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2016-05-18
9.(2014•红河高二检测)为了探究金属腐蚀的条件和快慢,某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内,并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间,下列对实验结果的描述不正确的是( )
A.实验结束时,装置甲左侧的液面一定会下降
B.实验结束时,装置甲左侧的液面一定比装置乙的低
C.实验结束时,铁钉b腐蚀最严重
D.实验结束时,铁钉c几乎没有被腐蚀
【解析】选B。甲中发生化学腐蚀:Fe+2HCl FeCl2+H2↑;乙中发生析氢腐蚀,Cu为正极,铁钉为负极,乙为电化学腐蚀,其腐蚀最为严重,产生的氢气较化学腐蚀的多些,装置甲左侧的液面一定比装置乙的高一些;丙中的铁钉不被腐蚀,因为浓硫酸有吸水作用,使空气干燥,铁钉不易被腐蚀。
【补偿训练】(2014•茂名高二检测)如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e- Fe2+
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
【解析】选B。a为中性环境 ,发生吸氧腐蚀,氧气被消耗,压强减小;b中酸性较强,发生析氢腐蚀,有氢气放出,压强增大,所以红墨水柱两边的液面变为左高右低,故B项错。
10.(2013•无锡高二检测)下列关于铁制品腐蚀或保护措施的说法中不正确的有
( )
A.在如图所示环境中,铁被腐蚀速率:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
B.军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈
C.海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新
D.将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理
【解析】选B。A项Ⅰ中铁作原电池负极,腐蚀速率加 快,Ⅱ中铁作原电池正极,被保护,腐蚀速率减慢,所以铁被腐蚀速率:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ;B项军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆,油漆会很快脱落起不到保护作用,B项错误;C项锌作负极保护海轮,正 确;D项保护措施正确。
【补偿训练】(2014•衡阳高二检测)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
( )
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e- Fe3+
【解析】选B。铁易失去电子,故钢管与电源正极相连时,更易使铁失电子,A错;铁遇冷浓硝酸表面形成致密的氧化物保护膜,B对;铁铜接触时,形成原电池,铁作 负极被腐蚀,C错;铁发生析氢腐蚀时,负极反应为Fe-2e- Fe2+,D错。
二、非选择题
11.某研究性学习小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C实验(如图),探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是____________________;
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_____________________________;
③实验B所用的水要经过________处理;植物油的作用是_________________。
④实验C中碱石灰的作用是______________________。
(2)乙同学为了达到同样目的,设计了实验D(如图),发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是_________________ ___________,该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
【解析】A试管中的铁钉在与空气和水接触时能生锈,B试管中用植物油隔绝了空气,C试管中用碱石灰吸收了试管内水分,B、C试管中的铁钉都不生锈,由此可知铁生锈的条件是有水与氧气。
答案:(1)①在潮湿环境中与氧气接触
②O2+2H2O+4e- 4OH-
③煮沸 隔绝空气 ④吸收其中的水蒸气
(2)铁发生吸氧腐蚀,导致试管内压强减小,液面上升 不能
【补偿训练】(2014•咸阳高二检测)铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:
首先检查制取氧气装置的气密性,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为
①玻璃管中潮湿的铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;
②玻璃管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;
③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试回答以下问题:
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈 属于________;
(2)仪器A的名称为________,其中装的药品可以是________,其作用是______
___________________________________________________________________;
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为______________ _____________________;
决定铁生锈快慢的一个重要因素是_____________________________________。
【解析】实验现象①说明铁丝生锈需 同时具备接触水和O2两个条件;实验现象②说明铁丝只接触O2,不接触水时不会生锈;实验现象③说明空气中O2浓度低,不易使铁丝生锈,因此决定铁丝生锈快慢的一个重要因素是O2的浓度;本实验中铁丝在潮湿氧气中发生锈蚀,而在干燥氧气中不锈蚀,表示铁丝锈蚀需电解质溶液(水 )参与,因此铁丝发生了电化学腐蚀。
答案:(1)电化学腐蚀
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)同时跟氧气和水接触 O2浓度
12.(2014•吉安高二检测)金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。
(1)请写出有关电极反应式:
①铁棒上电极反应式:_____________________________________________。
②碳棒上电极反应式:_____________________________________________。
(2)该图所表示的是____________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走,并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液,则此图可表示________________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理;若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解,即可将碳棒改为________棒。
【解析】电解质是氯化钠,溶液呈中性,为吸氧腐蚀,负极反应是2Fe-4e- 2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e- 4OH-。若将O2撤走,并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液,此时是析氢腐蚀;若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解,此时构成的原电池中铁棒作正极,负极是比铁活泼的金属,因此可将碳棒改为锌棒。
答案:(1)①2Fe-4e- 2Fe2+
②O2+2H2O+4e- 4OH-
(2)吸氧
(3)析氢 锌(或其他比Fe活泼的金属)
【方法规律】金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀,属于电化学腐蚀,金属与氧化剂直接反应的属于化学腐蚀。
(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断,位于金属活动性顺序中氢前面的金属,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀,在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀;金属活动性顺序中氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
13.(能力挑战题)如图中a为生铁,A、B两个烧杯中为海水,C烧杯中为1 mol•L-1的稀硫酸。
(1)C中Cu极的电极反应式为______________________。
(2)B中Zn极的电极反应式为______________________,Fe极附近溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是____________________。
【解析】B、C装置为原电池,在原电池中,活泼金属作负极,故B中Fe作正极被保护,C中Fe作负极被腐蚀。
答案:(1)2H++2e- H2↑
(2)Zn-2e- Zn2+ 增大
(3)C>A>B
【互动探究】若将A、B两个烧杯中的海水换为稀硫酸,铁被腐蚀的速率快慢如何?B中溶液的pH如何变化?
提示:A、B烧杯中的海水换为稀硫酸后,A中发生化学腐蚀,Fe+2H+ Fe2++
H2↑,B中发生电化学腐蚀中的析氢腐蚀,锌比铁活泼,仍然是Zn为负极,Zn-2e- Zn2+,铁为正极,在铁上产生气体,铁被保护,反应速率C>A>B,由于B中反应时消耗H+,故溶液pH增大。
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