高考化学一轮复习题组训练6.4金属的腐蚀与防护电化学的有关计算1含解析

金属的腐蚀与防护 电化学的有关计算

   金属腐蚀的原理

1.(2018·北京高考)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的 3% NaCl 溶液)。

下列说法不正确的是 (　　)

A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe

B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

【命题意图】本题考查了电化学腐蚀与防护的实验探究,意在考查学生的观察现象、分析问题的能力。

【解析】选D。根据实验②的现象可知,在酸化的3%NaCl溶液中Fe电极未溶解,根据实验③的现象可知,Fe在酸化的3%NaCl溶液生成了Fe2+,两者对照,可以判定Zn保护了Fe,A正确;根据实验②取出Fe附近的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无明显变化,可知Fe电极附近未生成Fe2+,而实验①中Fe表面变蓝,说明   ]可能将Fe氧化,B、C正确;将Zn换成Cu,用①的方法K3[Fe(CN)6]可将Fe氧化,Fe表面也会生成蓝色沉淀,不能根据电化学原理判断Fe比Cu活泼。

【补偿训练】

　　如图两套实验装置,都涉及金属的腐蚀反应,假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是              (　　)

　A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体

B.装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀

C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气

D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+

【解析】选C。装置Ⅰ中,铁被浓硝酸钝化,铜与浓硝酸反应,在这种条件下,铜作原电池的负极,铁作正极,反应生成红棕色的NO2,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,随后铁作负极Cu作正极,稀硝酸发生还原反应生成无色的NO,金属过量,故反应结束时溶液中既有Fe2+又有Cu2+,A、D错误;因为装置Ⅱ中左边充满氧气,一开始发生吸氧腐蚀,消耗氧气导致左边液面上升,铁与稀硫酸反应产生氢气,发生析氢腐蚀,B错误,C正确。

2.(2019·江苏高考)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是

(　　)

A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+

B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能

C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀

D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀

【解析】选C。A项,铁和活性炭构成原电池,铁作负极,铁失去电子生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,错误;B项,能量转化形式不是唯一的,化学能除了转化为电能外,还有热能等,错误;C项,Fe和活性炭构成原电池后,反应速率变快,正确;D项,Fe和C在水中也可以构成原电池,Fe失去电子,空气中的O2得电子,发生吸氧腐蚀,如果在NaCl溶液中,铁发生吸氧腐蚀更快,错误。

归纳提升

根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀

正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀硫酸等酸性溶液发生析氢腐蚀。

金属腐蚀速率的快慢比较

3.如图各容器中盛有海水,铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是 (　　)

A.(4)>(2)>(1)>(3)　　　 B.(2)>(1)>(3)>(4)

C.(4)>(2)>(3)>(1)   D.(3)>(2)>(4)>(1)

【解析】选B。金属腐蚀速率:金属作阳极的电解池>作负极的原电池>化学腐蚀>作正极的原电池>作阴极的电解池,因此顺序是(2)>(1)>(3)>(4),故选项B正确。

4.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是 (　　)

A.图甲中,铁钉易被腐蚀

B.图乙中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现

C.图丙中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D.图丁中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极

【解析】选C。A项,图甲中,铁钉处于干燥环境,不易被腐蚀;B项,负极反应为Fe-2e-Fe2+,Fe2+与反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀;D项,为牺牲阳极的阴极保护法,镁块相当于原电池的负极。

归纳提升

判断金属腐蚀快慢的规律

(1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。

(3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。

金属腐蚀的防护措施

5.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法错误的是              (　　)

A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应

B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-

C.断电时,锌环上的电极反应为Z+2e-Zn

D.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀

【解析】选C。锌环与电源的正极相连,为阳极,A项正确;断电时,Zn比铁活泼,作负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,C项错误。

6.(2017·全国卷Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是              (　　)

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

【解析】选C。通过外加电流的阴极保护法可以有效防止钢管桩的腐蚀,从而使钢管桩表面腐蚀电流接近于零,A项正确;通电后高硅铸铁为阳极,发生氧化反应,电子流出通过外电路流向钢管桩,B项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,阳极反应的实质是水的电解,高硅铸铁并不是损耗阳极材料,只起传递电流的作用,C项错误;可以根据发生腐蚀的趋势不同调整通入的保护电流,D项正确。