2019年高考化学一轮复习 6.4 金属的电化学腐蚀与防护课后强化作业 新人教版.DOC

2019年高考化学一轮复习 6.4 金属的电化学腐蚀与防护课后强化作业 新人教版一、选择题1下列叙述中不正确的是()A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在干燥的空气里不易腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀D原电池外电路电子由负极流入正极解析：A项，不纯的金属在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，所以电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，A项正确；B项，钢铁在干燥的空气中，不易腐蚀，B项正确；C项，铝和铁形成原电池，铝作负极易被腐蚀，C项错误；D项，原电池负极发生氧化反应，失去的电子通过导线流向正极。答案：C2下列反应一定属于氧化反应的是()A金属的腐蚀B原电池的正极反应C放热反应 D电镀池镀件一极的反应解析：金属腐蚀的本质就是被氧化的过程，A正确；B、D发生的均为还原反应；C项放热反应与是否发生氧化还原反应无直接关系。答案：A3下列现象与电化学腐蚀无关的是()A生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿D与铜管连接的铁管易生锈解析：B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。答案：B4相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析：A、B、D均可构成原电池而加速铁的腐蚀，C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池，不易被腐蚀。答案：C5(xx陕西省长安一中高三质检(二)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生Da极是负极，b极是正极解析：出现红色字迹，说明笔尖生成氢氧根离子，所以铅笔端是阴极，铂片端是阳极，A、B项错误；铅笔端产生氢气，不是氯气，C项错误；a极是负极，D项正确。答案：D(xx潍坊模拟)下面两套实验装置，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。请同学们仔细观察，完成67题。6下列叙述正确的是()A装置在反应过程中自始至终只生成红棕色气体B装置开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C装置在反应过程中能产生氢气D装置在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2解析：装置形成原电池，铜作负极、铁作正极，反应的实质是铜与硝酸发生氧化还原反应，开始生成二氧化氮，硝酸变稀后生成一氧化氮；浓硝酸变稀后，铁和铜两个电极转换，溶液中会有亚铁离子生成；装置开始阶段发生的是化学腐蚀不是电化学腐蚀，铁、氧气和水反应生成铁锈，氧气消耗后压强变小液面左移，接触后发生析氢腐蚀，有氢气放出。答案：C 7.下列与反应原理相关的叙述不正确的是()A装置中不可能发生如下反应：Fe2Fe3=3Fe2B装置在反应结束时溶液中存在Fe2C装置的溶液若换为稀硝酸，则腐蚀过程与原装置不同D装置中的铁丝能发生电化学腐蚀解析：浓硝酸变稀，稀硝酸与钝化生成的氧化物反应有铁离子生成，铁单质与铁离子发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，溶液中最终只含有Fe2；稀硝酸存在时，铁作负极，铜作正极，铁被腐蚀过程发生变化；装置开始阶段发生的是化学腐蚀不是电化学腐蚀，铁、氧气和水反应生成铁锈，氧气消耗后压强变小液面左移，接触后发生析氢腐蚀。答案：A8如图所示装置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()A BC D解析：为原电池，活泼金属Zn为负极，发生氧化反应，腐蚀速率比快，为电解池，中的Zn作阳极，失电子，被腐蚀。中Zn作阴极，被保护，比中的Zn腐蚀更慢，故由快到慢的顺序是。答案：D9(xx西安中学高三第三次月考)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是()A用甲装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液B乙装置的总反应是Cu2Fe3=Cu22Fe2C丙装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D丁装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：本题综合考查电化学知识。难度中等。在原电池中，较活泼的金属作负极，发生氧化反应，不活泼的金属作正极，不参与反应，B错误。答案：B10(2011东北高三联考)按如图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是()A铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2B只接通K1，一段时间后，U形管中出现白色沉淀C只接通K2，U形管左、右两端液面均下降D先只接通K1，一段时间后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降解析：只闭合K1，铁作阳极，电解氯化钠溶液，铁失电子生成Fe2，H2O在阴极得电子生成H2和OH，Fe2和OH扩散到U形管底部相遇生成白色氢氧化亚铁沉淀，B项正确。只接通K2，铁作阴极，不能失电子，阴极生成氢气，石墨电极上生成氯气，C项正确。综上分析只接通K1铁腐蚀速率最快；只闭合K3，形成原电池，铁腐蚀的速率次之；都断开时铁自然腐蚀；而只接通K2时铁作阴极被保护，腐蚀速率最慢，故A项正确。答案：D11用下列装置能达到预期目的的是()A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析：AlCl3溶液中存在Al3、H，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。答案：D12图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大DZ溶液中SO向Cu电极定向移动解析：本题的关键是判断电源的正、负极，从而判断电解池的阴、阳极。由题知紫红色斑即MnO向d端扩散，说明d端为阳极，即b为正极，a为负极。c为阴极，NaCl溶液中H在此放电，生成OH，c点附近会变红色。Z中为硫酸铜溶液，Pt为阳极，溶液中的OH放电：2H2O4e=O24H，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子，生成铜，总反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极生成H，则SO向Pt电极移动，B、D不正确。随着电解的进行，Z溶液变为硫酸溶液，再电解就相当于电解水，硫酸的浓度增大，C不正确。答案：A13(xx黄冈中学模拟)用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液n(AlCl3)n(CuSO4)19，t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解)，t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是()Aa电极与电源的负极相连Bt2时，两电极的质量相差3.84 gC电解过程中，溶液的pH不断增大Dt2时，b的电极反应是4OH4e=2H2OO2解析：设n(AlCl3)a mol，n(Cl)3a mol，n(CuSO4)9a mol。A.在阳极产生氯气和氧气，a电极与电源的正极相连，A项错误；B项，2Cl2e=Cl2，根据放电顺序：ClOH，先产生氯气，后产生氧气，由于阳极收集到混合气体，暗示：氯离子完全反应，由此计算铜的析出量：n(Cl2)0.01 mol,3a0.02 mol，n(Cu2)0.06 mol，因为铜全部析出，故m(Cu)0.06 mol64 g/mol3.84 g，B项正确；C.电解过程中，4OH4e=2H2OO2，溶液的阳极的pH不断减小，C项错误；D项，OH在阳极(a极)发生氧化反应，D项错误。答案：B14(xx南京模拟)电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：在电解过程中将低价金属离子(如Co2)氧化成高价态的离子(Co3)，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。实验室用如图所示的装置模拟上述过程，下列说法正确的是()A电极a可以是石墨，电极b可以是铜B电解后阴极附近H的浓度不变CCo3氧化甲醇的离子方程式为：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD当1 mol甲醇被完全氧化时，阳极应该失去4 mol电子解析：选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的Co2失去电子生成Co3：2Co22e=2Co3，阴极是溶液中的H得到电子变为H2：2H2e=H2，所以阴极附近H的浓度变小。选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3被还原为Co2，再根据得失电子守恒可知该离子方程式正确。选项D，阳极失去电子的物质的量等于Co3获得电子的物质的量，1 mol CH3OH被氧化，转移6 mol。答案：C二、非选择题15钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。(填序号)A铜 B钠C锌 D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。(4)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_。(5)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意如图：A电极对应的金属_(写元素名称)，B电极的电极反应是_。若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn，就可由Zn失去电子，Zn被溶解，而Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。(4)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(5)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时，两电极的质量差为6464128(g)，转移2 mol电子，当质量差为5.12g，电路中通过的电子为0.08 mol。答案：(1)负极：2Fe4e=2Fe2正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负(4)2FeCl3Fe=3FeCl2(5)铜Cu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也可)16(xx天津八校高三化学模拟)认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为_。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是_ _。(2)装置A中总反应的离子方程式为_ _。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为_，极板N的材料为_。若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为_。解析：本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：Pb2eSO=PbSO4；PbO2作正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O。A池中与PbO2相连的Cu为电解池的阳极：Cu2e=Cu2，Pt电极为阴极：2H2e=H2，总反应为：Cu2HCu2H2。装置E中为电镀。镀层金属作阳极，镀件作阴极，M为阴极，为铜，N为阳极，为银，溶液为AgNO3溶液。答案：(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O使装置B、C中的溶液连成通路(2)Cu2HCu2H2(3)AgNO3Ag惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)17(xx顺义一中模拟)下面是某校化学兴趣小组为探究原电池工作原理进行的实验，请你分析实验结果后回答相应问题。(1)实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流表指针偏转，但较短时间内电流表示数明显减小。实验结束时测得锌片的质量减少了3.94 g，铜片增重了3.84 g，则原电池的工作效率是_(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)。(2)实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流表指针发生偏转，但立即就归零了。为什么锌的电子不能持续通过导线流向铜极给Cu2？_。(3)实验三中盐桥中的K流向_溶液(填“CuSO4”或“ZnSO4”)，如果锌的消耗速率为1103 mol/s，则K的迁移速率为_mol/s，与实验一比较，实验三原电池的工作效率大大提高，原因是_ _。(4)你根据实验一、二、三可得出的结论是_ _(写出两点即可)。(5)实验四中，调节低压电源的电压到6伏，并把正负极分别与上装置图中的两个碳电极相连接，接通电源，图示中的“”连接到电源的正极上，“”连接到电源的负极上，电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2:1，去掉电源，该装置就成为一只氢氧燃料电池，用带有小灯泡的导线连接a、b，灯泡即可发亮。下列说法错误的是()A用此装置电解KOH溶液制备H2和O2时，KOH的作用是增强溶液的导电性，一段时间后其浓度增大B此装置为氢氧燃料电池时c极发生氧化反应，d极发生还原反应C此装置为氢氧燃料电池时，电解质溶液中的OH向着d极移动D如将此装置中的KOH换为稀H2SO4，当为氢氧燃料电池时，c极的电极反应为：O22H2O4e=4OH解析：(1)Cu片质量增加是由于溶液中的Cu2在Cu极上获得电子变为Cu，Zn失电子的物质的量等于Cu2获得电子的物质的量，即参与形成原电池的n(Zn)n(Cu)3.84 g64 g/mol0.06 mol，其质量0.06 mol65 g/mol3.9 g。实验测得锌片的质量减少了3.94 g，说明Zn直接与Cu2发生置换反应，在Zn片上析出Cu，由反应ZnCu2=CuZn2，结合差量法可得到Zn的质量(3.94 g3.9 g)/(65 g64 g)65 g2.6 g，所以原电池的工作效率为3.9 g/6.5 g100%60%。(2)将铜片、锌片插入溶液中的瞬间，Zn、Cu之间存在着电势差，能产生短暂的电流，但整个装置没有形成闭合回路，Zn、Cu之间的电势很快相等，锌的电子就不能持续通过导线流向铜极给Cu2。(3)实验三中，Zn为原电池的负极，其电子沿着导线流向Cu，Cu极上聚集着大量的负电荷，所以带正电荷的K向CuSO4溶液迁移。根据电子守恒可知，K的迁移速率为Zn的消耗速率的两倍，即为2103 mol/s。对比实验一和实验二的装置特点可知，Zn片没有直接插入CuSO4溶液中，Zn不能直接与Cu2发生置换反应而大大提高了原电池的工作效率。(4)根据实验一、二、三的现象和原电池的形成条件、应用即可分析得出结论。(5)选项A，电解时，溶液中自由移动的离子浓度大，溶液的导电性强，KOH作为一种强电解质，电离出的K、OH能增强溶液的导电性，从而加快产生氢气和氧气的速率，由于H2O被电解，溶液中的溶剂量减少，故KOH溶液的浓度增大。选项B，电解时，c极产生的是O2，d极产生的是H2，故此装置作为燃料电池时，O2获得电子发生还原反应：O22H2O4e=4OH，H2失去电子发生氧化反应：2H24OH4e=4H2O。选项C，根据d的电极反应式可知，d极在消耗OH，故OH向着该极移动。选项D电解质溶液为稀H2SO4时，溶液为酸性环境，故c极的电极反应为：O24e4H=2H2O。答案：(1)60%(2)未形成闭合回路(3)CuSO42103氧化剂和还原剂互不接触，电子只能通过导线发生转移(4)Zn的活泼性比Cu强、原电池的两极组成闭合回路才能产生电流或正负极在同一电解质溶液中时工作效率低(其他答案合理也可)(5)BD