1.3金属的腐蚀与防护同步练习（含解析）2023——2024学年高一化学苏教版（2019）选择性必修1

1.3金属的腐蚀与防护同步练习
姓名 班级
一、选择题
1．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是

A．钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B．导线与Zn块连接为牺牲阳极法
C．导线应连接外接电源的负极
D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管
2．北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于西汉的“长信宫灯”。下列说法正确的是

A．青铜的硬度小于纯铜
B．铜锈的主要成分是
C．镏金层破损后，金作负极可以继续保护破损处的铜
D．铝合金表面氧化物薄膜可保护内部金属不被腐蚀
3．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是

A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为
C．断电时，锌环上的电极反应为
D．断电时，则不能防止铁帽被腐蚀
4．铁及其化合物转化具有重要应用，铁及其化合物应用广泛。纳米铁粉可用于处理水中污染物，一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和；Fe3O4可用作锂离子电池的电极材料，电池工作时有Li+嵌入其中生成LiFe3O4；铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2+发生反应生成深蓝色沉淀{Fe3[Fe(CN)6]2}；常用于检验Fe2+。下列表述不正确的是
A．制备纳米铁粉的离子反应：
B．FeS2制硫酸过程中物质转化：
C．Fe3O4晶体中嵌入Li+形成LiFe3O4时，部分Fe3+转化为Fe2+
D．铁氰化钾检验Fe2+的离子反应：
5．化学改变了生产生活，推动了社会的进步和科技的发展。下列说法正确的是
A．可将地沟油制成生物柴油变废为宝，生物柴油与柴油成分相同
B．“天宫”空间站使用石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同分异构体
C．中科院首创用加聚合成可降解塑料聚二氧化碳，有利于实现“碳达峰、碳中和”
D．采用外加电流阴极保护法对金属防腐，阳极不能为惰性电极
6．下列有关方程式错误的是
A．碱性锌锰电池的正极反应：
B．制备粗硅的反应方程式为：
C．食醋去除水垢中的：
D．溶液滴入溶液中：
7．研究小组将混合均匀的铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入一定浓度醋酸溶液，进行铁的电化学腐蚀实验，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法正确的是
A．0-t1时压强增大的原因可能是铁腐蚀放出热量
B．铁被氧化的电极反应式为：
C．碳粉上发生了氧化反应
D．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
8．下图是家庭煤气(液化石油气)灶的部件说明图，下列说法正确的是

A．煤气灶的中心部位容易生锈，主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B．外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝不活泼
C．灶脚由螺钉和外层电木组成，电木起到了防止金属腐蚀的作用
D．煤气(液化石油气)灶改烧天然气时，应减小天然气的进入量或增大空气进入量
9．下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A．硫化钠溶液出现浑浊颜色变深：2S2-+2H2O+O2= 2S↓+4OH-
B．溴水颜色逐渐褪去：4Br2+4H2O=HBrO4+7HBr
C．用稀HNO3溶解铜：3Cu+8H+ +2NO=3Cu2++2NO↑＋4H2O
D．K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
10．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盐酸，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
11．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是
A．腐蚀过程中，负极是C
B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C．正极的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
D．C是正极，O2在C表面上发生还原反应
12．研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．图1：a点溶液变红
B．图1：a点产生的铁锈比b点的少
C．图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀
D．图2：正极的电极反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH-
13．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿疏松的碱性土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中
14．为了防止钢铁零件生锈，常采用化学处理使钢铁零件表面生成一层致密保护层。化学处理过程中其中一步的反应为3Fe＋NaNO2＋5NaOH=3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑。下列叙述不正确的是
A．上述反应涉及的物质中，Fe的还原性最强
B．上述反应中，每生成1 mol Na2FeO2，转移的电子数为2NA
C．上述反应中，铁是还原剂，NaNO2和NaOH是氧化剂
D．NO的氧化性强于FeO的氧化性
15．下列有关金属的保护方法的说法中正确的是
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率加快
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法
二、实验题
16．某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：
装置 分别进行的操作 现象
i.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞
ii.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加溶液 铁片表面产生蓝色沉淀
(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①实验i中的现象是 。
②用电极反应式解释实验i中的现象 。
(2)查阅资料：具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。
②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：
实验 滴管 试管 现象
溶液 iii.蒸馏水 无明显变化
iv.溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.溶液 无明显变化
以上实验表明：在有 存在条件下，溶液可以与铁片发生反应。为进一步证明该影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明的作用是 。
(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究的氧化性对实验ii结果的影响，又利用（2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是 （填字母序号）。
实验 试剂 现象
A 酸洗后的铁片、溶液（已除） 产生蓝色沉淀
B 酸洗后的铁片、和NaCl混合溶液（未除） 产生蓝色沉淀
C 铁片、和NaCl混合溶液（已除） 产生蓝色沉淀
D 铁片、和盐酸混合溶液（已除） 产生蓝色沉淀
(4)综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：连好装置一段时间后， （相关操作、现象），则说明负极附近溶液中产生了，即发生了电化学腐蚀。
17．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。完成下列填空：
(1)已知：海水的pH约为8.1，图1的腐蚀过程属于 (选填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)。图1插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越 (选填“轻微”、“严重”)。该实验说明 因素会影响铁的腐蚀速率。写出腐蚀时正极的电极反应式 。
(2)用图2研究铁的腐蚀过程。预测恒温条件下反应一段时间后，U形管内液面的变化情况。(已知：起始时两管内液面相平，实验过程中铁丝始终不接触溶液，选填“左高右低”、“左低右高”或“相平”)
溶液X 浓硫酸 浓盐酸 稀硫酸
液面情况
该组实验的目的是：研究 、 等因素会对铁的腐蚀过程产生影响。
(3)用图3所示装置研究铁的防腐蚀过程：
①、、只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“”、“”或“”，下同)；
②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 ；
③只闭合，石墨电极附近的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)图4为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是 (填“a”、“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，总的离子方程式为 。
(5)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理下图所示，此腐蚀过程中，正极的电极反应式是 。
三、原理综合题
18．青铜是金属冶炼史上最早的合金，我国出土了大量青铜器，体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节。
(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。青铜器生锈过程中，参与形成铜绿的物质有Cu和 。
(2)继续查阅资料，了解到铜锈的成分很复杂，主要成分有和。结构如图所示：

考古学家将铜锈分为“无害锈”和“有害锈”，“无害锈”形成后可阻止内部金属继续腐蚀，而“有害锈”则无法阻止腐蚀的深入。结合两种铜锈的结构推测，“有害锈”的主要成分为： 。
(3)的形成过程中会通过原电池反应产生(难溶于水的固体)，请结合下图回答：

①过程的正极反应物是 。
②过程Ⅰ负极的电极反应式是 。
(4)青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法：
ⅰ．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在的柠檬酸溶液中浸泡除锈(柠檬酸的结构如图所示)：

ⅱ．碳酸钠法：将文物置于含的溶液中浸泡，使转化为；
ⅲ．BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与价Cu(如)反应，形成一层透明的高聚物薄膜。
请回答下列问题：
①柠檬酸浸法利用了其结构中 (填官能团名称)的性质。
②写出碳酸钠法的离子方程式 。
③相比于酸浸法，BTA保护法的优点是 。
(5)陕西历史博物馆展出了许多鎏金工艺青铜器。鎏金是古代常用的镀金工艺，将金汞合金涂于器物表面，加热使汞挥发，便形成一层光亮的金镀层。下列关于青铜器鎏金工艺的说法正确的是 (填序号)。

A．鎏金工艺的镀金过程是一种化学变化
B．鎏金除了改善外观，还可保护青铜器，使其不易生锈
C．若表面的金镀层破损，暴露出的青铜表面会更易生锈
19．电化学原理在工业生产、物质制备、污染物理处理等方面应用广泛，请按要求回答下列问题。
如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。
(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是 。
(2)乙中Fe电极的电极反应式为 。
(3)若在常温下，有0.01moL氧气参加反应，若乙池溶液的体积为400mL，则乙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。
(4)欲用丙装置给铜镀银，b应是 (填化学式)。
(5)只需用铁氰化钾即可检验如图中铁是否发生了腐蚀，写出该检验对应的实验现象为 ，石墨电极发生的电极反应为 。
(6)工业上用电解法制取，同时获得氢气：，工作原理如图所示，电解一段时间后，阳极室发生的电极反应式为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气，电极反应式为，A正确；
B．导线与Zn块连接为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．导线应连接外接电源的负极，为外接电源的阴极保护法，C正确；
D．导线与Cu块连接不能保护钢铁输水管，D错误；
故选D。
2．D
【详解】A．青铜是铜的合金，青铜的硬度大于纯铜，故A错误；
B．镏金层破损后生成铜锈的主要成分为碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3，故B错误；
C．青铜是铜锡合金，锡的活泼性比金强，镏金层破损后，锡作负极可以继续保护破损处的铜，故C错误；
D．铝合金表面氧化物薄膜，性质稳定，阻止合金和空气接触发生反应，可以保护内部金属不被腐蚀，故D正确；
故选：D。
3．D
【详解】A．通电时，锌环连接电源正极，所以锌为阳极，阳极发生氧化反应，故A正确；
B．阴极为溶液中氢离子得电子，所以发生的电极反应为，故B正确；
C．断电时发生原电池反应，锌环失电子作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，故C正确；
D．断电时锌作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，可以防止铁帽被腐蚀，故D错误；
故选：D。
4．B
【详解】A．一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，生成纳米铁粉、H2和，对应的离子方程式为：，故A正确；
B．FeS2制硫酸过程，即FeS2与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫在五氧化二钒作催化剂且加热的条件下被氧气氧化为三氧化硫，三氧化硫与水反应得硫酸，故B错误；
C．Fe3O4晶体中嵌入Li+形成LiFe3O4时，锂离子带正电荷，因此部分Fe3+转化为Fe2+，故C正确；
D．铁氰化钾检验Fe2+是利用了亚铁离子与能生成蓝色沉淀，对应的离子反应方程式为：，故D正确；
故选：B。
5．C
【详解】A．用地沟油生产的生物柴油属于酯类，组成元素为C、H、O，柴油是含碳原子数目不同的烃组成的混合物，组成元素为，二者成分不同，A错误；
B．石墨烯与金刚石为碳元素的不同单质、互为同素异形体，B错误；
C．用合成可降解塑料聚二氧化碳，实现了碳的回收和循环利用，有利于实现“碳达峰、碳中和”，C正确；
D．采用外加电流阴极保护法保护金属，被保护金属与直流电源负极相连作阴极，阳极可以是惰性电极，D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．碱性锌锰电池,石墨为正极，在正极上发生还原反应，电极反应式：，A正确；
B．工业上用石英砂和焦炭高温下制备粗硅，反应方程式为：，B正确；
C．醋酸为弱酸，离子方程式中不能拆，所以食醋去除水垢中的：，C错误；
D．用溶液检验溶液中的，反应的离子方程式为：，D正确；
故选C。
7．A
【详解】A. 根据，0-t1时压强增大的原因可能是铁腐蚀放出热量使压强增大，故A正确；
B. 铁被氧化的电极反应式为：，故B错误；
C. 铁发生氧化反应，碳粉上发生还原反应，故C错误；
D. 铁腐蚀过程中化学能部分转化为电能，还有转化成热能的部分，故D错误；
故答案选A。
8．C
【详解】A．高温下铁被氧气氧化，发生化学腐蚀，A错误；
B．外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝生成的致密氧化膜阻止了铝合金继续与氧气反应，B错误；
C．电木隔绝了螺钉与空气的接触，起到了防止金属腐蚀的作用，C正确；
D．改液化石油气为天然气作燃料，液化石油气主要成分是丙烷和丁烷等，天然气的主要成分是甲烷，等体积的甲烷与丙烷、丁烷相比，消耗的氧气少，故改液化石油气为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大天然气的进入量，D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．S2-容易被氧气氧化成硫单质，其离子方程式为2S2-+2H2O+O2=2S↓+4OH-，故A说法正确；
B．HBr、HBrO4为强酸，书写离子方程式时应拆写成离子形式，Br2与水反应：Br2+H2OHBrO+HBr，HBrO分解成HBr，溴水颜色逐渐褪去，故B说法错误；
C．稀硝酸具有强氧化性，能与铜反应生成硝酸铜和NO，其离子方程式为3Cu+8H+ +2NO=3Cu2++2NO↑＋4H2O，故C说法正确；
D．常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+，出现特征蓝色沉淀，旧版人教版上发生3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，新版上书写成Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓，故D说法正确；
答案为B。
10．B
【分析】生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；a试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，b试管中是酸性溶液，发生析氢腐蚀。
【详解】A．由分析可知，生铁块中的碳是原电池的正极，A正确；
B．a试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，b试管中是酸性溶液，发生析氢腐蚀，所以a试管内气体的氧气减少，压强减小，b试管内气体的压强增大，导致U型管内红墨水左高右低，B错误；
C．a试管中发生吸氧腐蚀，b试管中发生析氢腐蚀，负极上均发生电极反应Fe-2e-=Fe2＋，C正确；
D．由分析可知，a试管中发生吸氧腐蚀，b试管中发生析氢腐蚀，D正确；
故选B。
11．D
【详解】A．铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属为负极，故负极是Fe，A项错误；
B．原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C移动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，B项错误；
C．该原电池中，C为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C项错误；
D．该原电池中，C为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，故D正确；
故选D。
12．B
【分析】食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀。
【详解】A．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，则a点处有氢氧根离子生成，即a点溶液变红，故A正确；
B．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀，生成的Fe2+移动到a极形成铁锈，所以a点产生的铁锈比b点的多，故B错误；
C．Fe与Zn形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，故C正确；
D．Fe与Zn、食盐水形成原电池，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故D正确；
故选：B。
13．C
【详解】A．酸性环境或中酸性物质或弱碱性环境与铁发生反应，会加快铁的腐蚀，故A错误；
B．潮湿疏松的土壤中，铁容易发生电化学腐蚀，故B错误；
C．干燥致密不透气的土壤中，氧气稀薄，且无电解质溶液，故不易形成原电池，铁的腐蚀速率很小，故C正确；
D．潮湿疏松的环境提供溶液环境，铸铁含碳较多可以形成原电池，会加速铁的腐蚀，故D错误；
答案选C。
14．C
【详解】A．该步反应中，氮元素化合价由+3降至-3，NaNO2是氧化剂；铁元素化合价由0价升至+2价，Fe作还原剂，Fe的还原性最强，A不符合题意；
B．铁元素的化合价由0价升高到＋2价，故每生成1 mol Na2FeO2，转移的电子数为2NA，B不符合题意；
C．该反应中，Fe作还原剂，NaNO2是氧化剂，NaOH中元素化合价不变，既不是氧化剂也不是还原剂，C符合题意；
D．该反应中，NaNO2是氧化剂，Na2FeO2是氧化产物，所以NO的氧化性强于的氧化性，D不符合题意；
故选C。
15．C
【详解】A．涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护，A错误；
B．镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀，B错误；
C．装锌块是牺牲阳极的阴极保护法，C正确；
D．应是用沥青作涂层的涂层保护法，D错误；
故选C。
16．(1) 碳棒附近溶液变红
(2) 铁电极能直接和溶液发生氧化还原反应生成，会干扰由于电化学腐蚀负极生成的检验 破坏了铁表面的氧化膜
(3)AC
(4)取出少许铁片(负极)附近的溶液于试管中，滴加溶液，若出现蓝色沉淀
【分析】根据图像可知，该装置为原电池装置，铁作负极，失电子生成亚铁离子；C作正极氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，正极附近显红色。要验证K3Fe(CN)6具有氧化性，则需要排除其它氧化剂的干扰，如氧气、铁表面的氧化膜等，据此分析解答。
【详解】（1）装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，碳棒为正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，
①实验i中的现象是碳棒附近溶液变红；
②碳棒为正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）①可能为铁电极能直接和溶液发生氧化还原反应生成Fe2+，产生的Fe2+再与反应生成蓝色物质；
②由实验iii.蒸馏水，无明显变化；iv.1.0mol L-1NaCl溶液，铁片表面产生大量蓝色沉淀；v.0.5mol L-1Na2SO4溶液，无明显变化．可知在Cl-存在下，溶液可以与铁片发生反应；
③由小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验Ⅲ，发现铁片表面产生蓝色沉淀的实验可分析是Cl-破坏了铁表面的氧化膜；
（3）要验证具有氧化性，就要排除其它因素的影响，如：O2、铁表面的氧化膜等．
A选项实验考虑了试剂中溶解的氧气和铁表面的氧化膜的影响，故A正确；
B选项实验未考虑了试剂中溶解的氧气的影响，故B错误；
C选项实验考虑了试剂中溶解的氧气和加入可能破坏铁表面的氧化膜的NaCl溶液，故C正确；
D选项实验加入了盐酸和铁反应产生Fe2+，故D错误；
故选AC；
（4）综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：取出少许铁片(负极)附近的溶液于试管中，滴加溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe2+，即发生了电化学腐蚀。
【点睛】把握电极反应、氧化还原反应及离子检验等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意本题属于开放性试题，能较好训练学生分析解答问题的能力。
17．(1) 吸氧腐蚀 轻微 氧气的浓度 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)
溶液X 浓硫酸 浓盐酸 稀硫酸
液面情况 相平 左低右高 左高右低
电解质酸碱性
(3) 外加电流保护法 变大
(4) c 2Cu2++3OH-+Cl-=
(5)
【详解】（1）酸性条件下，铁的腐蚀是析氢腐蚀，碱性或中性条件下，铁的腐蚀是吸氧腐蚀，海水的pH约为8.1，呈弱碱性，所以图1的腐蚀过程属于吸氧腐蚀；铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，插入海水中的铁棒越靠近水面，蚀越严重，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微；该实验说明氧气的浓度会影响腐蚀的速率；氧气在正极得电子生成OH-，正极的电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）该铁丝中含有碳，则铁、碳以及周围潮湿的空气环境会形成原电池装置。浓硫酸具有吸水性，铁丝周围空气较干燥，所以铁丝不容易发生腐蚀，U形管两端液面无明显变化，相平；浓盐酸具有挥发性，使铁丝周围空气呈酸性，发生析氢腐蚀，导致U形管内左侧的压强变大，液面左低右高；加入稀硫酸的，周围潮湿的空气环境会使铁丝发生吸氧腐蚀，导致U形管内左侧的压强变小，液面左高右低；所以答案为：
溶液X 浓硫酸 浓盐酸 稀硫酸
液面情况 相平 左低右高 左高右低
；
根据上述分析，该组实验的目的是为了研究电解质酸碱性对铁的腐蚀过程产生影响。
（3）①关闭，铁棒作阳极，被腐蚀；关闭，铁棒作阴极，被保护；关闭，铁棒作原电池的负极，被腐蚀；根据腐蚀速率大小关系：阳极>负极>正极>阴极，所以铁腐蚀的速度最快的是只闭合；
②为减缓铁的腐蚀，应使铁作正极或阴极，所以只闭合就可以减缓铁的腐蚀；该防护法称为外电电流保护法；
③只闭合，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl，所以发生的腐蚀是吸氧腐蚀，石墨电极是发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，生成OH-，附近的pH变大；
（4）①青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀，所以负极是Cu，即c；
②根据图示，正极的电极反应是O2+4e-+2H2O=4OH-，环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，总的离子方程式为：2Cu2++3OH-+Cl-=；
（5）深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，根据图示：负极是Fe-2e-=Fe2+，正极是得电子转化为：。
18．(1)O2、H2O、CO2
(2)Cu2(OH)3Cl
(3) 氧气(H2O) Cu-e-+Cl-=CuCl
(4) 羧基 4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl- 不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
(5)BC
【详解】（1）由铜绿的化学组成和空气中的化学组成可知，参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2，故答案为：O2、H2O、CO2；
（2）由题干信息可知，碱式碳酸铜为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜；而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，故碱式氯化铜是有害锈，“有害锈”的主要成分为：Cu2(OH)3Cl，故答案为：Cu2(OH)3Cl；
（3）有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，分析图示得到铜做负极失电子出CuCl沉淀，正极上是氧气得到电子发生还原反应，
①过程Ⅰ的正极反应物是：氧气(H2O)，反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：氧气(H2O)；
②过程Ⅰ负极的电极反应式是：Cu-e-+Cl-=CuCl，故答案为：Cu-e-+Cl-=CuCl；
（4）①由题干柠檬酸的结构简式可知，分子中的羧基能与金属氧化物反应，而用于除锈，故柠檬酸浸法利用了其结构中羧基的性质，故答案为：羧基；
②碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-，故答案为：4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；
③相比于酸浸法，BTA保护法的优点是酸浸法会和无害锈发生反应，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”，故答案为：不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”；
（5）A．鎏金工艺的镀金过程即将金汞合金涂于器物表面，加热使汞挥发，便形成一层光亮的金镀层，故是一种物理变化，A错误；
B．由题干信息可知，鎏金即在青铜器表面镀上一层金，由于金是一种很不活泼的金属，故除了改善外观，还可保护青铜器，使其不易生锈，B正确；
C．由于金的活动性弱于Cu，故若表面的金镀层破损，暴露出的青铜表面由于能形成电化学腐蚀，故会更易生锈，C正确；
故答案为：BC。
19．(1)CH4＋10OH—－8e—=CO＋7H2O
(2)2H2O＋2e—=H2↑+2OH—
(3)13
(4)Ag
(5) Fe电极附近的溶液中产生蓝色沉淀 O2+4e—＋2H2O=4OH—
(6)Fe－6e—+8OH—=FeO+4H2O
【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极为燃料电池的正极、通入甲烷的铂电极为负极，乙池、丙池为电解池，其中铁电极、a电极为阴极，C电极、b电极为阳极。
【详解】（1）由分析可知，燃料电池中通入甲烷的铂电极为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4＋10OH—－8e—=CO＋7H2O，故答案为：CH4＋10OH—－8e—=CO＋7H2O；
（2）由分析可知，乙池为电解池，铁电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e—=H2↑+2OH—，故答案为：2H2O＋2e—=H2↑+2OH—；
（3）由分析可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极为燃料电池的正极，乙池为电解池，铁电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，由得失电子数目守恒可知，若在常温下，有0.01moL氧气参加反应，乙池中生成氢氧根离子的浓度为=0.1mol/L，则溶液的pH为13，故答案为：13；
（4）由分析可知，丙池中a电极为阴极、b电极为阳极，所以欲用丙装置给铜镀银，b应是银电极，故答案为：Ag；
（5）由图可知，该装置为铁的吸氧腐蚀装置，铁为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成的能与铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀的亚铁离子，石墨电极为正极，水分子作用下氧气在正极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—，故答案为：Fe电极附近的溶液中产生蓝色沉淀；O2+4e—＋2H2O=4OH—；
（6）由图可知，与直流电源正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe－6e—+8OH—=FeO+4H2O，故答案为：Fe－6e—+8OH—=FeO+4H2O。
答案第1页，共2页
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