内容正文:
第三节 金属的腐蚀与防护
第一课时 金属的腐蚀 [见学生用书P120]
1.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极发生的电极反应式为( A )
A.2H2O+O2+4e-===4OH-
B.Fe2++2e-===Fe
C.2H++2e-===H2↑
D.Fe3++e-===Fe2+
【解析】 中性或酸性很弱的条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,A正确。
2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入0.01mol/L NaCl溶液中,可能发生的是( D )
①碳棒上有氢气析出 ②碳棒附近产生OH- ③碳棒上有氧气析出 ④铁钉被氧化
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【解析】 把铁钉和碳棒用导线连接起来后浸入食盐溶液中,电解质属于中性溶液,铁发生吸氧腐蚀,铁钉为负极,失电子被氧化,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,碳棒为正极,正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,电极总反应式为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,①③不符合题意,②④符合题意。D正确。
3.铁锅用水清洗放置后出现红褐色锈斑,在此变化过程中不会发生的反应是( A )
A.Fe-3e-+3OH-===Fe(OH)3
B.O2+2H2O+4e-===4OH-
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
【解析】 铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑,发生电化学腐蚀,负极上铁失去电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,正极上氧气得到电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,总的电极反应为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,且氢氧化亚铁易被氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,A符合题意,B、C、D不符合题意。
4.在具支试管中加入铁粉和活性炭的混合物,然后注入少量稀盐酸,立即塞上橡胶塞组成如图所示装置。下列说法错误的是( C )
第4题图
A.铁一定发生析氢腐蚀
B.铁可能会发生吸氧腐蚀
C.若改用NaOH溶液,腐蚀不再发生
D.若改用食盐水,一段时间后导管内液面高于导管外
【解析】 酸性条件下,钢铁发生析氢腐蚀,A正确;当盐酸反应完,即发生吸氧腐蚀,铁可能会发生吸氧腐蚀,B正确;若改用NaOH溶液,溶液显碱性,发生吸氧腐蚀,C错误;若改用食盐水,发生吸氧腐蚀,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,气体减少,所以导管内液面高于导管外,D正确。
5.利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法错误的是( C )
第5题图
A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后,a管液面高于b管液面
C.a处溶液的pH不变,b处溶液的pH减小
D.a、b两处具有相同的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
【解析】 a管内是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀,A正确;发生吸氧腐蚀时,氧气和水反应导致气体压强减小,发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,一段时间后,a管液面高于b管液面,B正确;a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变,b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH变大,C错误;a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,因此a、b两处具有相同的电极反应式为Fe-2e-===
Fe2+,D正确。
6.金属腐蚀造成的损失非常严重,金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列现象不能用电化学腐蚀来解释的是( B )
A.铜板上的铁铆钉在阴雨天易生锈
B.铜器皿在高温环境中迅速变黑
C.马口铁(镀锡的铁)破损后很快生锈
D.电工作业中若将铜、铝导线直接相连易出现接触不良的现象
【解析】 阴雨天环境,铜板与铁铆钉浸泡在水中构成原电池,活泼金属Fe作负极被腐蚀,属于电化学腐蚀,能用电化学腐蚀来解释,A不符合题意;铜器皿在高温时与空气中的O2反应生成CuO,属于化学腐蚀,不能用电化学腐蚀来解释,B符合题意;马口铁破损后,因Fe比Sn活泼,在环境中Fe与Sn构成原电池,铁作负极,腐蚀速率加快,属于电化学腐蚀,能用电化学腐蚀来解释,C不符合题意;铜线和铝线连接,因Al比Cu活泼,两种金属在环境中构成原电池,Al作负极,表面形成氧化物绝缘层,属于电化学腐蚀,能用电化学腐蚀来解释,D不符合题意。
7.糕点包装中常见的脱氧剂的组成为还原性铁粉、氯化钠、碳粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列说法正确的是( C )
A.脱氧过程中铁作为原电池正极
B.负极的电极