课时作业 17原电池 金属的腐蚀与防护时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 5 分，共 60 分)1(2009广东理基)钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H 2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应中的氧化剂只有 O2 而没有 H2O，因 为 H2O 中的氢、氧元素的化合价均未发生变化，B 错 。C 项中两种活 泼性不同的金属相接触， 较 活泼的易发生腐蚀，故 C 项错误。钢铁在潮湿的空气中主要发生的是电化学腐蚀，D 错误。答案：A2如图所示是 Zn 和 Cu 构成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上做了一些记录。在卡片上，描述合理的是()卡片 No：28实验后的记录：Zn 为阳极，Cu 为阴极H 向负极移动电子流动方向为 ZnCuCu 极有 H2 产生若有 1 mol 电子流过导线，则产生 0.5 mol H2正极电极反应式：Zn2e =Zn2A BC D解析：Zn 为负极，Cu 为正极，H 向正极移动。答案：B3有一种 MCFC 型燃料电池，该电池所用燃料为 H2 和空气，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为：2H 2O 2=2H2O，负极反应：H2CO 32 2e =H2OCO 2。下列说法正确的是( )A正极反应为 4OH 4e =2H2OO 2B电池放电时，电池中 CO32 的物质的量将逐渐减少C放电时 CO32 向负极移动D电路中的电子经正极、负极、熔融的 K2CO3 后再到正极，形成闭合回路解析：A 项正极反应为 O24e 2CO 2=2CO32 ；B 项中 电池放电时， 电池中 CO32的物质的量不变，CO 32 向负 极移动， K 向正极移动；导线 中靠电子的定向移动导电， 电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动导电。答案：C4下列装置或操作能达到实验目的的是()A防止铁钉生锈B构成铜锌原电池C构成铜银原电池D验证 NaCl 溶液(含酚酞)电解产物解析：A 项中铁钉应接电源负 极；B 项中 Zn 错放于 CuSO4 溶液中，二者直接发生置换反应而不能构成原电池；C 项 中 CuCuSO4 溶液Ag 不能构成原电池；D 项中直流电源右端为阳极，发生反应 2Cl 2e =Cl2，可用 KI 淀粉溶液 检验 Cl2产生，阴极发生反应2H 2e =H2，同 时溶液中 c(OH )增大，酚酞溶液变红。答案：D5(2009上海卷)右图装置中， 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：Fe2e Fe 2Da 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀解析：Fe 与 C 及电解质溶液形成原 电池， Fe 是负极；Fe2e Fe 2 ；C 是正极，在 a中发生吸氧腐蚀，a 中压强减小； b 中发生析氢腐蚀，b 中压强 增大， 红墨水柱液面是左高右低。答案：B6银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为2AgZn(OH) 2 Ag2OZnH 2O。电池放电时，负极发生反应的物质是 ()充 电 放 电AAg BZnCAg 2O DZn(OH) 2答案：B7(2011无锡模拟)在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧，一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关，下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力C在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀D在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀答案：C8(2011启东模拟)下列各变化中属于原电池反应的是 ()A在空气中铜合金眼镜框表面形成一层铜绿B镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜答案：AB9(2010安徽卷)某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H ，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H 2O 2=2H2O，下列有关说法正确的是()A. 电子通过外电路从 b 极流向 a 极B. b 极上的电极反应式为：O 22H 2O4e =4OHC. 每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2D. H 由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极解析：由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入 H2 的一极即 a 极是负极，充入 O2的一极即 b 极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即 H 移向正极，正极即 b 极的电极反应式应为：O 24H 4e =2H2O，故 A 项、B 项错误， D 项正确。 C 项没有指明标准状况，故 C 项错误。答案：D10(2010浙江卷)LiAl/FeS 电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li FeS 2e =Li2SFe。有关该电池的下列说法中，正确的是()ALi Al 在电池中作为负极材料，该材料中 Li 的化合价为1 价B该电池的电池反应式为：2LiFeS= =Li2SFeC负极的电极反应式为：Al 3e =Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为： Li2SFe2e =2Li FeS解析：在该电池中 LiAl 是负极材料， 该材料中 Li 的化合价为 0 价，负极电极反应式为：Li e =Li ，结合题给 的正极电极的反应式可推出总 反应式为：2LiFeS =Li2SFe；故 B 正确， A、C 错误。D 项，充 电时，阴极上 发生还原反应 得电子，故 D 项错误。答案：B11(2010新课标全国卷)根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s) Cd 2 (aq)2Ag (aq)Cd(s)BCo 2 (aq)Cd(s) Co(s) Cd2 (aq)C2Ag (aq) Cd(s)2Ag(s)Cd 2 (aq)D2Ag (aq)Co(s)2Ag(s)Co 2 (aq)解析：根据原电池知识，金属活 动性负极正极，可得三种金属的活动性顺序应为：CdCoAg，则选项中符合此关系的置换反应成立。答案：A12芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获 2009 年中国科技创业大赛最高奖，被称之为“软电池”的纸质电池总反应为：Zn2MnO 2H 2O=ZnO2MnOOH 。下列说法正确的是()A该电池中 Zn 作负极，发生还原反应B该电池反应中 MnO2 起催化作用C该电池工作时电流由 Zn 经导线流向 MnO2D该电池正极反应式为：2MnO 22e 2H 2O=2MnOOH2OH 解析：A 项，根据纸质电池总反应可以判断该电池中 Zn 作负极，发生氧化反应；B 项，该电池反应中 MnO2 作正极材料被还原；C 项，该电池工作 时电子由 Zn 经导线流向MnO2；D 项，该电池正极材料 MnO2 得电子被还原，电极反应式正确。答案：D二、填空题(共 40 分)13(15 分)(1)A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。B 中 Sn 极的电极反应式为_，Sn 极附近溶液的 pH_(填“增大” 、“减小”或“不变”)。C 中总反应的离子方程式为_。比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： 电池的负极是_(填 “a”或“b”)电极，该极的电极反应是： _。电池工作一段时间后电解质溶液的 pH_(填“增大 ”、 “减小”或“不变”) 。解析：(1)B、C 中均形成了原 电池，在 B 中 Fe 作负极，腐蚀速率加快，在 C 中 Zn 作负极，而 Fe 被保护了起来，故被腐蚀的速率最慢。(2)CH4 在反应时 失去电子，故 a 电极是电池的负极。电极反应式可用总反应式CH42OH 2O 2=CO32 3H 2O 和正极反应式：O 22H 2O4e =4OH 做差而得。由于电池工作过程中会消耗 OH ，故一段时间后，电解质溶液的 pH 会减小。答案：(1)2H 2e =H2 增大Zn2H =Zn2 H 2 BAC(2)a CH410OH 8e =CO32 7H 2O减小14(15 分) 下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电板反应式为_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。解析：(1)乙形成了原电池，丙浸没在非电解质溶液中，故腐蚀速率乙甲丙。(2)含碳量越高越易腐蚀。(3)乙发生吸氧腐蚀。(4)乙、丙为电解质溶液与非电解质溶液的对比，故采用的措施需针对电解质溶液。答案：(1)乙 (2)高(3)O24e 2H 2O=4OH(4)将金属放在干燥的环境中保存和使用( 或在金属表面覆盖油漆等保护膜)15(10 分)(2011潍坊统考)如图甲、乙是电化学实验装置。(1)若甲、乙两烧杯中均盛有 NaCl 溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为_； 乙中总反应的离子方程式为 _；将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量