- 金属的电化学腐蚀与防护
- 共1146题
（l）铝与某些金属氧化物在高温下的反应称为铝热反应，可用于冶炼高熔点金属．
已知：4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-2830kJ•mol-1Fe2O3(s)+
铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式是______．
（2）如图1所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是______；
装置②中Cu电极上的电极反应式为______．
（3）钒（V）及其化合物广泛应用于新能源领域．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图2所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为______．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由______色变为______色．
正确答案
（1）①4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-2830kJ•mol-1，
②Fe2O3（s）+
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-390kJ•mol-1，
由盖斯定律可知，①×
则△H=（-2830kJ•mol-1）×
故答案为：2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△H=-600kJ/mol；
（2）①发生化学腐蚀，②中构成原电池，且Fe为负极，③构成原电池，但Fe为正极，所以铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是②＞①＞③；
装置②中Cu电极上氧气得电子，发生吸氧腐蚀的电极反应，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：②＞①＞③；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）①溶液逐渐由黄变蓝，则VO2+得电子生成VO2+，电极反应为VO2++2H++e-=VO2++H2O，故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；
②原电池中左边为正极，右边为负极，则充电时，右槽为阴极，发生还原反应，则V3+得到电子生成V2+，观察到充电时右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色，
故答案为：绿；紫．
某研究性学习小组设计了一个环保型消毒液发生器，如图所示装置，用一石墨作电极电解饱和NaCl溶液，请你完成以下实验探究过程：
已知25℃H2CO3K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11、HClO K=2.9×10-8
（1）推断电源电极名称：a为______极，电解过程中，与电源正极相连的电极反应式为______．与电源负极相连的电极附近溶液pH______．（填“不变，“升高”或“降低”）
（2）产生消毒液过程的有关反应化学方程式：______．
（3）若要保存消毒液必须密封，原因是（用化学方程式表示）______．
（4）有人认为该消毒液和“洁厕液”（含盐酸）混合使用能增强清洁效果，你认为可行吗？
为什么？______
（5）对该消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用进行探究．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；光亮的铁钉、
消毒液、酚酞试液、2mol/L盐酸、lmol/L硫酸、2mol/L硝酸、20%KSCN溶液．
正确答案
（1）电解氯化钠溶液时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，阴极是氢离子的电子生成氢气的过程，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，所以一定要让氯气在b电极产生，所以b电极是阳极，与电源正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，a电极是阴极，发生电极反应：2H++2e-=H2↑，该极消耗氢离子，电极附近溶液pH升高，故答案为：负；2Cl--2e-=Cl2↑；升高；
（2）电解饱和食盐水的原理方程式为：2NaCl+2H2O
故答案为：2NaCl+2H2O
（3）次氯酸酸性弱于碳酸，次氯酸钠可以和空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸，
即NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO，而导致漂白粉失效，故答案为：NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO；
（4）次氯酸酸性弱于盐酸，所以次氯酸钠可以和盐酸发生归中反应生成氯气，所以消毒液和“洁厕液”（含盐酸）混合使用没有清洁效果，故答案为：不行，因为二者混合后2HCl+NaClO=Cl2↑+NaCl+H2O；
（5）消毒液具有氧化性，可以将铁钉氧化，但被氧化后会发现铁钉生锈，生成的三价铁离子能使KSCN显红色，可以根据铁定是否生锈以及是否出现使得KSCN鲜红色的溶液这一现象来判断，故答案为：
．
下列叙述中正确的是（ ）
①锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率；②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）铁更易被腐蚀；③电镀时，应把待镀件置于电解槽的阴极；④用电解法精炼精铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；⑤钢铁吸氧腐蚀时的正极反应式为2H2O+O2-4e-=4OH-．
正确答案
①锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液后，金属锌可以置换金属铜，形成原电池，原电池能加速负极金属和电极质的反应速率，故①正确；
②白铁（镀锌的铁）中，镀层破损后，Zn为负极，被腐蚀的是Zn，Fe被保护，马口铁（镀锡的铁）中，Fe为负极，被腐蚀的是Fe，Zn被保护，所以镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）铁更耐腐蚀，故②错误；
③根据电镀原理中，镀件作阳极，待镀件置于电解槽的阴极，故③正确；
④用电解法精炼精铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故④正确；
⑤钢铁吸氧腐蚀时的正极发生氧气得电子的反应，即2H2O+O2+4e-=4OH-，故⑤正确．
故选B．
A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸
（1）A中反应的离子方程式为______．
（2）一段时间后，B中Sn极附近溶液的pH______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）一段时间后，C中产生了3.36L（标准状况）气体时，硫酸恰好全部被消耗，则原稀硫酸溶液的物质的量浓度=______mol•L-1．
（4）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是______（填写序号）．
正确答案
（1）铁为活泼金属，与酸发生置换反应生成氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（2）Fe与Sn在酸性溶液中形成原电池，Sn为正极，电极反应式为H++2e-=H2↑，Sn极附近溶液的H+浓度减小，pH增大，故答案为：增大；
（3）电池总反应为：H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑，
n（H2SO4）=n（H2）=
则：c（H2SO4）=
故答案为：0.75；
（4）电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属做原电池正极时得到保护，腐蚀速率最小，故答案为：BAC．
(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为___________，Sn极附近溶液的pH(填“增大”．“减小”或“不变”)_______________。 ②C中总反应离子方程式为________。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________________。
(2)下图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题 ① 电池的负极是_______(填a、b)该极的电极反应是：___________
② 电池工作一段时间后电解质溶液的pH______(增大、减小、不变)
正确答案
(1)①2H++2e-==H2；增大；
②Zn+2H+==Zn2++H2；B>A>C
(2)③ a；CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O；
④减小
钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是（ ）
正确答案
钢铁中含有碳、铁，根据原电池工作原理，活泼的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，所以碳作正极，铁作负极；负极失电子变成离子进入溶液，正极上得电子发生还原反应，钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．
故选C．
有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
正确答案
A、析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，所以负极均是Fe发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+，故A错误；
B、镀层破损后，镀锡铁板的镀层不能对铁制品起保护作用，加快铁板的腐蚀，故B错误；
C、在海轮外壳连接锌块，锌被腐蚀，从而保护了铁，所以保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D、电解时，阳极被腐蚀，阴极被保护；连接电源正极的电极为阳极，所以将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀，故D错误；
故选C．
如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈______性，电极反应式为：
负极：______，
正极：______
（2）若液面下降，则溶液呈______性，电极反应式为：
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，
（1）若试管内液面上升，说明电解质环境是碱性或是中性，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：碱性或是中性；2Fe-4e-=2Fe2+；2H2O+O2+4e-═4OH-；
（2）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：较强的酸；Fe-2e-═Fe2+；2H++2e-=H2↑．
研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的．
（1）下列关于醋酸的叙述正确的是______（填写符号）．
a．醋酸俗名冰醋酸，是食醋的主要成分
b．向醋酸溶液中加入一定量NaOH固体，溶液的导电性增强
c．加水稀释醋酸溶液，溶液中的所有离子浓度均减小
d．常温下，醋酸溶液中水的电离程度减小
（2）牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为Ca5（PO4）3OH，该物质在水中存在沉淀溶解平衡，试写出该物质的溶度积常数表达式Kap=______．
（3）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化腐蚀原理如图所示：
①写出石墨电极的电极反应式______；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在右图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向．
③写出修改后石墨电极的电极反应式______．
正确答案
（1）a．醋酸俗名冰醋酸，食醋的主要成分就是醋酸，故正确；
b．醋酸是弱电解质，醋酸溶液中离子浓度较小，向醋酸溶液中加入一定量NaOH固体，醋酸和氢氧化钠反应生成强电解质醋酸钠，溶液中离子浓度增大，所以溶液的导电性增强，故正确；
c．加水稀释醋酸溶液，促进醋酸电离，但醋酸分子、氢离子和醋酸根离子浓度都减小，根据水的离子积常数知，溶液中氢氧根离子浓度增大，故错误；
d．常温下，醋酸能电离出氢离子，所以能抑制醋酸溶液中水的电离程度，从而使水的电离程度减小，故正确；
故选abd；
（2）Kap=c（Ca2+）5c（PO43-）3c（OH-），故答案为：Kap=c（Ca2+）5c（PO43-）3c（OH-）；
（3）①中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
②要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，阴极上氢离子得电子生成氢气，
导线中电子中电子从负极沿导线流向阴极，从阳极沿导线流向正极，故答案为：如图所示
③设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2↑，
故答案为：2Cl-2e-=Cl2↑．
原电池是一种______装置．电子的流动方向是从______极到______极；电流方向是从______极到______极．电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为在潮湿的空气中，铜与铝接触形成______，其中铝做______，很快被腐蚀．
正确答案
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，在原电池中，电子的流动方向是从负极沿着导线流向正极，电流方向和电子流向相反，即从正极流向负极，铜、铝、潮湿的空气构成的原电池中，金属铝做负极，易被腐蚀．故答案为：将化学能转变为电能的；负；正；正；负；原电池；负极．
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