2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課后強化作業(yè) 新人教版.DOC

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2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課后強化作業(yè) 新人教版 一、選擇題 1．下列敘述中不正確的是(　　) A．金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 B．鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕 C．用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕 D．原電池外電路電子由負極流入正極 解析：A項，不純的金屬在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，A項正確；B項，鋼鐵在干燥的空氣中，不易腐蝕，B項正確；C項，鋁和鐵形成原電池，鋁作負極易被腐蝕，C項錯誤；D項，原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過導(dǎo)線流向正極。 答案：C 2．下列反應(yīng)一定屬于氧化反應(yīng)的是(　　) A．金屬的腐蝕　　　　　　 B．原電池的正極反應(yīng) C．放熱反應(yīng) D．電鍍池鍍件一極的反應(yīng) 解析：金屬腐蝕的本質(zhì)就是被氧化的過程，A正確；B、D發(fā)生的均為還原反應(yīng)；C項放熱反應(yīng)與是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)無直接關(guān)系。 答案：A 3．下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是(　　) A．生鐵比純鐵易生銹 B．純銀飾品久置表面變暗 C．黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠 D．與銅管連接的鐵管易生銹 解析：B項，純銀不符合構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。 答案：B 4．相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是(　　) 解析：A、B、D均可構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕，C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構(gòu)不成原電池，不易被腐蝕。 答案：C 5．(xx陜西省長安一中高三質(zhì)檢(二))某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是(　　) A．鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng) B．鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng) C．鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 D．a(chǎn)極是負極，b極是正極 解析：出現(xiàn)紅色字跡，說明筆尖生成氫氧根離子，所以鉛筆端是陰極，鉑片端是陽極，A、B項錯誤；鉛筆端產(chǎn)生氫氣，不是氯氣，C項錯誤；a極是負極，D項正確。 答案：D (xx濰坊模擬)下面兩套實驗裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。請同學(xué)們仔細觀察，完成6～7題。 6．下列敘述正確的是(　　) A．裝置Ⅰ在反應(yīng)過程中自始至終只生成紅棕色氣體 B．裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C．裝置Ⅱ在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣 D．裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中的金屬陽離子只有Cu2＋ 解析：裝置Ⅰ形成原電池，銅作負極、鐵作正極，反應(yīng)的實質(zhì)是銅與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，開始生成二氧化氮，硝酸變稀后生成一氧化氮；濃硝酸變稀后，鐵和銅兩個電極轉(zhuǎn)換，溶液中會有亞鐵離子生成；裝置Ⅱ開始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕，鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹，氧氣消耗后壓強變小液面左移，接觸后發(fā)生析氫腐蝕，有氫氣放出。 答案：C 7.下列與反應(yīng)原理相關(guān)的敘述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ中不可能發(fā)生如下反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．裝置Ⅱ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中存在Fe2＋ C．裝置Ⅰ的溶液若換為稀硝酸，則腐蝕過程與原裝置不同 D．裝置Ⅱ中的鐵絲能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 解析：濃硝酸變稀，稀硝酸與鈍化生成的氧化物反應(yīng)有鐵離子生成，鐵單質(zhì)與鐵離子發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，溶液中最終只含有Fe2＋；稀硝酸存在時，鐵作負極，銅作正極，鐵被腐蝕過程發(fā)生變化；裝置Ⅱ開始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕，鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹，氧氣消耗后壓強變小液面左移，接觸后發(fā)生析氫腐蝕。 答案：A 8．如圖所示裝置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定時間后，裝置中的四塊相同鋅片，腐蝕速率由快到慢的正確順序是(　　) A．③①④② B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 解析：①為原電池，活潑金屬Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，腐蝕速率比④快，②③為電解池，②中的Zn作陽極，失電子，被腐蝕。③中Zn作陰極，被保護，比④中的Zn腐蝕更慢，故由快到慢的順序是②①④③。 答案：D 9．(xx西安中學(xué)高三第三次月考)關(guān)于下列各裝置圖的敘述中，不正確的是(　　) A．用甲裝置精煉銅，則a極為粗銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B．乙裝置的總反應(yīng)是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ C．丙裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負極相連 D．丁裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 解析：本題綜合考查電化學(xué)知識。難度中等。 在原電池中，較活潑的金屬作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑的金屬作正極，不參與反應(yīng)，B錯誤。 答案：B 10．(2011東北高三聯(lián)考)按如圖所示裝置進行下列不同的操作， 其中不正確的是(　　) A．鐵腐蝕的速度由大到小的順序是：只接通K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2 B．只接通K1，一段時間后，U形管中出現(xiàn)白色沉淀 C．只接通K2，U形管左、右兩端液面均下降 D．先只接通K1，一段時間后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降 解析：只閉合K1，鐵作陽極，電解氯化鈉溶液，鐵失電子生成Fe2＋，H2O在陰極得電子生成H2和OH－，F(xiàn)e2＋和OH－擴散到U形管底部相遇生成白色氫氧化亞鐵沉淀，B項正確。只接通K2，鐵作陰極，不能失電子，陰極生成氫氣，石墨電極上生成氯氣，C項正確。綜上分析只接通K1鐵腐蝕速率最快；只閉合K3，形成原電池，鐵腐蝕的速率次之；都斷開時鐵自然腐蝕；而只接通K2時鐵作陰極被保護，腐蝕速率最慢，故A項正確。 答案：D 11．用下列裝置能達到預(yù)期目的的是(　　) A．甲圖裝置可用于電解精煉鋁 B．乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流 C．丙圖裝置可達到保護鋼閘門的目的 D．丁圖裝置可達到保護鋼閘門的目的 解析：AlCl3溶液中存在Al3＋、H＋，通電時后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能達到目的；B中的這種原電池中，電流會迅速衰減，乙裝置不能達到目的；丙裝置是犧牲陽極的陰極保護法，其中陽極材料要為活潑的金屬，故不能達到預(yù)期目的。 答案：D 12．圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。下列判斷正確的是(　　) A．濾紙上c點附近會變紅色 B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大 C．Z中溶液的pH先減小，后增大 D．Z溶液中SO向Cu電極定向移動 解析：本題的關(guān)鍵是判斷電源的正、負極，從而判斷電解池的陰、陽極。由題知紫紅色斑即MnO向d端擴散，說明d端為陽極，即b為正極，a為負極。c為陰極，NaCl溶液中H＋在此放電，生成OH－，c點附近會變紅色。Z中為硫酸銅溶液，Pt為陽極，溶液中的OH－放電：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子，生成銅，總反應(yīng)為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt電極生成H＋，則SO向Pt電極移動，B、D不正確。隨著電解的進行，Z溶液變?yōu)榱蛩崛芤?，再電解就相當于電解水，硫酸的濃度增大，C不正確。 答案：A 13．(xx黃岡中學(xué)模擬)用a、b兩個質(zhì)量相等的Pt電極電解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)n(CuSO4)＝19]，t1時刻a電極得到混合氣體，其中Cl2在標準狀況下為224 mL(忽略氣體的溶解)，t2時刻Cu全部在電極上析出。下列判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)電極與電源的負極相連 B．t2時，兩電極的質(zhì)量相差3.84 g C．電解過程中，溶液的pH不斷增大 D．t2時，b的電極反應(yīng)是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：設(shè)n(AlCl3)＝a mol，n(Cl－)＝3a mol，n(CuSO4)＝9a mol。A.在陽極產(chǎn)生氯氣和氧氣，a電極與電源的正極相連，A項錯誤；B項，2Cl－－2e－===Cl2↑，根據(jù)放電順序：Cl－＞OH－，先產(chǎn)生氯氣，后產(chǎn)生氧氣，由于陽極收集到混合氣體，暗示：氯離子完全反應(yīng)，由此計算銅的析出量：n(Cl2)＝0.01 mol,3a＝0.02 mol，n(Cu2＋)＝0.06 mol，因為銅全部析出，故m(Cu)＝0.06 mol64 g/mol＝3.84 g，B項正確；C.電解過程中，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，溶液的陽極的pH不斷減小，C項錯誤；D項，OH－在陽極(a極)發(fā)生氧化反應(yīng)，D項錯誤。 答案：B 14．(xx南京模擬)電化學(xué)原理廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，如有一種電化學(xué)凈水法的原理是：在電解過程中將低價金屬離子(如Co2＋)氧化成高價態(tài)的離子(Co3＋)，然后以此高價態(tài)的金屬離子作氧化劑把廢水中的有機物氧化成CO2而凈化。實驗室用如圖所示的裝置模擬上述過程，下列說法正確的是(　　) A．電極a可以是石墨，電極b可以是銅 B．電解后陰極附近H＋的濃度不變 C．Co3＋氧化甲醇的離子方程式為：6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋ D．當1 mol甲醇被完全氧化時，陽極應(yīng)該失去4 mol電子 解析：選項A，Cu與電源正極相連時，Cu失去電子而溶解，所以b極不能用Cu，應(yīng)用石墨等惰性電極。選項B，根據(jù)題給信息，陽極是溶液中的Co2＋失去電子生成Co3＋：2Co2＋－2e－===2Co3＋，陰極是溶液中的H＋得到電子變?yōu)镠2：2H＋＋2e－===H2↑，所以陰極附近H＋的濃度變小。選項C，CH3OH被氧化為CO2，溶液中的Co3＋被還原為Co2＋，再根據(jù)得失電子守恒可知該離子方程式正確。選項D，陽極失去電子的物質(zhì)的量等于Co3＋獲得電子的物質(zhì)的量，1 mol CH3OH被氧化，轉(zhuǎn)移6 mol。 答案：C 二、非選擇題 15．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。(填序號) A．銅 B．鈉 C．鋅 D．石墨 (3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極。 (4)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (5)在實際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖： ①A電極對應(yīng)的金屬________(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)是____________________。 ②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為________mol。 ③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如Zn，就可由Zn失去電子，Zn被溶解，而Fe被保護，屬于犧牲陽極的陰極保護法。(3)屬于外加電流的保護法，需把被保護的鐵閘門連接在電源的負極上。(4)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應(yīng)后生成了三價鐵離子，而后鐵與三價鐵離子會化合生成亞鐵離子。(5)為在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽極，當析出1 mol銅時，兩電極的質(zhì)量差為64＋64＝128(g)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，當質(zhì)量差為5.12g，電路中通過的電子為0.08 mol。 答案：(1)負極：2Fe－4e－===2Fe2＋ 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)C　(3)負 (4)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (5)①銅　Cu2＋＋2e－===Cu　②0.08 ③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕(其他答案合理也可) 16．(xx天津八校高三化學(xué)模擬)認真觀察下列裝置，回答下列問題： (1)裝置B中PbO2上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 連接裝置B、C的U形管中裝填含有瓊脂的KCl飽和溶液，其作用是_______________________________________________________ ________________。 (2)裝置A中總反應(yīng)的離子方程式為_________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。 (3)若裝置E的目的是在Cu材料上鍍銀，則X為__________，極板N的材料為________。若裝置E的目的是驗證金屬的電化學(xué)防腐，則極板N的材料為________。 解析：本題的關(guān)鍵是判斷原電池，由鹽橋可知B、C構(gòu)成原電池。Pb作負極：Pb－2e－＋SO===PbSO4；PbO2作正極：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O。A池中與PbO2相連的Cu為電解池的陽極：Cu－2e－===Cu2＋，Pt電極為陰極：2H＋＋2e－===H2↑，總反應(yīng)為：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。裝置E中為電鍍。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，M為陰極，為銅，N為陽極，為銀，溶液為AgNO3溶液。 答案：(1)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　使裝置B、C中的溶液連成通路 (2)Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑ (3)AgNO3　Ag　惰性電極(或石墨等不溶性惰性材料) 17．(xx順義一中模擬)下面是某?；瘜W(xué)興趣小組為探究原電池工作原理進行的實驗，請你分析實驗結(jié)果后回答相應(yīng)問題。 (1)實驗一中銅片、鋅片表面均有紅色物質(zhì)析出，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但較短時間內(nèi)電流表示數(shù)明顯減小。實驗結(jié)束時測得鋅片的質(zhì)量減少了3.94 g，銅片增重了3.84 g，則原電池的工作效率是________(指參加原電池反應(yīng)的鋅占反應(yīng)總量的百分率)。 (2)實驗二中剛將銅、鋅片插入溶液中時電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但立即就歸零了。為什么鋅的電子不能持續(xù)通過導(dǎo)線流向銅極給Cu2＋？________________________________________________________________________。 (3)實驗三中鹽橋中的K＋流向________溶液(填“CuSO4”或“ZnSO4”)，如果鋅的消耗速率為110－3 mol/s，則K＋的遷移速率為________mol/s，與實驗一比較，實驗三原電池的工作效率大大提高，原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 (4)你根據(jù)實驗一、二、三可得出的結(jié)論是_______________ _________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出兩點即可)。 (5)實驗四中，調(diào)節(jié)低壓電源的電壓到6伏，并把正負極分別與上裝置圖中的兩個碳電極相連接，接通電源，圖示中的“＋”連接到電源的正極上，“－”連接到電源的負極上，電解氫氧化鉀溶液制取氫氣、氧氣，且制得的氫氣與氧氣的體積比為2:1，去掉電源，該裝置就成為一只氫氧燃料電池，用帶有小燈泡的導(dǎo)線連接a、b，燈泡即可發(fā)亮。下列說法錯誤的是(　　) A．用此裝置電解KOH溶液制備H2和O2時，KOH的作用是增強溶液的導(dǎo)電性，一段時間后其濃度增大 B．此裝置為氫氧燃料電池時c極發(fā)生氧化反應(yīng)，d極發(fā)生還原反應(yīng) C．此裝置為氫氧燃料電池時，電解質(zhì)溶液中的OH－向著d極移動 D．如將此裝置中的KOH換為稀H2SO4，當為氫氧燃料電池時，c極的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析：(1)Cu片質(zhì)量增加是由于溶液中的Cu2＋在Cu極上獲得電子變?yōu)镃u，Zn失電子的物質(zhì)的量等于Cu2＋獲得電子的物質(zhì)的量，即參與形成原電池的n(Zn)＝n(Cu)＝3.84 g64 g/mol＝0.06 mol，其質(zhì)量＝0.06 mol65 g/mol＝3.9 g。實驗測得鋅片的質(zhì)量減少了3.94 g，說明Zn直接與Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)，在Zn片上析出Cu，由反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，結(jié)合差量法可得到Zn的質(zhì)量＝(3.94 g－3.9 g)/(65 g－64 g)65 g＝2.6 g，所以原電池的工作效率為3.9 g/6.5 g100%＝60%。(2)將銅片、鋅片插入溶液中的瞬間，Zn、Cu之間存在著電勢差，能產(chǎn)生短暫的電流，但整個裝置沒有形成閉合回路，Zn、Cu之間的電勢很快相等，鋅的電子就不能持續(xù)通過導(dǎo)線流向銅極給Cu2＋。(3)實驗三中，Zn為原電池的負極，其電子沿著導(dǎo)線流向Cu，Cu極上聚集著大量的負電荷，所以帶正電荷的K＋向CuSO4溶液遷移。根據(jù)電子守恒可知，K＋的遷移速率為Zn的消耗速率的兩倍，即為210－3 mol/s。對比實驗一和實驗二的裝置特點可知，Zn片沒有直接插入CuSO4溶液中，Zn不能直接與Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)而大大提高了原電池的工作效率。(4)根據(jù)實驗一、二、三的現(xiàn)象和原電池的形成條件、應(yīng)用即可分析得出結(jié)論。(5)選項A，電解時，溶液中自由移動的離子濃度大，溶液的導(dǎo)電性強，KOH作為一種強電解質(zhì)，電離出的K＋、OH－能增強溶液的導(dǎo)電性，從而加快產(chǎn)生氫氣和氧氣的速率，由于H2O被電解，溶液中的溶劑量減少，故KOH溶液的濃度增大。選項B，電解時，c極產(chǎn)生的是O2，d極產(chǎn)生的是H2，故此裝置作為燃料電池時，O2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，H2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：2H2＋4OH－－4e－===4H2O。選項C，根據(jù)d的電極反應(yīng)式可知，d極在消耗OH－，故OH－向著該極移動。選項D電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時，溶液為酸性環(huán)境，故c極的電極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 答案：(1)60%　(2)未形成閉合回路 (3)CuSO4　210－3　氧化劑和還原劑互不接觸，電子只能通過導(dǎo)線發(fā)生轉(zhuǎn)移 (4)Zn的活潑性比Cu強、原電池的兩極組成閉合回路才能產(chǎn)生電流或正負極在同一電解質(zhì)溶液中時工作效率低(其他答案合理也可) (5)BD