构成许多微小的______发生电化学腐蚀，该腐蚀中负极发生的电极反应式为______．
（2）某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：
①源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入CaO，再通入CO2可以降低水中Ca2+、Mg2+等离子的浓度，从而将硬水转化为______水．
②该水厂加入的A物质常为氯气，其作用是______．
③加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，以下物质中不能作为凝聚剂的是（填写编号）______．
A．KAl（SO4）2•12H2O B．Fe2（SO4）3 C．CuSO4 D．FeSO4•7H2O．
正确答案
（1）碳、铁和水构成原电池，所以能发生电化学腐蚀，该原电池中，铁作负极，碳作正极，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：原电池，Fe-2e-=Fe2+；
（2）①钙镁离子较少或没有的水是软水，源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入CaO，再通入CO2可以降低水中Ca2+、Mg2+等离子的浓度，从而将硬水转化为软水，故答案为：软；
②氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有强氧化性，所以能杀菌消毒，故答案为：杀菌消毒；
③凝聚剂能发生水解而生成胶体，胶体具有吸附性而净水，所以只要能水解生成胶体的就属于凝聚剂，明矾能水解生成氢氧化铝胶体、铁离子能水解生成氢氧化铁胶体、亚铁离子被氧化生成的铁离子易水解生成胶体，所以ABD能作凝聚剂，铜离子水解不能生成胶体，所以不能作凝聚剂，故选C．
如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
（1）(1)中反应的离子方程式为_____________________。
（2）(2)中反应的电极反应：Fe：_____________________，Sn：_____________________，Sn极附近溶液的pH___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）(3)中被腐蚀的金属是___________，其电极反应式为_____________________。比较图(1)(2)(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_____________________。
正确答案
（1）Fe+2H+==Fe2++H2↑
（2）Fe-2e-==Fe2+；2H++2e-==H2↑；增大
（3）Zn；Zn-2e-==Zn2+；(2)>(1)>(3)
（1）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和______腐蚀．
（2）炒过菜的铁锅未及时洗净容易发生腐蚀．
①若铁锅内残液呈弱酸性，则腐蚀主要属于______（填“吸氧”或“析氢”，下同）腐蚀；若残液中主要含有NaCl，腐蚀应主要属于______腐蚀．
②吸氧腐蚀中，负极的电极反应式为______．铁锈中铁的化合价为______．
（3）如果在铁的表面镀上一层铜，就可以防止铁生锈，则在电镀过程中铁为______极，电极反应式为______，铜为______极，电极反应式为______．
正确答案
（1）金属的腐蚀分为：金属和化学物质直接反应的是化学腐蚀，金属和电解质溶液构成原电池的是电化学腐蚀，
故答案为：电化学；
（2）①若铁锅内残液呈弱酸性，铁作负极，碳作正极，铁失去电子被氧化，正极上氢离子得电子生成氢气，所以是析氢腐蚀；若残液中主要含有NaCl，铁作负极，碳作正极，铁失去电子被氧化，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以发生的是吸氧腐蚀，
故答案为：析氢；吸氧；
②吸氧腐蚀中，铁作负极，铁失去电子被氧化，所以负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁脱水形成铁锈，所以铁锈中铁的化合价是+3价，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；+3；
（3）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以在铁的表面镀上一层铜，铁作阴极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：阴；Cu2++2e-=Cu；阳；Cu-2e-=Cu2+．
材料是人类生存和发展的基础，合理使用材料可改善人类的生活．
（1）钢铁在酸雨中会发生电化学腐蚀，其负极电极反应式是______；为防止轮船的船体在海水中腐蚀，一般在轮船身上装有一定数量的______．
（2）居室装修所使的人造板材会释放出一种挥发性物质，长期接触会引起过敏性皮炎，免疫功能异常，该挥发性物质是______（填名称）．
（3）铁是人们生活中常用的金属材料，请列举两种常用的防止铁制品被腐蚀的方法：______，______．
（4）石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃的主要成分是______；有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）实际上不是硅酸盐材料，而是一种______．（选填“橡胶”或“纤维”或“塑料”）
（5）玻璃是重要的硅酸盐产品．生产玻璃时，石灰石与石英反应的化学方程式为______．
正确答案
（1）碳、铁和酸雨构成的原电池中，铁失电子作负极，所以负极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，为防止金属被腐蚀，如果利用牺牲阳极的阴极保护法保护金属，则被保护的金属作原电池正极，应该选取比铁活泼的金属作原电池负极，一般在轮船身上装有一定数量的锌，故答案为：Fe-2e-=Fe2+，锌；
（2）甲醛是来自人造地板、家具以及装修粘合剂，长期接触低剂量的该物质，可引起过敏性皮炎、免疫功能异常，故答案为：甲醛；
（3）铁生锈是铁和氧气、水 等物质相互作用的结果，在生产生活中常用的防止铁制品生锈的方法有涂油、刷漆等，故答案为：涂油、刷漆；
（4）石英玻璃的主要成分是二氧化硅，有机玻璃的单体是甲基丙烯酸甲酯（化学式为C5H8O2），所以有机玻璃实际上是一种塑料，故答案为：二氧化硅，塑料；
（5）高温下，碳酸钙和二氧化硅反应生成硅酸钙和二氧化碳，反应方程式为：SiO2+CaCO3
故答案为：SiO2+CaCO3
中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一．
①在原子反应堆中得以广泛应用的钠钾合金在常温下呈液态，说明合金的熔点比其成分金属的熔点______．
②铜锌合金外观和金（Au）相似，常被误认为黄金．试写出一种鉴别黄铜与黄金的化学方法______．
铜器表面容易生成一层薄薄的铜绿[主要成份是Cu2（OH）2CO3]，请写出铜在潮湿的空气发生电化学腐蚀时的负极反应式______；用盐酸可以除去铜器表面的铜绿，该反应的化学方程式为______．
③下列对金属制品采取的防护方法不正确的是______（填序号）．
A．在电线的外面包上一层塑料层
B．在自行车钢圈上镀上一层金属铬
C．在海轮的铁制外壳上焊上铜块．
正确答案
①合金的熔点比各成分金属的低，故答案为：低；
②取少许合金加入少量盐酸（或稀硫酸、醋酸等），若有气泡产生，则可证明是假黄金；铜腐蚀时做负极时失去电子：Cu-2e-=Cu2+；铜绿是碱式碳酸铜可与盐酸反应：Cu2（OH）2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2↑+3H2O，故答案为：取少许合金加入少量盐酸（或稀硫酸、醋酸等），若有气泡产生，则可证明是假黄金（或往少许合金中加入Hg（NO3）2溶液、AgNO3溶液等，观察有无Hg、Ag等金属析出；高温灼烧合金，观察是否变黑等）；Cu-2e-=Cu2+； Cu2（OH）2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2↑+3H2O；
③A．外面包上一层塑料层可减少与空气中氧气的接触，故A正确；
B．镀上一层金属铬可以隔绝空气，使金属不受腐蚀，故B正确；
C．原电池能加快化学反应速率，铁铜海水构成原电池，加快铁的腐蚀，故C错误．
故选C．
钢铁制品发生电化学腐蚀的类型：
（1）酸性环境：负极，铁失去电子被氧化．写出电极反应式：______正极，溶液中的H+得到电子而被还原．写出电极反应式：______
（2）中性（或弱酸性）环境：负极，铁失去电子被氧化．正极，溶液中的O2得到电子被还原，写出电极反应式：______．
正确答案
（1）酸性环境下，钢铁发生析氢腐蚀，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：2H++2e-=H2↑；
故答案为：Fe-2e-=Fe2+，2H++2e-=H2↑；
（2）中性或弱酸性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-．
钢铁在潮湿的空气里容易发生电化学腐蚀，负极发生反应的电极反应式为______，如果水膜的酸性较强，则正极的电极反应式为______．
正确答案
钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上得电子发生还原反应；
如果水膜的酸性较强，则发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+，2H++2e-=H2↑．
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：______．
正确答案
（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，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-．
“辽宁号”航母的服役举世瞩目．钢铁是制造航母的主要材料，钢铁在潮湿空气中易发生______（填“化学”或“电化学”）腐蚀．请列举两种防止钢铁腐蚀的方法：______、______．人类最早使用的合金材料是______（填字母）．
A．铁合金B．铝合金C．铜合金．
正确答案
钢铁在潮湿的空气中形成原电池，发生电化学腐蚀，电化腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，而析氢腐蚀只在较强酸性条件下才发生；所以钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；
金属腐蚀的防护主要方法有：①改变金属的内部结构．例如，把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢．②在金属表面覆盖保护层．例如，在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等．③电化学保护法．a．外加电流的阴极保护法．利用电解装置，使被保护的金属与电源负极相连．b．牺牲阳极的阴极保护法．利用原电池装置，使被保护的金属与另一种更易失电子的金属组成新的原电池；
铜的活泼性较弱，比较容易冶炼，所以人类最早使用的合金材料是铜合金；
故答案为：电化学；电镀、涂油漆；C．
人类的生活离不开化学，生活中的化学无处不在．请回答：
（1）家用铁锅用水清洗后放置一段时间，出现红棕色的锈斑．此过程中不可能发生的变化有______（填序号）．
①铁元素被氧化②铁元素被还原③铁元素由+3价转化为+2价
为防止铁锅生锈，将其洗净后，可进一步采取的措施是______（填序号）．
①擦干②放在潮湿的地方
（2）抗酸药物的作用是中和胃里过多的盐酸．某抗酸药的主要成分是碳酸氢钠，写出碳酸氢钠与盐酸反应的离子方程式：______．若此抗酸药每片含碳酸氢钠0.40g，取此药一片研碎后与足量的盐酸反应，生成气体在标准状况下的体积为______L（精确到0.01）．
正确答案
（1）铁锅中含有碳、铁，碳、铁和合适的电解质溶液构成原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，铁失电子发生氧化反应，氧气得电子发生还原反应，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定被氧气氧化生成氢氧化铁，所以不可能发生的变化是②③，为防止形成原电池，要擦干，故选①；
故答案为：②③，①；
（2）碳酸氢钠和盐酸反应的离子方程式为：HCO3-+H+=C02↑+H2O，
根据HCO3-+H+=C02↑+H2O知，生成二氧化碳的体积=
故答案为：HCO3-+H+=C02↑+H2O，0.11．
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