2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第2課時(shí)學(xué)案魯科版.doc

2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第2課時(shí)學(xué)案魯科版課標(biāo)要求1知道金屬腐蝕的兩種類型(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)。2能夠解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害。3知道防止金屬腐蝕的常用方法。1金屬腐蝕就是金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞。2電化學(xué)腐蝕根據(jù)水膜酸度不同主要有吸氧腐蝕和析氫腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍。3吸氧腐蝕負(fù)極反應(yīng)Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)O22H2O4e=4OH；析氫腐蝕負(fù)極反應(yīng)Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)2H2e=H2。4金屬防護(hù)的常用方法有覆蓋保護(hù)層、犧牲陽極保護(hù)法和陰極電保護(hù)法。1金屬的腐蝕(1)概念金屬的腐蝕是指金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞。(2)實(shí)質(zhì)金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失電子被氧化的過程，用反應(yīng)方程式表示(M代表金屬元素)為Mne=Mn。(3)金屬腐蝕的分類由于金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同，一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，其中電化學(xué)腐蝕更為普遍，危害更大。2金屬的電化學(xué)腐蝕(1)概念兩種金屬相接觸且又同時(shí)暴露在潮濕空氣里或與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于形成原電池而發(fā)生的腐蝕。(2)實(shí)質(zhì)被腐蝕的金屬成為原電池的負(fù)極而被氧化。(3)原理(以鉚有鐵釘?shù)你~板為例)吸氧腐蝕的原理負(fù)極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，電池反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2。析氫腐蝕的原理負(fù)極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)：2H2e=H2。電池反應(yīng)：Fe2H=Fe2H2。實(shí)驗(yàn)1：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱和鐵釘?shù)淖兓鐖D1。實(shí)驗(yàn)2：向100 mL燒杯中加入約50 mL稀醋酸后，插入兩個(gè)玻璃筒(無底)；將一個(gè)無銹鐵釘和一個(gè)碳棒分別用導(dǎo)線與電流計(jì)連接后，再分別插入兩個(gè)玻璃筒中，如圖2。問題思考1圖1實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管中水柱和鐵釘有什么變化？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：導(dǎo)管中的水面上升，鐵釘表面生銹；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)，負(fù)極：2Fe4e=2Fe2，正極：2H2OO24e=4OH，由于盛鐵釘?shù)木咧г嚬苤胁粩嘞腛2而使具支試管中壓強(qiáng)減小，從而引起水的倒吸。2圖2實(shí)驗(yàn)碳棒表面有什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：碳棒表面有氣泡產(chǎn)生；原因是發(fā)生了析氫腐蝕，電極反應(yīng)，負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：2H2e=H2。3化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？提示：相同點(diǎn)都是造成金屬被氧化腐蝕。不同點(diǎn)是化學(xué)腐蝕是金屬和氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕是發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生。1金屬化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)水膜中溶有O2，呈弱酸性或中性水膜酸性較強(qiáng)本質(zhì)金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生反應(yīng)式2Fe3Cl2=2FeCl3Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3xH2O)，反應(yīng)為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O聯(lián)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、危害更大2金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋弘娊庠硪鸬母g>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>應(yīng)用原電池原理防護(hù)的腐蝕>應(yīng)用電解池原理防護(hù)的腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕>非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。(3)對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。(4)對(duì)于同一種電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快(鈍化除外)。(5)純度越高的金屬，腐蝕的速率越慢(純金屬幾乎不被腐蝕)。(6)不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。3注意問題(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。(2)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極均是Fe失電子生成Fe2，而非Fe3。(3)一般情況下，只有在金屬活動(dòng)性順序中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。1下列關(guān)于金屬腐蝕的說法中正確的是()A金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同，但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生解析：選D金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水或其他腐蝕性物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，A錯(cuò)誤；化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程，不需要外加電流，B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負(fù)極吸收氧氣，C錯(cuò)誤。2銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A正極的電極反應(yīng)為2H2e=H2B此過程中還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此過程中銅并不被腐蝕D此過程中電子從Fe移向Cu解析：選A該圖表示吸氧腐蝕，其中鐵鉚釘為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，銅板做正極，電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，當(dāng)形成Fe(OH)2后，還發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。3下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是()ABC D解析：選A鐵在海水中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，當(dāng)鐵與比它活潑性差的Sn相連時(shí)，F(xiàn)e被腐蝕的速率增大比大，與活潑性比其強(qiáng)的鋅相連時(shí)，鋅作負(fù)極，被腐蝕，鐵被保護(hù)，其腐蝕的速率要比??；為電解裝置，F(xiàn)e為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵腐蝕的速率最快。1防護(hù)本質(zhì)阻止金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，基本思路是防止金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，防止金屬做原電池的負(fù)極。2防護(hù)方法(1)加防護(hù)層：如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍等。(2)電化學(xué)防護(hù)法電化學(xué)防護(hù)犧牲陽極保護(hù)法陰極電保護(hù)法原理原電池原理電解原理措施被保護(hù)的金屬作正極(陰極)，以一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極(陽極)被保護(hù)的金屬作陰極，惰性電極作輔助陽極，連上直流電源應(yīng)用如鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鐵塔、鐵管道裝上若干鋅塊，可保護(hù)鋼鐵設(shè)備如鋼閘門、輸送酸性溶液的鐵管道等示意圖(3)其他方法還可運(yùn)用電化學(xué)方法將被保護(hù)金屬接到外加電源的正極上，并使電壓維持在該金屬發(fā)生鈍化作用的范圍內(nèi)使金屬表面鈍化，從而使內(nèi)部金屬得到保護(hù)。1下列防腐措施中，屬于電化學(xué)保護(hù)法的是()A用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜B在金屬中加入一些鉻或鎳制成金屬合金C在輪船的船殼水線以下部分，裝上一定數(shù)量的鋅錠D金屬表面噴漆解析：選CC項(xiàng)中的方法是犧牲陽極保護(hù)法，運(yùn)用了原電池原理，屬于電化學(xué)保護(hù)法。2相同材料的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是()解析：選C在A中，食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕；在D中，酸雨提供電解質(zhì)溶液，易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕。三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)1下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是()金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，只有電化學(xué)腐蝕才是氧化還原反應(yīng)因?yàn)槎趸计毡榇嬖冢凿撹F的電化學(xué)腐蝕以析氫腐蝕為主無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化ABC D解析：選C金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne=Mn，金屬總是被氧化，金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)，、正確，錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主，錯(cuò)誤。綜上所述，C項(xiàng)正確。2下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是()A輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B鋁片不用特殊方法保護(hù)C純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量硫酸銅溶液后反應(yīng)速率增大D鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用解析：選B選項(xiàng)A是通過構(gòu)成ZnFe原電池，在船殼上加鋅塊作原電池的負(fù)極，從而保護(hù)正極鐵不受腐蝕。選項(xiàng)B可形成氧化膜保護(hù)鋁。選項(xiàng)C中由于發(fā)生ZnCu2=Zn2Cu，生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池，從而增大了反應(yīng)速率。選項(xiàng)D中一旦金屬鍍層受損后，分別形成ZnFe原電池和FeSn原電池，前者Zn被腐蝕從而保護(hù)了鐵，而后者Fe首先被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用。3.如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析：選Ba、b中生鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，碳作正極，鐵作負(fù)極；a中NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，O2被消耗，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低，b試管中盛裝NH4Cl溶液，呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，故紅墨水柱兩邊的液面應(yīng)左高右低。4下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表面被鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3解析：選B鋼管與電源正極連接，鋼管作陽極，被腐蝕，A錯(cuò)；鋼管與銅管露天堆放在一起，可形成原電池，鋼管作負(fù)極被腐蝕，C錯(cuò)；鐵被腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，D錯(cuò)。5.如圖所示，水槽中的試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察。(1)鐵釘逐漸生銹，鐵釘?shù)母g屬于_腐蝕(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)。(2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈_，發(fā)生_腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應(yīng)：負(fù)極為_，正極為_。(3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈_，發(fā)生_腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應(yīng)：負(fù)極為_，正極為_。(4)若水槽中液體甲為水，液體乙為海水，則鐵釘在_(填“甲”或“乙”)溶液中腐蝕的速率快。解析：鐵釘是鐵合金，主要由鐵和碳組成，接觸電解質(zhì)溶液，可構(gòu)成原電池，此時(shí)發(fā)生的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。試管內(nèi)液面上升，說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，氣體被吸收，發(fā)生的是吸氧腐蝕，據(jù)此可寫出電極反應(yīng)；試管內(nèi)液面下降，說明試管內(nèi)壓強(qiáng)增大，生成氣體，發(fā)生的是析氫腐蝕，據(jù)此可寫出電極反應(yīng)。對(duì)于同一金屬來說，在電解質(zhì)溶液中腐蝕的速率大于在水中腐蝕的速率。答案：(1)電化學(xué)(2)堿性、弱酸性或中性吸氧Fe2e=Fe2O22H2O4e=4OH(3)較強(qiáng)的酸性析氫Fe2e=Fe22H2e=H2(4)乙1下列敘述不正確的是()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被腐蝕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(fù)極流入正極解析：選C不純的金屬在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，A正確；干燥的空氣中，不易發(fā)生原電池反應(yīng)，鋼鐵不易被腐蝕，B正確；鋁和鐵形成原電池，鐵作正極被保護(hù)，C錯(cuò)誤；原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子時(shí)通過導(dǎo)線流向正極，D正確。2下列關(guān)于金屬防護(hù)的方法不正確的是()A對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹B對(duì)某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用刷油漆的方法來防銹C用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身D在自行車的鋼圈上鍍上一層鉻來防銹解析：選B某些工具的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位不易刷油漆，應(yīng)涂油脂防銹，B不正確。3下列各裝置中Fe的腐蝕速度最慢的是()解析：選AA選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為正極被保護(hù)；B選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極被腐蝕；C選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生析氫腐蝕，F(xiàn)e腐蝕較B快；D選項(xiàng)構(gòu)成電解池，F(xiàn)e為陽極，腐蝕最快。4埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下，腐蝕最慢的是()A在含鐵元素較多的酸性土壤中B在潮濕疏松透氣的土壤中C在干燥密不透氣的土壤中D在含碳粒較多，潮濕的透氣土壤中解析：選C鐵在酸性、潮濕的空氣環(huán)境下腐蝕速率較快，鐵在含碳粒較多，潮濕透氣土壤中，易構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，加快腐蝕速率。5如圖所示為鋼鐵的兩種電化學(xué)腐蝕：下列說法正確的是()A碳表面發(fā)生氧化反應(yīng)B鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為FeOC生活中鋼鐵制品的腐蝕以圖所示為主D圖中，正極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH解析：選D圖中有H2產(chǎn)生，為析氫腐蝕；圖中吸收氧氣，為吸氧腐蝕。無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，均為鋼鐵里的鐵和少量的碳與鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液薄膜構(gòu)成的原電池所造成的電化學(xué)腐蝕，碳均作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為水合氧化鐵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；生活中鋼鐵的腐蝕以吸氧腐蝕為主，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極為O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH，D項(xiàng)正確。6下列敘述錯(cuò)誤的是()A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕解析：選CA、B選項(xiàng)，都是原電池原理，鐵做負(fù)極，使鐵更易腐蝕；D是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。7下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：選B圖a中，鐵棒發(fā)生電化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖b中開關(guān)置于M時(shí)，CuZn合金作負(fù)極，由M改置于N時(shí)，CuZn合金作正極，腐蝕速率減小，選項(xiàng)B正確；圖c中接通開關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖d中ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的氧化反應(yīng)引起的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B金屬護(hù)欄表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜D地下鋼管連接鎂塊解析：選A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極，為陰極，從而得以保護(hù)，A正確；金屬護(hù)欄表面涂漆是隔絕金屬護(hù)欄與空氣接觸，減緩金屬護(hù)欄的腐蝕速率，B錯(cuò)；汽車底盤噴涂高分子膜也是隔絕與空氣接觸，C錯(cuò)誤；地下鋼管連接鎂塊，構(gòu)成了原電池，屬于犧牲陽極的保護(hù)法，D錯(cuò)。9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_(填寫字母序號(hào))。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。解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)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鋅，則鋅會(huì)失去電子而溶解，F(xiàn)e被保護(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。答案：(1)負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)10某研究小組對(duì)鐵生銹進(jìn)行研究。(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了A、B、C一組實(shí)驗(yàn)(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：A中鐵釘生銹；B中鐵釘不生銹；C中鐵釘不生銹。通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是_。由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于_，正極電極反應(yīng)式為_。實(shí)驗(yàn)B所用的水要經(jīng)過_處理；植物油的作用是_。實(shí)驗(yàn)C中堿石灰的作用是_。(2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)D(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間后，試管中的液面升高，其原因是_，該實(shí)驗(yàn)_(填“能”或“不能”)說明水對(duì)鐵絲生銹產(chǎn)生影響。解析：鐵內(nèi)部一般含有碳，在鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)作正極，如果再有電解質(zhì)溶液和氧氣即可發(fā)生腐蝕；A中的鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕，所以正極上反應(yīng)的物質(zhì)是氧氣得到電子；水中往往溶有一定量的氧氣，所以做實(shí)驗(yàn)前要先將水煮沸。答案：(1)有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)吸氧腐蝕O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧氣”) 隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”) 吸收水蒸氣(或“干燥”“保持試管內(nèi)干燥環(huán)境”)(2)鐵的腐蝕要吸收氧氣(或“氧氣參與反應(yīng)”“消耗了氧氣”)使氣體體積減小 不能1下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極保護(hù)法可將地下輸油管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕ABC D解析：選C純銀器在空氣中不能形成原電池，主要發(fā)生化學(xué)腐蝕；當(dāng)鍍層破損時(shí)，SnFe可形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，腐蝕速率加快，不再起到保護(hù)作用；Zn作負(fù)極(陽極)，F(xiàn)e作正極(陰極)，從而保護(hù)Fe；利用外加電流陰極保護(hù)法，輸油管應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連。 2下列有關(guān)金屬腐蝕的表述，正確的是()A金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生BFe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)較活潑的金屬總是做正極而被腐蝕D發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子解析：選D金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑反應(yīng)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，無電流產(chǎn)生；而電化學(xué)腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。Fe在干燥的氯氣中不反應(yīng)。發(fā)生腐蝕時(shí)，較活潑的金屬做負(fù)極被氧化而腐蝕。3下列關(guān)于鋼鐵銹蝕的敘述中，不正確的是()A鋼鐵銹蝕時(shí)，鐵原子先失去電子成為Fe2，然后生成的Fe(OH)3部分脫水成為Fe3O4的水合物B鍍銀的鐵制品，鍍層部分受損后，露出的鐵表面易被腐蝕C鐵銹的主要成分是Fe2O3nH2O，為保護(hù)海輪的船殼，常在船殼上鑲上鋅塊D酸雨使鋼鐵更容易發(fā)生析氫腐蝕解析：選A鋼鐵銹蝕時(shí)鐵做負(fù)極，失電子生成Fe2，F(xiàn)e2與OH結(jié)合生成Fe(OH)2，而后Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3部分脫水成為氧化鐵的水合物Fe2O3xH2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵比銀活潑，鍍銀鐵制品破損后形成的原電池中鐵為負(fù)極，腐蝕加快，B項(xiàng)正確；鋅比鐵活潑，形成原電池時(shí)鋅為負(fù)極被腐蝕，鐵被保護(hù)，C項(xiàng)正確；酸性條件下易發(fā)生析氫腐蝕，D項(xiàng)正確。4鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，下列說法正確的是()A負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Fe3e=Fe3B正極發(fā)生反應(yīng)：2H2OO22e=4OHC發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2D鋼柱在水下的部分比在空氣與水交界處的更容易被腐蝕解析：選C由原電池原理可知負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2，A項(xiàng)錯(cuò)；正極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2OO24e=4OH，B項(xiàng)錯(cuò)；由正負(fù)極電極反應(yīng)可知，C項(xiàng)正確；在空氣與水交界處O2濃度大，鋼柱更容易被腐蝕，D項(xiàng)錯(cuò)。5下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是()A金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是MnH2O=M(OH)nH2B金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne=Mn，電子都直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D在潮濕的中性環(huán)境中，金屬發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕解析：選D金屬在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種電化學(xué)腐蝕，主要發(fā)生吸氧腐蝕。金屬腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子，即Mne=Mn，但電化學(xué)腐蝕過程中，電子經(jīng)過外電路轉(zhuǎn)移給氧化劑，并不是直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以A、B項(xiàng)不正確，D項(xiàng)正確。金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接接觸到化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的腐蝕，并非都在酸性條件下進(jìn)行，C項(xiàng)不正確。6一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如下表。pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列說法錯(cuò)誤的是()A當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B當(dāng)pH>6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為O24H4e=2H2OD將堿性溶液煮沸除去氧氣后，碳鋼腐蝕的速率會(huì)減緩解析：選C當(dāng)pH<4時(shí)，酸性較強(qiáng)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，A正確；當(dāng)pH>6時(shí)，是弱酸性和堿性，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，B正確；當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將堿性溶液煮沸除去氧氣后，可以減少吸氧腐蝕，故可以使碳鋼腐蝕的速率減緩，D正確。7鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列說法正確的是()A反應(yīng)、中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B反應(yīng)中的氧化劑是氧氣和水C與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕D鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕解析：選A反應(yīng)、中消耗O2的量相等，兩個(gè)反應(yīng)中僅有O2作為氧化劑，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，A項(xiàng)正確；反應(yīng)中，H2O中的H、O兩元素的化合價(jià)沒有變，故不做氧化劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅和鋼構(gòu)成原電池，鋼的腐蝕速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵是鐵和碳的混合物，在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8如下圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng))，下列敘述正確的是()Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：選Ba中鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，總反應(yīng)式為2FeO22H2O=2Fe(OH)2，因此A、C項(xiàng)不正確。b中鋁比鐵活潑，鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為Al3e=Al3，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，因此B項(xiàng)正確，D項(xiàng)不正確。9鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，請(qǐng)回答下列鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)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(dāng)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_。(2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是_。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，裝置示意圖如圖。A電極對(duì)應(yīng)的金屬是_(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是_。若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(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(shí)電路中通過的電子為_ mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，簡(jiǎn)要說明原因_。解析：(1)鐵銹的成分是氧化鐵和氫氧化鐵，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)。(2)鐵被保護(hù)的裝置：原電池中，鐵做正極；電解池中，鐵做陰極。(3)電鍍池中，鍍層銅做陽極。根據(jù)電極反應(yīng)：陽極Cu2e=Cu2，陰極Cu22e=Cu，可知兩極相差5.12 g時(shí)陽極被氧化的銅和陰極析出的銅相等，即2.56 g，轉(zhuǎn)移電子20.08 mol。根據(jù)金屬活動(dòng)性：Zn>Fe>Cu，分析形成原電池后誰為負(fù)極可知原因。答案：(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)BD(3)銅Cu22e=Cu0.08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(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他合理答案也可)