假期作业(13)金属的腐蚀与防护-【百汇大课堂·寒假作业】2024-2025学年高二化学假期作业

假期作业 方 氧化膜，即生成Al2O3,则阳极反应式为2Al+3H2O (4)短时间内看到白色沉淀，适当增大电源电压、适当 6e一A12)3+6H+。电解过程中阴极上H放电生 缩小两电极间距离可增大反应的速率，而改用稀硫 成H2,电极反应式为2H++2e一H2◆，反应中消耗 酸不能生成沉淀，降低温度反应速率减慢，故答案 H+,溶液中c(H十)增大，溶液的pH增大。 为：BC. (3)分析铝碘电池总反应可知，Al失去电子被氧化成 答案(1)石墨2H2O+2e—2OH厂+H2↑ A13+,则A1作负极，电极反应式为Al一3e (2)BC(3)隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化加热 A13+。负极质量减少27g时，负极上消耗1molA1, 煮沸(4)BC 结合负极反应式可知导线中转移电子为3mol,即 假期作业（十三） 1.806×1024(或3NA)个电子。 答案(1)①A3++3e—A120-4e—02↑ 跟踪练习 2CO:(3b-a)18 mol CO2:(2a-3b)36 mol 1.B[A.原电池的形成条件之一是形成闭合回路，①和 (2)2Al+3H20-6e—Al2O3+6H+增大 ②实验中，NCI的琼脂水溶液作用是形成闭合回路， (3)A1-3e一A3+1.806×1024(或3NA) 即NaC1的琼瘤水溶液作为离子迁移的通路，故A正 确：B.中性或碱性条件下，Zn、Fe形成原电池，发生吸 9.解析(1)根据电子移动方向可知，X是阳极，C1发 氧腐蚀，Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极上 生氧化反应生成CL2,电极反应式为2C1一2e 反应为O2十4e十2H2O一4OH,则①中变红，故 Cl2↑。Y是阴极，电极反应式为2H2O+2e B错误：C.②中NaCI溶液、Cu、Fe形成原电池，Fe比Cu 2OH一+H2↑，反应生成OH,则Y极附近呈碱性， 活泼，Fe作负极，Cu作正校，负极反应式Fe一2e 溶液变成红色。 Fe2+,正极反应为2H20十O2十4e一4OH,所以 (2)图2装置上端管与大气相通，X电极应产生无毒的 铁钉裸露在外的附近区城生成蓝色铁氰化亚铁沉淀， H2,则X电极是阴极，电校反应式为2H2O+2e 铜丝附近区域酚酞遥到碱而变红，故C正确：D,①中 2OH厂+H2↑。阳极产生C2,并与阴极产生的 Zn和②中Fe均作负极，均失去2e生成+2价的阳离 NaOH反应生成NaCIO,故该发生器中电解总反应为 子(Zn2+和Fe2+)、发生氧化反应，所以Zn、Fe发生的 C+H,0电解C10+H,↑ 氧化反应可表示为M一2e一M+(M代表锌或 铁)，故D正确；答案选B。] (3)①氢氧燃料电池中，电解质溶液是NaOH溶液， 2.B[A.由表可知，随pH的升高，碳钢腐蚀速率先减 H2在负校发生氧化反应，O2在正极发生还原反应， 慢后逐渐加快，故A错误：B.当pH<4溶液中，碳钢 故负极反应式为2H2十4OH-一4e一4H2O,正极 主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为：Fe一2e一 反应式为O2十2H2O+4e—4OH。 Fe2+,正极上电极反应式为：2H+十2e一H2个，故 ②图3中电解池中加入NaOH溶液的目的是增大溶 B正确：C.在pH=14溶液中，碳钢发生吸氧腐蚀，负 液的导电性，电解后生成NaOH,则NaOH浓度： 极反应为4OH-+Fe-3e一FcO2+2H2O,故 a%>c%。氢氧燃料电池中，正极上生成NaOH,且其 C错误；D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧 浓度大于加入NaOH溶液，则NaOH浓度：b%>a%, 气生成氢氧根离子速率减小，所以碳钢椅蚀速率会减 故NaOH的质量分数：b%>a%>c%。 缓，故D错误。故选B。] 答案(1)2C-2e—Cl2↑H2右 3.D[A.金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐 电解 (2)2H20+2e20H-+H2↑C1+H20 蚀没有电流通过，故错误：B.铁在潮湿的空气中容易 形成原电池，因此在潮湿的环境下容易腐蚀，故错误： C1O-+H2↑ C.发生化学能转变成电能的装置是原电池装置，活泼 (3)①2H2+4OH-4e=4HOO2+2H20+ 金属作负极，而被腐蚀，故错误：D.化学反应都伴随能 4e-40H②b%>a%>c% 量变化，电化学腐蚀中金属作负极，被腐蚀，失去电 10.解析(1)制纯净的Fe(OH)2沉淀，则Fe为阳极，失 子，故正确。答案选D。] 去电子，b与电源正极相连，则b为阳极，故石墨为阴 4,C[A.装置①模拟的是铁的吸氧腐蚀，在该过程中不 极，得到电子，与电源负极相连，故发生的电极反应 会有气泡生成，因此不能说明铁没有被腐蚀，A错误： 为2H2O十2e—2OH十H2↑，故答案为：石墨； B.装置②中，钢铁桥嫩应该作阴极，即与电源的负极 2H2O+2e-2OH+H2↑： 相连，才能确保桥墩不被腐蚀，B错误：C,装置③采用 (2)纯水导电性太差，影响物质的制备，而NaC1、 了钙牲阳极法保护桥墩，其中阳极的金属要比铁的性 NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe(OH)2沉淀， 质活泼，才能确保钢铁桥嫩作正极，不被病蚀，C正确： 电解液为CuC2溶液，发生Fe+CuCl2一Cu+ D.海水是混合物，电解质是化合物，D错误：故选C。] CuC2,则电解液b可选择BC,故答案为：BC: 5.B[A.电化学腐蚀是不纯金属与电解质溶液接触时 (3)苯的密度比水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止 发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，故 氢氧化亚铁被氧化，为防止氢氧化亚铁被氧化，并在 A不选：B.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同均 实验加入苯之前，对d溶液进行加热煮沸的目的是排 属于氧化还原反应，但电化学腐蚀伴有电流产生，而 出溶液中的氧气，故答案为：隔绝空气防止氢氧化亚 化学腐蚀无电流产生，故选B:C.钢铁瘸蚀最普遍的是 铁被氧化：加热煮沸： 吸氧筒蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，故 71 有女代尊商二寒假·化学 C不选：D.镀锌的铁板破损后，Zn作负极，Fe仍受保 护，而镀锡的铁板破损后，铁作负授被腐蚀，故D不 假期作业（十四） 选。答案选B。] 跟踪练习 6.C[A.开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活 1.B[A.水为共价化合物，结构式为H一O一H,电子式 动性Zn>Fe,所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的 腐蚀，这种方法称为舾牲阳极的阴极保护法，A错误； 为H:O:H,故A正确：B.违反洪特规则，应为 B.开关K置于N处，则该装置为电解池，若阳极X为 碳棒，Y为NaCl溶液，Fe为阴极，被保护，不会引起 个四个+个，故B错误：C.Ca+核外有3个电 1s 2s 2p Fe的腐蚀，B错误：C.开关K置于M处，则该装置为 原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性 子层，最外层电子数为8，离子基态电子排布式为： Fe>Cu,Fe作负极，发生反应：Fe-2e一Fe2+, 1s22s22p3s23p°，故C正确：D.K原子核外有4个电 Cu为正极，电极反应为Cu2+十2e一Cu,此时铜棒 子层，最外层1个电子，原子结构示意图为： 质量将增加，在外电路中的电子由Z经导线向铜电 极移动，C正确；D.开关K置于N处，则该装置为电解 故D正确。故选B] 泡，Y为硫酸铜溶液，若阳极X为铜棒，电极反应： Cu一2e一Cu2+,Fe为阴极，电极反应：Cu2++ 2.B[A.BF3中，B原子的族序数十成健数=3+3=6， 2e一Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的 所以不满足所有原子最外层为8电子结构，故A错 Cu的质量和析出的Cu的质量相等，所以溶液中铜离 误：B.CCL,中，C原子的最外层电子数为4，化合价为 子浓度将不变，D错误：故选C。] +4价，则4+4=8，C1原子的最外层电子数为7，化台 7.D[A.两图中被腐蚀的都是Fe,说明Fe是负极，Sn 价为一1价，所以|一1+7=8，所以该分子中所有原 为正极，说明金属性Fe>Sn,A错误：B.从腐蚀程度来 子都满足8电子结构，放B正确：C.SCI5中S化合价 讲，乙明显比较严重，因海水中含有较多的盐分，腐蚀 为十6价，S原子最外层电子数为6，所以6十6=12，分 速率比河水快，故乙是海水环境下的腐蚀情况，甲是 子中S原子不满足8电子结构，故C错误：D.HCI分 河水环境下的离蚀情况，B错误：C.铁被离蚀时电极反 子中H原子最外层满足2电子结构，故D错误。故 应式应为Fe-2e一Fe2+.C错误；D.金属性Zn> 选B。] Fe>Sn,用Zn锌做补丁，Zn做负极被商蚀，可以保护 3.C[A.3s23p是Si,2s22p是0.二者形成二氧化硅， Fe,Sn,D正确：答業选D.] 属于共价化合物，故A不选：B.3s2是Mg,2s22p是 8.B[A.阴极其实是原电池的正极，该电极反应式为 Ne,二者不能化合，故B不选：C.4s2是Ca,2s22p2是 2H()十2e一H2◆十2(OH,A错误：B.当铁管做 C,二者形成化合物CaC2,属于离子化合物，故C选： 原电泡的正极时被保护，将导线与金属M相连，M做 D.3s23p3是P,4s24p是Br,二者形成共价化合物，故 负极，失去电子沿着导线进入铁设施表面，因积铁设 D不选；故选C。] 施累积大量电子而被保护，B正确：C.海水中有大量的 4.A[A.Mg2+、A13+核外电子数均为10，具有相同核 盐溶解，更易形成电化学腐蚀，故在海水中更容易腐 外电子排布，故A符合：B.Ca2+、Al核外电子数分别 蚀，C错误；D.该保护法并未外接电源，故为牺牲阳极 为18、13，核外电子排布不相同，故B不符合：C.O2-、 的阴极保护法，金属M会被腐蚀，故需要定期更换， S2-核外电子数分别为10、18，核外电子排布不相同， D错误；故答案为B.门 故C不符合：C.F-、Ar核外电子数分别为10、18，核 9.B[舰体是由钢板做的。方法①，舰体与电源相连， 外电子排布不相同，故D不符合。故选A。] 必须与电源负极相连，故A错：B.方法②舰体镶嵌一 5.A[A当原子轨道中电子处于全满、半满或全空时最 些金属块，必须是比铁活泼的金属，构成原电池做负 稳定，所以该基态原子的价电子排布为3d4s,故 极，如锌等，故B正确：C.方法②舰体镶嵌一些金属 A错误：B.当原子轨道中电子处于全满、半满或全空 块，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故C错误； 时最稳定，所以该基态原子的价电子排布为4s2,为全 D.方法①，航母舰体与电源相连，这种方法叫外加电 充满状态，是稳定结构，故B正确：C.根据能量最低原 流的阴极保护法，故D错误：故答案为B。] 理知，应该先排48电子后排3d电子，所以该基态原子 10.BD[A.弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，正极上 的价电子排布为3d4s2,故C正确；D.根据电子能量 氧气得电子发生还原反应，电极反应O2十2H20十 大小顺序是E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s< 4e一4()H,故A正确：B.镀层破损时，锡、铁和 E3d<E4p,应该先排4s电子后排4p电子，所以该基 电解质溶液可形成原电池，铁作负极，锡做正极，加 态原子的价电子排布为4s24p,故D正确：故选：A。] 快了铁的腐蚀，对铁制品起不了保护作用，故B错 6.A[A.基态绅原子价电子排布为：4s24p3,4p上有 误；C,铁、锌、海水形成原电池，锌失去电子作负极， 3个电子，占据3个不同伸展方向的轨道，故A正确： 铁作正极被保护，该方法是采用了麵牲阳极的阴极 B.4p轨道电子云形状都相同，伸晨方向不同，故B错 保护法，故C正确：D.采用外加电流的阴极保护法 误：C.基态砷原子核外4p能级中的电子，位于同一能 时，被保护金属与直流电源的负极相连，如与外加直 层、同一能级，所以电子能量相同，故C错误：D.基态 流电源的正极相连，则输油管做阳极，更易被腐蚀， 砷原子4p上的三个电子，分别占据不同p轨道，自旋 故D错误：故选BD,] 方向相同，故D错误：故选A。] 72假期作业 &五方1 假期作业(十三) 金属的腐蚀与防折 2.电化学保护法 一知识导图 -⊙ 牺牲阳极法 外加电流法 -化学腐蚀 金属 依据 原电池原理 #框到5进 电解原理 腐蚀 电化学 析氢腐蚀 腐蚀 -吸氧腐蚀 形成原电池时,被保被保护的金属作阴 改变金属材料的组成 护的金属作正极(阳极,惰性电极作为辅 金属 在金属表面覆盖保护层 极),不反应受到保助阳极,两者均放在 防护 原理 电化学 牺牲阳极法 护;活泼金属作负极 电解质溶液里,在外 保护法 -外加电流法 (阳极),发生反应受加直流电的作用下 到腐蚀 使阴极得到保护 .可对精讲 一、金属的腐蚀 优 无需外加电源,但需 1.金属腐蚀 无需更换电极,但消 缺 要定期检查、更换被 金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液 耗电能 点 腐蚀的金属 体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2.两种电化学腐蚀 (1)析氢腐蚀(酸性较强环境 正极:2H+2e-H* 保护一些钢铁设备 负极:Fe-2e---Fe2+ 如锅炉内壁、船航外 保护土壤,海水及水 应用 (2)吸氧腐蚀(强酸性、中性、碱性环境) 壳等装上若干锲合金 中的金属设备 正极:O+4e+2HO--4OH 或铎块 负极:Fe-2e--Fe2+ 二、金属的防护 1.金属防护的原理 1图 金属防护就是防止金属的腐蚀,要解决的主 要问题是使金属不被氧化,应从金属、与金 属接触的物质及两者反应的条件等方面来 确定金属防护的具体方法。 41 #1&夫# 高二寒假·化学 3.有关金属腐蚀的论述,正确的是 ( 跟踪练习 A.金属的腐蚀一定伴有电流产生 1. 下列根据实验操作及现象进行的分析和推 B. Fe在干燥的空气里比在潮湿的空气里更 C 断中,不正确的是 易被腐蚀 ## C.发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼 滴人和K 的金属总是作正极而被腐蚀 (CN液 操作 表行 湿合均冷却 培养_ D.发生电化腐蚀时都有能量的转变,自被腐 (盛有热的NaC) 的琼脂水溶液) 蚀的金属总是失电子 4. 研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重 一段时间后:①中,铁钉裸露在外的附近区 要课题。下列有关判断中正确的是( ) 现象域变红; +一 ②中..... A.NaC1的琼脂水溶液作为离子迁移的通路 B.①中变红是因为发生反应2H.O士2e- ② H.十2OH 一红。 OKOKAA C.②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域 变蓝,铜丝附近区域变红 ③ D.①和②中发生的氧化反应均可表示为 M-2e---M(M代表铎或铁) A.用装置①模拟研究时未见a上有气泡,说 明铁没有被腐蚀 2.一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH B.②中桥墩与外加电源正极连接能确保格 的关系如下表: 墩不被腐蚀 pH 2 6 6.5 8 13.514 C.③中采用了牺牲阳极法保护桥墩 腐蚀快慢 慢 较快 较快 D.①②③中海水均是实现化学能与电能相 FeO. FeO. 主要产物 Fe2} Fe.O. 互转化的电解质 5.下列有关金属腐蚀的说法正确的是 ) 下列说法正确的是 A. 电化学腐蚀是在外加电流作用下不纯金 A.随pH的升高,碳钢腐蚀速率逐渐加快 属发生化学反应被损耗的过程 B.pH 4,发生析氢腐蚀 B.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同, C.pH为14,其负极反应为2H。0+Fe一 但电化学腐蚀伴有电流产生 3e--FeO+4H C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收 D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀 氧气,产物最终转化为铁 速率会加快 D.铎的铁板比锡的铁板更容易被腐蚀 42 假期作业 6.利用如图装置,完成很多电化学实验。下列 8.将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水 ( 有关此装置的叙述中,正确的是 ) 体中钢铁设施的腐蚀。在图中所示的情境 ( 中,下列有关说法正确的是 ) 水体 { (阴极) A.若X为铎棒,Y为NaC1溶液,开关K置 于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为 A.阴极的电极反应式为Fe-2e--Fe^2 牺牲阴极保护法 B.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 B.若X为碳棒,Y为NaC1溶液,开关K置 C.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水 于N处,可加快铁的腐蚀 中的快 C.若X为铜棒,Y为疏酸铜溶液,开关K置 D.该保护法为外加电流的阴极保护法,金属 于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中 M不需要定期更换 的电子向铜电极移动 9. 为延长舰船服役寿命可采用的电化学防腐 D.若X为铜棒,Y为疏酸铜溶液,开关K置 的方法有①舰体与直流电源相连②舰体上 于N处,可用于铁表面铜,溶液中铜离 镶嵌某种金属块。下列有关说法正确的是 子浓度将减小 ( 7.国产航母山东舰已经列装服役,它是采用模 A.方法①中舰体应连电源的正极 块制造然后煌接组装而成的,对煌接有着极 B.方法②中镶嵌金属块可以是铎 高的要求。实验室模拟在海水环境和河水 C.方法①为牺牲阳极的阴极保护法 环境下对煌接金属材料使用的影响(如图)。 ) D.方法②为外加电流的阴极保护法 下列相关描述中正确的是 原表 原表 一腐蚀区 10.(双选)下列有关金属腐蚀与防护的说法错 腐蚀区 误的是 A.钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀 的正极反应式是O十2H。O+ A.由图示的金属腐蚀情况说明了Sn元素 4e7--4OH 的金属性强于Fe元素 B. 当锡铁制品的层破损时,层仍能 B. 由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀 情况,乙是河水环境下的腐蚀情况 对铁制品起保护作用 C. 两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均 C. 在海轮外壳上连接辞块保护外壳不受腐 为Fe-3e-Fe3+ 蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D. 为了防止舰艇在海水中被腐蚀,可在煌点 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正 附近用铲块打“补丁” 极相连以保护它不受腐蚀 43