专题一 学生实验 电化学腐蚀与金属防护 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

专题一 电化学基础与金属防护 学生实验 电化学腐蚀与金属防护 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列环境中，最容易使铁发生电化学腐蚀的是（ ） A. 干燥的空气中 B. 浸没在植物油中 C. 潮湿的空气中 D. 密封的真空环境 2. 铁发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为（ ） A. Fe - 2e⁻ = Fe²⁺ B. 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ C. 2H₂O + O₂ + 4e⁻ = 4OH⁻ D. Fe²⁺ + 2OH⁻ = Fe(OH)₂↓ 3. 验证铁的吸氧腐蚀实验中，需要用到的试剂或仪器不包括（ ） A. 铁钉 B. 试管 C. 浓硫酸 D. 蒸馏水 4. 下列方法中，不能用于防止铁制品腐蚀的是（ ） A. 在铁表面镀一层锌 B. 保持铁制品表面干燥 C. 把铁制品与铜片相连 D. 在铁表面涂一层油漆 5. 牺牲阳极法保护钢铁设备的实验中，牺牲阳极的材料可以选用（ ） A. 铜片 B. 锌片 C. 石墨 D. 银片 6. 铁制品发生析氢腐蚀的条件是（ ） A. 潮湿的酸性环境 B. 潮湿的中性环境 C. 干燥的酸性环境 D.干燥的中性环境 7. 下列关于电化学腐蚀实验的说法，正确的是（ ） A. 铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应不同 B. 实验中观察到导管内液面上升，说明发生了吸氧腐蚀 C. 铁发生电化学腐蚀时，一定会生成铁锈 D. 改变电解质溶液的浓度，不会影响腐蚀速率 8. 外加电流法保护金属的实验中，被保护的金属应连接电源的（ ） A. 正极 B. 负极 C. 正极或负极都可以 D. 无法确定 9. 某同学进行铁的腐蚀实验，发现铁钉表面出现红棕色物质，该物质的主要成分是（ ） A. FeO B. Fe₂O₃·xH₂O C. Fe₃O₄ D. Fe(OH)₂ 10. 下列实验现象中，能证明铁发生了吸氧腐蚀的是（ ） A. 铁钉表面产生大量气泡 B. 电解质溶液变为浅绿色 C. 试管内气压降低，导管内液面上升 D. 铁钉表面出现黑色物质 11. 对比铁的化学腐蚀和电化学腐蚀的实验，下列说法错误的是（ ） A. 化学腐蚀没有电流产生，电化学腐蚀有电流产生 B. 化学腐蚀和电化学腐蚀的本质都是金属被氧化 C. 化学腐蚀的速度比电化学腐蚀的速度慢 D. 两者的反应条件相同，只是反应机理不同 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 铁的电化学腐蚀分为______腐蚀和______腐蚀，两者的本质都是铁原子______电子被氧化。 2. 验证铁的吸氧腐蚀实验中，向试管中加入铁钉和少量蒸馏水，使铁钉部分浸入水中，然后在导管另一端连接______。若观察到______，说明发生了吸氧腐蚀，原因是______。 3. 牺牲阳极法保护金属的实验原理是______，其中______作负极被腐蚀，______作正极被保护。 4. 铁发生吸氧腐蚀时，负极反应式为______，生成的 Fe²⁺ 与正极产生的 OH⁻ 结合生成 Fe(OH)₂，Fe(OH)₂ 不稳定，被氧气氧化的化学方程式为______。 5. 金属防护的实验中，表面覆盖保护层的方法有______、等，其原理是隔绝______和。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的正极反应不同，负极反应相同。（ ） 2. 实验中，铁钉完全浸没在蒸馏水中比部分浸入水中更容易发生腐蚀。（ ） 3. 牺牲阳极法中，牺牲阳极的金属活动性必须比被保护金属强。（ ） 4. 外加电流法保护金属时，被保护金属作阳极，不会被腐蚀。（ ） 5. 铁制品表面的铁锈能阻止内部铁继续被腐蚀。（ ） 6. 电化学腐蚀的速率比化学腐蚀的速率快。（ ） 7. 向铁的腐蚀实验中加入少量氯化钠，会加快腐蚀速率。（ ） 8. 铁发生析氢腐蚀时，电解质溶液的pH会逐渐升高。（ ） 9. 金属的防护实验中，涂油漆属于电化学保护法。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题（每题10分，共30分） 1. 结合电化学腐蚀与金属防护的实验分析：① 为什么铁制品部分浸入水中比完全浸没或完全暴露在空气中更容易生锈？② 牺牲阳极法和外加电流法的实验原理有什么不同？ 2. 某同学设计了如下实验验证铁的吸氧腐蚀：取一支试管，加入铁钉和适量饱和食盐水，使铁钉部分浸入溶液中，然后将导管一端插入试管内，另一端插入盛有水的烧杯中。请预测实验现象，并解释产生该现象的原因。 3. 结合实验和实际应用回答：① 实验中，若要减缓铁的腐蚀速率，可以采取哪些措施？列举两种并说明原理。② 为什么镀锡铁的镀层破损后，铁的腐蚀速率会加快？③ 如何设计实验对比铁的化学腐蚀和电化学腐蚀的速率？   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. C 2. C 3. C 4. C 5. B 6. A 7. B 8. B 9. B 10. C 11. D （二）填空题 1. 吸氧；析氢；失去 2. 盛有水的烧杯；导管内液面上升；铁钉发生吸氧腐蚀消耗试管内氧气，导致试管内气压降低 3. 原电池原理；牺牲阳极；被保护金属 4. Fe - 2e⁻ = Fe²⁺；4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 5. 涂油漆；电镀金属；氧气；水 （三）判断题 1. √ 2. × 3. √ 4. × 5. × 6. √ 7. √ 8. √ 9. × （四）简答题答案 1. ① 因为铁制品部分浸入水中时，能同时接触水和氧气，且表面易形成原电池，满足电化学腐蚀的条件；完全浸没时氧气含量少，完全暴露时水分不足，因此腐蚀速率较慢。 ② 牺牲阳极法利用原电池原理，牺牲阳极作负极被腐蚀，被保护金属作正极；外加电流法利用电解池原理，被保护金属与电源负极相连作阴极，强制使其发生还原反应。 2. 实验现象：铁钉表面逐渐出现红棕色铁锈，导管内液面上升。 原因：铁钉在饱和食盐水中发生吸氧腐蚀，负极铁失电子生成 Fe²⁺，正极氧气得电子与水反应生成 OH⁻；Fe²⁺ 与 OH⁻ 结合生成 Fe(OH)₂，进一步被氧化为 Fe(OH)₃，脱水后形成铁锈；反应消耗试管内氧气，导致试管内气压减小，烧杯中的水在大气压作用下进入导管，使液面上升。 3. ① 措施一：在铁钉表面涂一层油漆，原理是隔绝氧气和水，阻止电化学腐蚀的发生；措施二：将铁钉与锌片相连，原理是牺牲阳极法，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护。 ② 因为锡的金属活动性比铁弱，镀层破损后，铁和锡形成原电池，铁作负极被氧化，因此腐蚀速率加快。 ③ 实验设计：取两支相同的试管，第一支试管加入铁钉和稀盐酸，使铁钉与盐酸直接反应（化学腐蚀）；第二支试管加入铁钉、铜片和稀盐酸，构成原电池（电化学腐蚀）；观察两支试管中产生气泡的速率，产生气泡快的为电化学腐蚀，慢的为化学腐蚀。 学科网（北京）股份有限公司 $