1.4金属的腐蚀与防护 课时培优练 （含解析） 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.4 金属的腐蚀与防护 课时培优练 选修一 鲁科版（2019）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法错误的是
A．铁丝的腐蚀速率：
B．一段时间后，a管液面高于b管液面
C．a管溶液的增大，b管溶液的减小
D．a、b两管中发生相同的电极反应为
2．两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在自来水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图。下列有关说法正确的是(　　)
A．甲图中的介质为海水
B．腐蚀过程中电能转化为化学能
C．铁电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋
D．若在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀
3．下列说法正确的是
A．欲在铁片表面上镀银，则金属银应与电源负极相连，以AgNO3溶液作电解质
B．若用电解法精炼粗铜，应把粗铜与电源的正极相连，以CuSO4溶液作电解质
C．在轮船的船壳水线以下装上锌块用以保护，这种方法称为外加电流的阴极保护法
D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜呈弱酸性时，以析氢腐蚀为主
4．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中不正确
A．港珠澳大桥水下钢柱镶锌块是应用牺牲阳极的阴极保护法防腐蚀
B．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为： Cu2++2e-=Cu
C．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为：2C1-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
5．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
6．如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是
A．若M是铜片，可保护铁
B．若M是锌片，可保护铁
C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重
D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池
7．原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是
A．装置①研究的是电解 CuCl2溶液，b 电极上有红色固体析出
B．装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe 上的反应为 Fe-2e-=Fe2＋
C．装置③研究的是电解饱和食盐水，B 电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑
D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应
8．用下图所示装置进行实验，实验现象与对应的结论正确的是
装置 ① ② 实验现象 结论
A 铜丝 稀硝酸 ②中出现红棕色气体 稀硝酸与铜生成了NO2 ③中需要碱溶液吸收尾气
B 铜丝 Fe2(SO4)3溶液 ②中溶液黄色变浅 Cu与Fe2(SO4)3溶液 发生置换反应
C 铁丝 饱和食盐水 ③中导管内液面上升 铁钉发生吸氧腐蚀
D 铁丝 浓硫酸 无明显现象 铁与浓硫酸不反应
A．A B．B C．C D．D
9．下列各图所示装置能达到实验目的的是
A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙，牺牲阳极的阴极保护法
C．图丙，在铁制品表面镀锌 D．图丁，测定盐酸的pH
10．根据表格中信息，下列说法正确的是
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
A．pH越大，钢铁腐蚀越困难
B．中性环境中，钢铁较难腐蚀
C．时正极反应为
D．自然界中钢铁腐蚀的产物只有
二、多选题
11．2-氯乙醇是一种重要的有机合成中间体，可用电解法制备，制备装置如图所示，其中a和b为电极，c为离子交换膜。下列说法错误的是
A．电极a应接电源负极，发生氧化反应
B．电解池阳极区发生的总反应式为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2→H++HOCH2CH2Cl
C．为提高氯离子的利用率，离子交换膜c可选用阴离子交换膜
D．不考虑各项损失，理论上生成2g气体B，可得到产品1mol的2-氯乙醇
12．已知铅蓄电池的工作原理为：。用该电池采用惰性电极和阳离子交换膜电解槽电解足量的饱和食盐水，当产生1mol NaOH时，下列说法中正确的是
A．铅蓄电池中消耗 B．溶液中有通过交换膜
C．阴极产生 D．阳极产生气体能使品红溶液褪色
13．如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是
A．碳表面发生还原反应
B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO
C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主
D．图②中，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
14．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOH
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，M是CuSO4
C．电镀工业中，X是镀层金属，Y是待镀金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
15．支撑海港码头基础的钢管桩容易被腐蚀，其防腐蚀工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是
A．可以用K4[Fe(CN)6]溶液检验钢管柱附近是否有亚铁离子生成
B．此防腐蚀的方法为外加电流的阴极保护法
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
三、实验题
16．请仔细观察下列两种装置的构造示意图，完成下列问题：
实验I：
向图1烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。
(1)铁棒上发生的电极反应为_____。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(2)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验I______(填“相同”或“相反”)。
(3)在铁棒附近可观察到的现象是______。
(4)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对不活泼的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为______。
实验Ⅲ：
(5)已知粗锌中含有的杂质有铝、铁和铜，图2若为电解精炼锌，则A极应接____(填“粗锌”或“纯锌”)，电解一段时间后，电解质溶液中含有的金属阳离子有______。
(6)图2若为铜上镀银装置，已知电镀前A、B电极质量相等，电镀完成后两电极质量差为6.48g时，则电路中通过的电子数为_____。
(7)若图2使用的电源为一种高效耐用的新型可充电电池，其放电反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。写出该电池放电时正极电极方程式_____。
四、工业流程题
17．三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料（以镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4·2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
（1）操作1的名称为__________。
（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍料进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为_______（填字母）。
a.30℃、30min b.70℃、120min
c.90℃、150min d.90℃、120min
（3）沉淀A为CaF2和_________（填化学式）。
（4）试剂B的化学式为_________________。
（5）NiC2O4·2H2O样品经某稀酸酸化处理后，用稀KMnO4标准溶液滴定[在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化，其他物质不参与反应]，通过测定草酸的量可测定NiC2O4·2H2O样品的纯度，滴定反应为：2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O。实验中称取0.183g样品，滴定时消耗了0.0400mol.L-1的KMnO4溶液8.00mL，则该样品中NiC2O4·2H2O的质量分数为_________。
（6）高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体。某同学设计如下实验流程进行检验。
混合气体现象现象现象现象
①试剂1的名称为____________。
②证明混合气体有CO的现象是_____________________________________________。
五、原理综合题
18．电解原理在生产生活中应用广泛，回答下列问题：
(1)为防止铁器被腐蚀，常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源_________(填“正”或“负”，下同)极相连：电解精炼铜时，粗铜应与电源_________极相连。
(2)利用如图1装置可模拟铁的电化学防护。
①为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_________(填“M”或“N”)处。
②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，该电化学防护法称为_________。
(3)用石墨电极电解100mL和的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，原混合溶液中的物质的量浓度为_________。
(4)汽车尾气排放的CO、等气体是大气污染的主要来源，也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应消除的简易装置如图2所示。
①电极a的电极反应式为_________。
②常温下，若用该电池电解0.6L 1mol/L食盐水，当消耗336mL B气体(标准状况下)时，电解池中溶液的pH=_________(假设电解过程溶液体积不变)。
19．Cu2O是一种半导体材料，同时纳米级Cu2O又具有优良的催化性能。
(1)用炭粉在高温条件下还原CuO可得到Cu2O，已知：
2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H= 169kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO(g) △H= 110.5kJ/mol
Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H= 157kJ/mol
则该反应的热化学方程式为_______________。
(2)利用电解装置也可以制取Cu2O。
①铜是_______极，其电极反应式为_______。
②电池的总反应为_______。
③石墨电极附近的pH_______。(增大、减小、不变)
④当电路中有0.1mol电子通过时，生成Cu2O_______g。
六、结构与性质
20．原电池是化学对人类的一项重大贡献。(Zn的原子量：65)
(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。
①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是___________。
②a和b用导线连接，Zn极的电极反应式是___________。Cu极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应。溶液中H＋移向___________(填“Cu”或“Zn”)极。若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻___________g。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池正极的电极反应式是___________。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
参考答案：
1．C
【详解】A．a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率，A正确；
B．a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少，b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；
C．a中产生OH-，pH会变大，b中消耗氢离子，pH也会变大，C错误；
D．金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为，D正确；
故选C。
2．D
【分析】铁和铜接触时，遇到电解质溶液会形成原电池，且形成的原电池中铁作负极，铜作正极，电解质为海水时的腐蚀速度大于水作电解质时的腐蚀速度，因此甲图的介质为水，乙图的介质是海水，且腐蚀的过程中化学能转化为了电能，据此分析判断。
【详解】A. 由分析可知，甲图的介质为水，乙图的介质是海水，A项错误；
B. 腐蚀的过程中化学能转化为了电能，B项错误；
C. 形成的原电池中铁作负极，失去电子，电解反应为：Fe-2e-=Fe2+，C项错误；；
D. 在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀，D项正确；
答案选D。
3．B
【详解】A．欲在铁片表面上镀银，则应该使金属银与电源正极相连，作阳极，金属铁与电源负极相连，作阴极，以AgNO3溶液作电解质，A错误；
B．若用电解法精炼粗铜，应把粗铜与电源的正极相连，作阳极，以精铜与电源负极相连，作阴极，以CuSO4溶液作电解质，B正确；
C．在轮船的船壳水线以下装上锌块用以保护，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，C错误；
D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜呈弱酸性时，主要发生吸氧腐蚀，因此是以吸氧腐蚀为主，D错误；
故合理选项是B。
4．C
【详解】A．港珠澳大桥水下钢柱镶锌块，锌和铁构成了电池的两极，锌比铁活泼，做负极，失去电子被氧化，钢柱被保护，该方法是应用牺牲阳极的阴极保护法防腐蚀，故A正确；
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是粗铜，做阳极，粗铜上的铜、铁、锌等失去电子变为离子进入电解质溶液中；与电源负极相连的是纯铜，溶液中的铜离子得到电子变为铜，电极反应式为： Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液，在阳极是铁失去电子生成Fe2+，不是Cl-失去电子生成氯气，故C错误；
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，即空气中氧气得到电子，在比较明显的酸性溶液在发生析氢腐蚀，即水膜中的H+得到电子生成氢气，故D正确；
故选C。
5．C
【详解】A. 铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3等，故A正确；
B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，故B正确；
C. 外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，故C错误；
D. 不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，故D正确；故选C。
6．B
【详解】A．若M是铜片，构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀，故A错误；
B．若M是锌片，构成原电池，锌是负极，锌被腐蚀，铁被保护，故B正确；
C．图1铁片靠近水面的部分，水分、氧气充足，腐蚀更严重，故C错误；
D．M是锌能保护铁，因构成原电池，锌是负极，故D错误；
选B。
7．C
【详解】A．b电极连接电源负极，为阴极，发生还原反应，根据放电顺序判断电极反应为：Cu2＋＋2e-=Cu，则b 电极上有红色固体析出，故A正确；
B．铁在中性环境中多发生吸氧腐蚀，装置乙研究的是吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋，故B正确；
C．B电极与电源的负极相连，因此B极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，故C错误；
D．三个装置为电解池和原电池，反应过程中有电子转移，涉及的主要反应都是氧化还原反应，故D正确。
故选C。
8．C
【详解】A.稀硝酸与铜生成NO，故A错误；
B.Cu与Fe2(SO4)3溶液反应生成硫酸亚铁、硫酸铜，不是置换反应，故B错误；
C.铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，故C正确；
D.常温下，铁在浓硫酸中钝化，故D错误。
答案选C。
【点睛】
9．A
【详解】A．盐水为中性，在中性条件下发生吸氧腐蚀，水沿着导管上升，可证明Fe发生吸氧腐蚀，故A正确；
B．图乙，铁比碳活泼，形成原电池时，铁为负极发生氧化反应而被腐蚀，不能达到保护钢铁设备的目的，故B错误；
C．在铁制品表面镀锌，电解质溶液应含大量的锌离子，不能选硫酸亚铁溶液，故C错误；
D．pH试纸不能湿润，应选干燥的pH试纸测定，故D错误；
故选：A。
10．B
【详解】A．由表格数据可知，溶液pH小于4或溶液pH大于8时，钢铁腐蚀都较快，而溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明pH越大碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故A错误；
B．由表格数据可知，溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明中性环境中，钢铁较难腐蚀，故B正确；
C．溶液pH>14时，钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．自然界中溶液的pH在6.5左右，由表格数据可知，钢铁腐蚀的产物可能为四氧化三铁或氧化铁，故D错误；
故选B。
11．AC
【分析】右侧乙烯变成2-氯乙醇，反应失去电子，故在阳极反应，气体B为氢气，在阴极得电子发生还原反应。
【详解】A．右侧乙烯变成2-氯乙醇，反应失去电子，故在阳极反应，则右侧连接电源的正极，a连接电源负极，发生还原反应，选项A错误；
B．阳极区乙烯生成2-氯乙醇，电极反应为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2H++HOCH2CH2Cl，选项B正确；
C．为避免阳极区氯气和氢氧根反应，应使用阳离子交换膜，选项C错误；
D．气体B为氢气，2g氢气的物质的量为1mol，转移2mol电子，故得到1mol2-氯乙醇，选项D正确；
故选AC。
12．AD
【分析】根据铅蓄电池的工作原理可知，放电时负极电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，正极电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O。电解饱和食盐水时阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，产生1molNaOH时说明转移了1mol电子。
【详解】A．生成1molNaOH时，转移电子1mol，根据分析中铅蓄电池放电的正负极反应式可知，此时消耗硫酸为1mol，A正确；
B．OH-无法通过阳离子交换膜，B错误；
C．产生1molNaOH，转移电子1mol，此时阴极上生成氢气0.5mol，但是选项中并未说明是标准状况下，无法得知H2的体积，C错误；
D．阳极产生的气体为氯气，氯气通入品红溶液中生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性可使品红溶液褪色，D正确；
故答案选AD。
13．AD
【分析】图①为钢铁的析氢腐蚀，图②为钢铁的吸氧腐蚀，无论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，Fe均做负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，据此分析；
【详解】A．碳是正极，根据原电池工作原理，碳表面发生还原反应，故A正确；
B．钢铁被腐蚀的最终产物为氧化铁，故B错误；
C．图①为析氢腐蚀，电解质溶液呈酸性，生活中钢铁制品的腐蚀以图②吸氧腐蚀为主，故C错误；
D．图②为吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，故D正确。
答案选AD。
14．AB
【详解】A．氯碱工业中，若X、Y均为石墨，X为阴极，阴极上溶液中的氢离子反应生成氢气，阴极附近能得到氢氧化钠，故A正确；
B．铜的精炼中，X与电源负极相连是阴极，是纯铜，Y与电源正极相连是阳极，是粗铜，M是CuSO4 ，故B 正确；
C．电镀中，镀层金属做阳极即Y，待镀金属即镀件做阴极即X，故C错误；
D．外加电流的阴极保护法中，阴极X是待保护金属，故D错误；
故答案为AB
15．BD
【详解】A．检验亚铁离子用K3[Fe(CN)6]，故A错误；
B．钢管桩与电源负极相连，此防腐蚀的方法为外加电流的阴极保护法，故B正确；
C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，阳极材料不损耗，故C错误；
D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀电流，通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，故D正确；
选BD。
16．(1)2H2O＋O2＋4e ＝4OH
(2)相反
(3)溶液变红色；产生蓝色沉淀
(4)牺牲阳极的阴极保护法
(5) 粗锌 Al3＋、Zn2＋
(6)0.03NA
(7)FeO＋3e ＋4H2O＝Fe(OH)3＋5OH
【详解】（1）锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，负极反应式为2Zn 4e ＝2Zn2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e ＝4OH ，电子由锌电极经外电路流向铁电极，故答案为：2H2O＋O2＋4e ＝4OH 。
（2）铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀，由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流表指针的偏转方向相反，故答案为：相反。
（3）铁作负极时，Fe失去电子生成Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e ＝4OH ，故铜棒附近溶液变红色，故答案为：溶液变红色；产生蓝色沉淀。
（4）对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法。
（5）电解精炼时，粗锌作阳极，纯锌作阴极，A与外接电源的正极相连为阳极，则A极应接粗锌，阳极上锌和活泼性比锌强的金属失电子，所以电解时溶液中阳离子为Al3＋、Zn2＋，故答案为：粗锌；Al3＋、Zn2＋；
（6）电镀时，阳极上金属失电子导致金属质量减少，阴极上析出金属，导致质量增加，电镀后两极质量差的一半为阴极上析出的Ag的质量，则析出的Ag的物质的量为，生成1molAg转移1mol电子，则析出0.03molAg转移0.03NA个电子，故答案为：0.03NA。
（7）由3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH可知，正极上K2FeO4得电子生成Fe(OH)3，正极上反应方程式为：FeO＋3e ＋4H2O＝Fe(OH)3＋5OH ，故答案为：FeO＋3e ＋4H2O＝Fe(OH)3＋5OH 。
【点睛】本题考查了原电池和电解池的有关知识，侧重考查原电池正负极的判断、电极方程式的书写、电解池阴极阳极的判断、电极反应式的书写、电解液的变化、电子守恒计算等知识，注意知识的灵活运用以及结合电化学原理分析，题目难度中等。
17． 过滤 b MgF2 H2C2O4或Na2C2O4（或可溶性的草酸盐等） 80.0% （无水）硫酸铜 黑色氧化铜（试剂2）变红色，澄清石灰水（试剂3）变浑浊（答案合理即可）
【详解】（1）镍废料中的镍、铁、钙、镁均可以和硫酸反应没生成硫酸盐，且硫酸钙属于微溶物，经过过滤除去不反应的杂质，和硫酸钙的不溶物，故操作1为过滤。
（2）根据图中的数据，在30 ℃、30 min时，镍的浸出率只有不到80%，此浸出率太低；在90 ℃时，120 min和150 min 时的浸出率接近；而在120 min时，70 ℃和90℃时的浸出率相同。考虑经济效益还是选择低温合算，故选b。
由图知操作1除去了不溶的硫酸钙双氧水氧化Fe2+为Fe3+，加碳酸钠调节PH使Fe3+沉淀出来，加氟化铵，产生的沉淀为CaF2和MgF2。答案：MgF2。
经过上述处理，除去铁、钙、镁等杂质，由图知试剂B为H2C2O4或Na2C2O4（或可溶性的草酸盐等）答案：H2C2O4或Na2C2O4（或可溶性的草酸盐等）
（5）根据反应方程式为：2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O 根据反应关系
5NiC2O4·2H2O---- 5H2C2O4-----2 MnO4-
X 0.0400mol.L-18.00mL/1000
X=810-4mol
样品中NiC2O4·2H2O的质量分数为=810-4mol183g/moL/0.183g=80.0%
(6) ① 高温煅烧NiC2O4的产物为三氧化二镍.CO、CO2、水蒸气,检验生成物时应先检验水,所以试剂1为无水硫酸铜.答案: 硫酸铜 。
②证明混合气体有CO的现象是
混合气体现象现象现象现象
根据上图知试剂1为硫酸铜，鉴别水，澄清的石灰水，鉴别CO2，试剂2为检验CO,可用黑色氧化铜粉末变红，再用澄清石灰水（试剂3）变浑浊即可。答案 ：黑色氧化铜（试剂2）变红色。澄清石灰水（试剂3）变浑浊
18．(1) 负 正
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
(3)1
(4) 13
【详解】（1）为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连；
（2）①模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关区应置于N处；
②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，锌为负极，Fe为正极，故减缓铁的腐蚀，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（3）用石墨电极电解100mL和的混合溶液，电解和的混合溶液，阳极发生的反应为:4OH-=2H2O+O2↑+4e- ，阴极上发生的电极反应为: Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)即为0.1mol，阳极生成0.1mol氧气说明转移了0.4mol电子，而阴极上生成的0.1molH。只得到了0.2mol电子，所以剩余0.2mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.1mol铜离子，据c =n÷V，得到铜离子的浓度为:；
（4）a 电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气: ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为 ，总反应: ，消耗标准状况下336 mLNO2时，电路中转移0.06 mol电子，电解池中生成0.06 molOH-，c(OH-)=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L-1， ，pH=13。
19．(1)C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H=+34.5kJ/mol
(2) 阳 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 2Cu+H2OCu2O+H2↑ 增大 7.2
【解析】（1）
①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H1= 169kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO(g) △H2= 110.5kJ/mol
③Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H3= 157kJ/mol
利用盖斯定律，将反应①+②-③×2得，该反应的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H=( 169kJ/mol)+( 110.5kJ/mol)-( 157kJ/mol) ×2=+34.5kJ/mol。答案为：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H=+34.5kJ/mol；
（2）
利用电解装置也可以制取Cu2O，则Cu作阳极，石墨作阴极。阳极：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，阴极：2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
①铜是阳极，Cu失电子产物与电解质反应生成Cu2O等，电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
②将阴、阳极的电极反应式相加，便可得到电池的总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。
③石墨电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，则附近的pH增大。
④当电路中有0.1mol电子通过时，生成Cu2O的质量为=7.2g。答案为：阳；2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；2Cu+H2OCu2O+H2↑；增大；7.2。
【点睛】书写电极反应式时，需关注电解质的性质。
20． Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ Zn-2e-=Zn2＋ 还原 Cu 6.5 O2+ 2H2O+4e-=4OH- 减小
【分析】根据原电池的原理分析；根据图示可知CH4转化为发生氧化反应，所以通入CH4的一极为负极，通入氧气的一极为正极，然后分析。
【详解】(1)①a和b不连接时，烧杯中发生锌与硫酸的置换反应，离子方程式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；
②a和b用导线连接，锌电极是负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-=Zn2＋，Cu电极上发生氢离子得电子的还原反应，为原电池的正极；氢离子移向铜电极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；根据电极反应：Zn-2e-=Zn2＋，所以转移0.2mol电子时，有0.1molZn转化为Zn2+，质量减轻0.1mol×65g/mol=6.5g；
(2)①该电池中CH4失电子发生氧化反应，所以a电极为负极；电解质溶液为碱性，所以电极反应式为CH4＋10OH－-8e－=＋7H2O，正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=+3H2O，反应中OH-参加反应导致溶液中c(OH-)减小，溶液的pH减小。
【点睛】通过电极反应判断电极附近pH的变化，通过总反应判断电解质溶液的pH变化；燃料电池中通入氧气的一极为正极。