2018_2019学年高中化学课堂同步系列二每日一题钢铁的电化学腐蚀含解析新人教版选修4VIP免费

1/5钢铁的电化学腐蚀高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆下图所示装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时，插在小试管中的导管内的液面下降；一段时间后，导管内的液面回升，略高于U形管中的液面。下列有关解释合理的是A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B．雨水的酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀C．红墨水液面回升时，正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D．U形管中溶液的pH逐渐减小【参考答案】C钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜环境水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性2/5负极反应Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极反应2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系吸氧腐蚀更普遍1．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化中可能发生的是①Fe由＋2价转化为＋3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·nH2O⑤杂质C被氧化除去A．①②④B．③④C．①②③④D．①②③⑤2．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：pH=2时锥形瓶中气体压强变化的曲线图和pH=4时锥形瓶中气体压强变化的曲线图分析图像，以下结论错误的是A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D．两溶液中负极反应均为：Fe－2e－===Fe2＋3．如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化氢溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是3/5A．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．两试管中负极电极反应相同D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀4．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理，设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是A．正极的电极反应方程式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C．若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈D．断开连接石墨和铁的导线，铁便不会生锈5．铜在潮湿的空气中也能发生电化学腐蚀。（1）铜(填“能”或“不能”)发生析氢腐蚀，原因是。（2）若铜在中性或碱性环境中发生电化学腐蚀，则负极反应为，正极反应为，总反应为。得到的产物还可与空气中的CO2继续反应，得到铜绿[Cu2(OH)2CO3]，化学方程式是。（3）若铜在酸性环境中发生电化学腐蚀，则正极反应为，总反应为。（4）工业上制取硫酸铜就是利用（3）的原理。试计算1t铜理论上可以制得多少吨无水硫酸铜?4/51．【答案】A2．【答案】C【解析】由压强变化图像可知pH＝2时，压强增大，说明生成氢气，发生析氢腐蚀，同理pH＝4时，压强减小，说明消耗氧气，发生吸氧腐蚀，两溶液中负极反应均为：Fe－2e－===Fe2＋，A、B、D选项正确；由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快，且消耗1mol氧气转移4mol电子，而生成1mol氢气转移2mol电子，所以吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀速率，C选项错误。3．【答案】B4．【答案】D【解析】吸氧腐蚀的正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A正确；若把石墨改为Mg电极，此时Mg作负极，铁不会失电子，不会有铁锈生成，B正确；若向自来水中加入少量NaCl(s)，溶液中离子浓度增大，腐蚀变快，C正确；若断开导线连接，因铁中含有碳，仍会发生腐蚀，D错误。5．【答案】（1）不能铜不能与酸自发反应生成H2（2）2Cu-4e-2Cu2+2H2O+O2+4e-4OH-2Cu+O2+2H2O2Cu(OH)22Cu(OH)2+CO2Cu2(OH)2CO3+H2O（3）4H++O2+4e-2H2O2Cu+4H++O22Cu2++2H2O（4）2.5t5/5【解析】（1）铜在金属活动性顺序中排在氢之后，故铜不能发生析氢腐蚀。（2）铜在中性或碱性环境下发生吸氧腐蚀，负极是Cu失电子被氧化，正极是O2得电子被还原；其总反应为2Cu+O2+2H2O2Cu(OH)2。Cu(OH)2还能继续与CO2生成Cu2(OH)2CO3。（3）铜在酸性条件下发生电化学腐蚀，必须有O2参与，即正极和负极反应分别为4H++O2+4e-2H2O和2Cu-4e-2Cu2+；其总反应为2Cu+4H++O22Cu2++2H2O。（4）根据关系式Cu~Cu2+~CuSO4和反应的铜为1t，可求得生成的无水硫酸铜为2.5t。