- 金属的腐蚀和防护
- 共3685题
钢铁在自然界中的腐蚀以__________腐蚀为主，其电极反应方程式负极反应：___________________；正极反应：________________________。
正确答案
吸氧；Fe-2e-==Fe2+；O2+4e-+2H2O==4OH-
钢铁在潮湿的空气里容易发生电化学腐蚀，铁是______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
负极；Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2↑
如图A、B两个装置，回答下列问题：
（1）A为_________池，Pt1为______极。
（2）当电路中通过0.02mol电子时，A溶液质量变化为_______________g；
同时B中收集到标准状况下的气体224mL，则反应前B池中原混合溶液中Cu2+的浓度是__ ______（设B中原混合液的体积为200mL）。
正确答案
（1）原； 阳（各1分） （2）0.01（2分） （3）0.025mol/L （2分）
试题分析：（1）锌能和硫酸铜发生置换反应，所以A是原电池。其中锌是负极，铜是正极。B是电解池，则Pt1与电源的正极相连，做阳极，Pt2为阴极。
（2）锌电极的电极反应式是Zn－2e－=Zn2＋，则当电路中通过0.02mol电子时，消耗锌的质量是0.65g。而铜电极表明生成0.64g铜，所以A中溶液增加0.65g－0.64g＝0.01g。B中阳极始终是OH-放电生成氧气，电极反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，根据电子得失守恒可知，生成氧气的体积是
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见考点。试题基础性强，侧重对能力的培养和解题方法的训练与指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和应试能力。该题的关键是利用好电子得失守恒，其次要熟练掌握离子的放电顺序。
某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为 。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为 ，
总反应的离子方程式为 。
有关上述实验，下列说法正确的是(填序号) 。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。
此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 。
正确答案
(1)Fe-2e-=Fe2+
(2)2H++2e-=H2↑
2Cl-+2H2O
(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于
②O2+2H2O+4e-=4OH-
(1)开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子为原电池负极。
(2)开关K与b相连，装置构成电解NaCl溶液的电解池，B为电解池的阴极，溶液中的H+在B极放电生成H2。电解过程中Na+应该向阴极B移动；A极产生的气体为Cl2，Cl2能将I-氧化为I2，淀粉遇I2变蓝；根据电解反应：2NaCl+2H2O
(3)溶液中的OH-在阳极失电子产生O2：4OH--4e-=2H2O+O2↑，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H+在阴极得到电子产生H2：2H++2e-=H2↑，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO42-所带电荷数大于K+所带电荷数，SO42-通过阴离子交换膜，K+通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O2+4e-+2H2O=4OH-
第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2＋2NiOOH
极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应_________。
(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为
2Cu＋H2O
用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为______g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，该方法叫 ________。
正确答案
(1)减小H2-2 e－＋2 OH－=2H2O (2)H2O+2e-= H2↑+O2- 144
(3)吸氧 牺牲阳极的阴极保护法
试题分析：甲：电极为储氢金属作负极，该电极失去电子，发生的电极反应为：H2-2e-+2OH-=2H2O,消耗了氢氧根离子，使氢氧根离子的浓度减小，所以溶液的PH减小。(2)由电解的总方程式可知铜在阳极失去电子，发生氧化反应： 2Cu-2e-+O2-=Cu2O;水电离产生的氢离子在阴极得到电子，发生还原反应：H2O+2e-= H2↑+O2-。根据电解的化学方程式可看出：产生1ml氢气，同时得到1mol Cu2O,其质量为144g。（3）钢铁在酸性环境发生析氢腐蚀，在中性环境中发生吸氧腐蚀。由于海水是中性环境，所以发生吸氧腐蚀。为保护船体，在浸泡在海水里的船体熵连接锌块，这样由于锌比铁活泼，腐蚀的是锌，对船体就起到了保护作用。这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法。
钢铁吸氧腐蚀正极电极反应式___________________________；钢铁析氢腐蚀正极电极反应式________________________；它们的负极反应是相同的，其电极反应式为_______________________________。
正确答案
2H2O+O2+4e-=4OH-；2H++2e-=H2↑；Fe-2e-=Fe2+
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。若试管内液面上升，发生__________腐蚀，电极反应：负极：____________________，正极：____________________。
（2）若试管内液面下降，则原溶液呈__________性，发生的电极反应：正极：____________________。
正确答案
（1）吸氧；2Fe-4e-==2Fe2+；O2+2H2O+4e-=4OH-
（3）较强的酸；2H++2e-==H2↑
如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于___腐蚀。
(2)若试管内液面上升，则原溶液是____ 性，发生____腐蚀，电极反应：负极为 ____，正极为____。
(3)若试管内液面下降，则原溶液呈___性，发生 ___腐蚀，电极反应：负极为____；正极为____。
正确答案
(1)电化学
(2)弱酸性或中 ；吸氧 ；2Fe-4e-= 2Fe2+ ；O2+4e-+2H2O=4OH-
(3)较强的酸 ；析氢 ；Fe - 2e-=Fe2+ ；2H++2e-=H2↑
第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为：H2＋2NiOOH
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为 。
(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图的电解装置制取，电解总反应为：2Cu＋H2O
阴极的电极反应式是 。
用镍氢电池作为电源进行电解，当蓄电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为 g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的 腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的 (填“正”或“负”)极相连。
正确答案
(1)增大 NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－
(2)2H＋＋2e－=H2↑ 144
(3)吸氧 负
(1)从题意可知，混合动力车上坡或加速时，电池应处于放电状态，故负极反应式为：H2＋2OH－－2e－=2H2O，则正极反应可由总电极反应式减去负极反应式得到，即NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，由于在放电时，生成了OH－，故乙电极周围溶液的pH增大。
(2)结合装置图及总电池反应式可以得知，H＋在阴极放电，故阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；由总电池反应式可求得，1 mol H2被消耗时，同时生成1 mol Cu2O，其质量为144 g。
（16分）（Ⅰ）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)甲装置的名称是____________ (填“原电池”或“电解池”)。
(2) 写出电极反应式： Pt极______ _ ；当甲中产生0．1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为___________________；
(3)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色___________（填“变深”、“变浅”或“无变化”）。
（Ⅱ）燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟O2（或空气）反应，将化学能转化为电能的装置。对于以强碱为电解质的CH4燃料电池，负极电极反应式为：
随着放电的进行，溶液的pH （填“变大”“变小”或“不变”）
（Ⅲ）由Cu2+、Cl-、Na+、SO42-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。
(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以______为阳极电解________ 溶液，阳极电极反应式为____________________________ 。
(2)以铂作阳极电解 ________ 溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，电解的总反应式为 __________________________ 。
正确答案
（Ⅰ）（1）原电池 （1分） （2）2Cl－- 2e－＝ Cl2↑（2分） 6.4g （2分）
（3）无变化（1分）
（Ⅱ）CH4+10OH－－8e=CO32-+7H2O （2分） 变小（1分）
（Ⅲ）(1) 铂（1分） Na2SO4（1分）
4OH-－4e- = 2H2O+O2↑（2分）（写2H2O-4e- = O2↑+4H+ 同样给分）
(2) NaCl（1分） 2NaCl+2H2O
（没写“电解”或“通电”不给分）
（Ⅰ）（1）甲装置轴锌和稀硫酸可以发生置换反应，所以甲是原电池，乙是电解池。
（2）锌比铜活泼，所以锌是负极，铜是正极，则Pt是阳极，溶液中的氯离子在阳极失去电子，生成氯气，反应式为2Cl－- 2e－＝ Cl2↑。甲中产生的气体是氢气，物质的量是0.1mol，转移电子是0.2mol，所以根据电子的得失守恒可知，乙中析出铜的物质的量是0.2mol÷2＝0.1mol，其质量为6.4g。
（3）都换成铜电极，则阳极铜失去电子，同时阴极铜离子又得到电子而析出，所以溶液的浓度是不变的，即溶液的颜色无变化。
（Ⅱ）甲烷在反应中失去电子，所以在负极通入。又因为溶液显碱性，所以负极电极反应式为CH4+10OH－－8e－=CO32-+7H2O。氧气得到电子，在正极通入，电极反应式为2O2＋8e－＋4H2O=8OH－,所以总反应式为CH4＋2O2＋2OH－=CO32－＋3H2O，所以溶液的pH是减小的。
（Ⅲ）(1) )要使电解过程中溶质的组成和质量不变，则电解的是水，所以电解的是硫酸钠。阳极是OH-放电，反应式为4OH-－4e- = 2H2O+O2↑。
（2）溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，所以电解的是氯化钠溶液，反应式为
2NaCl+2H2O
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