苏教版（2019）高中化学选择性必修1 1.3.1金属的电化学腐蚀同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 苏教版（2019）高中化学选择性必修1 1.3.1金属的电化学腐蚀同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-18 09:45:02 | ||
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文档简介
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1.3.1金属的电化学腐蚀同步练习-苏教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学与生活、生产息息相关。下列说法不正确的是
A．医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%
B．电动汽车电池放电时涉及化学能与电能的转换
C．明矾在水中水解生成胶体起到杀菌消毒作用
D．钢管被原油中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀
2．有关下列实验描述不正确的是
A．加热烧杯分离SiO2和NH4Cl
B．收集气体NO2
C．打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液上升到试管中
D．进行中和热的测定实验
3．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极)。下列有关叙述中错误的是
A．高硅铸铁作为惰性辅助阳极是不会损耗的
B．通电后外电路的电流被强制流向钢制管桩
C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
4．下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
5．锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀
B．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀
C．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
6．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A．图甲是中和热的测定 B．图乙是保护钢闸门不被腐蚀
C．图丙是铁钥匙上镀铜 D．图丁是验证铁能发生吸氧腐蚀
7．硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢质管道的电位，进而判断钢质管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A．钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀
B．铜棒为正极，发生还原反应
C．负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变
8．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A．高纯硅可用于制作光感电池
B．使用含有氯化钠的融雪剂会加快桥梁的腐蚀
C．铝及其合金是使用广泛的金属材料，通常用电解氯化铝的方法制备铝
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
9．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法正确的是
A．正极电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑
B．此过程中还涉及到反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3
C．此过程中Cu被腐蚀
D．此过程中电子从Cu移向Fe
10．下列有关电化学装置的叙述中错误的是
A．①装置盐桥中的移向锌电极
B．②装置正极反应式为：
C．③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
二、填空题
11．什么是金属的化学腐蚀 ？什么是金属的电化学腐蚀 ？举例说明金属腐蚀的危害 。
12．铜板上铁铆钉处雨天过后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，写出生锈过程中发生的化学反应方程式 。
13．（1）某课外活动小组同学用下图装置进行实验
试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。
（2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如下图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 ，已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，理论上有 kJ的能量转化为电能。
14．如图所示，各容器中盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，回答下列问题：
(1)①中反应的离子方程式是 ②中Sn极的电极反应式为
(2)③中被腐蚀的金属是 ，其电极反应式为
(3)④中铁是 极，比较四个装置中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
15．（1）合理使用化学知识可提高生活质量
①家用净水机常使用活性炭净水，其利用了活性炭的 性。
②误食重金属盐会使人中毒，应口服 来解毒
③自行车、助力车等雨雪天气骑行后，应及时擦干，否则一段时间后有些零件出现红棕色锈斑，主要原因是铁发生了 （化学腐蚀、电化学腐蚀）。
④为防止白色污染，废旧的塑料需投入到贴下图所示的垃圾桶内，该标志表示的是 。
（2）均衡营养、合理用药是保证人体健康的重要保证，小明家某次晚餐菜谱如下图所示。
炒青菜、青椒土豆丝、银鱼炖蛋、芹菜香干、红烧五花肉、西红柿榨菜汤
①菜谱中富含脂肪的食物是 。
②鸡蛋中含有丰富的蛋白质，是人体需要的营养素之一，蛋白质在人体中完全水解的产物是 （填名称）。
③土豆丝中的主要营养物质是淀粉，写出淀粉的化学式 。青椒、西红柿等蔬菜富含维生素C，维生素C 又称 酸，用淀粉溶液和碘水可检验维生素C的 性。
④当体内胃酸分泌过多时，医生会建议服用以下常用药物中的 （填字母）。
a.阿司匹林 b.青霉素片 C．复方氢氧化铝片 d.合成抗菌药
（3）创新发展能源、材料技术可推动人类社会的进步。
①近日，中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程，通过设计一种新型多功能复合催化剂，首次实现了CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油，如正戊烷C5H12，写出该反应的方程式 。
②可燃冰又称天然气水合物，是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物，被看作是有望取代煤、石油的新能源。写出可燃冰（CH4·nH2O）在空气中充分燃烧的方程式 。
③中国科学院昆明植物研究所许建初团队近日宣布，在塑料生物降解领域取得重大突破——发现了塔宾曲霉菌能对塑料的生物降解作用。写出聚乙烯塑料的结构简式 。
16．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 。
（2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①铁件应与电源的 极相连（写正或负），B电极的电极反应式是 。
②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为10.24 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③电镀结束后CuSO4溶液的浓度 （填变大，变小，不变）
④镀层破损后，铁不易被腐蚀的是 （填序号）。
A 镀铜铁 B 镀锌铁 C 镀锡铁
17．电化学腐蚀分类
由于条件不同，钢铁的腐蚀可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。
(1)析氢腐蚀：在酸性环境中，由于腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。
有关反应如下：
负极： 。
正极： 。
总反应： 。
(2)吸氧腐蚀：如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就发生吸氧腐蚀。
有关反应如下：
负极： 。
正极： 。
总反应： 。
在空气中Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水后生成Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分。
18．某兴趣小组利用如图装置进行一系列探究学习，请依据探究情况回答有关问题：
(1)若打开K1，闭合K2
①A为Zn、B为Cu、M为稀H2SO4，则A为 极，溶液中H+离子向 极迁移(填“A”或“B”)。
②A为Fe、B为石墨、M为NaCl饱和溶液，则B为 极，发生的电极反应式为 ，铁将主要发生 腐蚀(填“化学”“吸氧”或“析氢”)。
(2)打开K2，闭合K1
①要实现在铁表面上镀银，则A为 ，B为 ， M为 。
②若A、B均为石墨，M为CuSO4溶液，电解一段时间后电极A增重了0.64g，则理论上D处可收集到 L气体(标准状况)。
19．在打捞出来的“南海一号”沉船的文物中，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。请结合所学知识解释出现这些现象的原因 。
20．如图所示2套实验装置，分别回答下列问题。
(1)装置Ⅰ为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，铁被 (填“ 氧化”或“还原”); 向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应为 。
(2)装置Ⅱ中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到铁片电极附近首先变红。电源的M端为 (填“正”或“负”)极，甲烧杯中铁电极的电极反应为 ，停止电解，乙中 电极质量增加。
三、实验题
21．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。
22．(1)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为 B极的Fe发生 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)
②若开始时开关K与b连接，则装置内总反应的离子方程式为 ；根据此时的装置，判断下列说法正确的是 (填序号)
a. 溶液中Na＋向A极移动
b. 从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
c. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
d. 若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示：
①已知该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”)，该电极反应式为 。
②用此电池电解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移了0.02mole-，且电解池的电极均为惰性电极，则阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L。
23．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A．用纯氧气代替试管内空气
B．用酒精灯加热试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐 (填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为 。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂 a 点附近溶液出现红色 a 点电极反应为①
然后再滴加 2~3 滴② b 点周围出现蓝色沉淀 b 点电极反应为③
根据以上实验探究，试判断 (填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。
(4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式 。
参考答案：
1．C
【详解】A．医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%，A项正确；
B．电池放电时将化学能转换为电能，B项正确；
C．明矾在水中水解生成胶体，能够吸附水中的杂质，不能杀菌消毒，C项错误；
D．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀生成硫化物，因为原油不导电，没有形成原电池，所以发生的是化学腐蚀，D项正确；
答案选C。
2．B
【详解】A．氯化铵加热易分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又生成氯化铵，加热时二氧化硅不分解，所以能分离两种物质，故A正确；
B．二氧化氮的密度大于空气，收集二氧化氮气体时导气管应“长进短出”且用NaOH溶液吸收尾气时应防止倒吸，故B错误；
C．用食盐水浸润的铁丝网能够发生吸氧腐蚀，试管内压强减小，打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液上升到试管中，故C正确；
D．进行中和热的测定实验时，大小烧杯间填满碎纸屑、烧杯盖上硬纸板以达到保温作用，用温度计测量反应时溶液的温度，用环形玻璃搅拌棒搅拌加快反应，装置正确，故D正确；
答案选B。
3．B
【分析】外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失电子；据此解答。
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，选项A正确；
B．通电后，惰性高硅铸铁作阳极，海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应，电流由电极正极经导线流向阳极，再从阴极流向负极即高硅铸铁，选项B错误；
C．在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，选项C正确；
D．被保护的钢制管桩作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢制管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱电化学腐蚀的发生，选项D正确；
答案选B。
4．B
【详解】A．铜锌合金中，金属锌为负极，金属铜为正极，Cu被保护，不易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，A不符合题意；
B．银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中二氧化硫、硫化氢发生反应生成硫化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B符合题意；
C．铁制品附有银制配件时，在接触处形成原电池，其中铁为负极，易生锈，和电化学腐蚀有关，C不符合题意；
D．铁、碳和电解质溶液构成原电池，Fe作负极失电子加速腐蚀，纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀，所以生铁比纯铁更容易生锈，与电化学腐蚀有关，D不符合题意；
故选：B。
5．C
【详解】A．有图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；
B．有图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+ ，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，故D不选；
故选：C。
6．D
【详解】A．图甲中缺少混合溶液使用的环形玻璃搅拌棒，因此不能达到准确测定中和热数值的目的，A不符合题意；
B．要保护铁闸门，应该使电源的负极与铁闸门连接，图乙中铁闸门与电源正极连接，作阳极，会加快金属的腐蚀，不能保护钢闸门，B不符合题意；
C．要在铁钥匙上镀铜，应该使铁钥匙连接电源负极作阴极，Cu连接电源正极作阳极，图示连接刚好顺序相反，不能达到实验目的，C不符合题意；
D．铁钉用中性食盐水浸泡后，放在密闭试管中，若其发生吸氧腐蚀，且试管中气体由于消耗而导致压强减小，小试管中的食盐水会在外界大气压强作用下进入导气管而形成一小段水柱，因此图丁可以达到验证铁能发生吸氧腐蚀的目的，D符合题意；
故合理选项是D。
7．C
【分析】钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，参比电极为铜电极，钢制管道为铁电极，故铁作负极，铜作正极。
【详解】A．根据分析，钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，铁作原电池的负极，故钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀，A正确；
B．根据分析，铜作正极，铜离子得电子生成铜单质，发生还原反应，B正确；
C．铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，C错误；
D．固体会不断溶解，测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变，D正确；
故选C。
8．C
【详解】A．硅是半导体材料，可用于制作光感电池，A正确；
B．不纯的金属跟氯化钠电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，B正确；
C．氯化铝为共价化合物，不能利用电解氯化铝的方式制备铝，应该使用电解熔融氧化铝的方法，C错误；
D．Mg的活动性强于Fe，利用Mg防止Fe被腐蚀，Mg和Fe可以构成原电池，Mg为负极，原理是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故答案选C。
9．B
【详解】由图可知，水中溶解了氧气，铜、铁和水构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，发生吸氧腐蚀。
A．正极上氧气得电子发生还原反应，反应式为：O2+2H2O + 4e- = 4OH-，故A错误；
B．负极上发生的电极反应式为：Fe - 2e = Fe2+，正极上的电极反应式为： O2+2H2O + 4e- = 4OH-，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2== 4Fe(OH)3，B正确；
C．该原电池中铜作正极，原电池放电时负极失电子容易被腐蚀，正极被保护，所以铜不被腐蚀，故C错误；
D．该原电池放电时，外电路上电子从负极铁流向正极铜，D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．锌为负极，铜为正极，根据原电池“同性相吸”，则①装置盐桥中的移向锌电极，故A正确；
B．②装置环境为KOH溶液，则正极反应式为：，故B错误；
C．放电时，Pb为负极，因此③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连，故C正确；
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀，该装置是外接电流的阴极保护法，故D正确。
综上所述，答案为B。
11． 金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀 形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀 一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害
【详解】金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀；形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀；金属腐蚀的危害性较大，例如一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害；答案为：金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀；形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀；一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害。
12．2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】略
13． 吸氧 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 小于 D H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大 H2－2e－＋2OH－=2H2O 571.6
【详解】（1）①如果开关K与a连接，则构成原电池。NaCl溶液为中性，因此发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应；
②如果K与b连接，则构成电解池。铁与电源的负极相连，Fe作阴极，溶液中的氢离子放电。石墨作阳极，溶液中的氯离子放电，因此电解的总离子反应为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；
（2）①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子被氧化生成水和氧气，电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑；电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因此硫酸根离子向阳极移动，钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；
②氢氧化钠在阴极生成，所以在D口导出；
③电解时阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水的电离，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，溶液的pH值增大；
④燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，氢气是还原剂，氢氧化钠作为电解质，溶液显碱性，则负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O；36g水的物质的量是36g÷18g/mol＝2mol，消耗2mol氢气。由于H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1，则理论上有285.8 kJ·mol×2＝571.6kJ的热量转化为电能。
14． Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ Zn Zn-2e-=Zn2+ 阳 ④＞②＞①＞③
【详解】(1)①中Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；在装置②中，Fe、Sn、稀硫酸构成原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极，Sn极的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
(2)装置③中，Fe、Zn、稀硫酸构成原电池，Zn比Fe活泼，则Zn为负极，Zn被腐蚀，Fe被保护，Zn电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；
(3)在装置④中，铁连接外加电源的正极，Fe是阳极，Fe被腐蚀；金属被腐蚀的速率：电解腐蚀速率＞原电池腐蚀速率＞化学腐蚀速率＞被保护的腐蚀速率，则四个装置中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是：④＞②＞①＞③。
15． 吸附性 牛奶或豆浆 电化学腐蚀 可回收垃圾 红烧五花肉 氨基酸 (C6H10O5)n 抗坏血酸 还原性 c 5CO2 +16 H2 C5H12 +10H2O CH4·nH2O+2O2CO2 + (n+2 )H2O
【详解】（1）①活性炭的结构疏松多孔能够起到吸附作用而净水，故利用其吸附性；②重金属盐会使身体内蛋白质变性，所以应口服牛奶或豆浆来解毒，减少对身体的伤害；③雨雪天气零件中的铁、碳构成了原电池，铁做负极，碳做正极，故铁发生了电化学腐蚀；④该标志是可回收垃圾。
（2）①肉类中脂肪的量较多，因此菜谱中富含脂肪的食物是红烧五花肉；②蛋白质是由氨基酸构成，所以在人体中完全水解的产物为氨基酸；③淀粉的化学式(C6H10O5)n ；维生素C 又称抗坏血酸；淀粉溶液和碘水混合溶液显蓝色，维生素C具有还原性，可以把碘还原为碘离子，蓝色溶液褪色，故检验维生素C的还原性；④胃酸主要成分为盐酸，需要用碱性物质来中和盐酸，复方氢氧化铝片就能够和盐酸反应，达到中和的目的，故选C。
（3）①由原子守恒可得：CO2与氢气发生反应生成C5H12的方程式为5CO2 +16 H2 C5H12 +10H2O；②可燃冰（CH4·nH2O）在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，根据原子守恒可得方程式为CH4·nH2O+2O2CO2 + (n+2 )H2O ；③乙烯发生加聚反应生成聚乙烯塑料，即结构简式为
16． BD 负 Cu2++2e_= Cu 0.16 不变 B
【分析】在铁件上镀铜时，铜作阳极，与正极相连，铁件作阴极，Cu2＋得电子生成Cu：Cu2＋＋2e－=Cu，镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。
【详解】（1）铁作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀，B为原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，D为电解池，铁与电源的负极相连，作阴极被保护；
故答案为 BD
（2）①在铁件上镀铜时，铜作阳极，与正极相连，铁棒作阴极，B电极为阴极，阴极发生还原反应，Cu2＋得电子生成Cu：Cu2＋＋2e－=Cu；
②A极为阳极，发生氧化反应阳极反应离子方程式：Cu-2e-=Cu2+，故阳极固体质量减少，阴极固体质量增加，二者质量差为10.24 g，则阴极表面增加的铜的质量为5.12g，转换为物质的量为0.08mol，已知每生成1mol铜转移2mol电子，故电路中通过的电子为0.16mol；
③A极为阳极，发生氧化反应阳极反应离子方程式：Cu-2e-=Cu2+，这样溶液中Cu离子的浓度就不会改变；
④镀层破损后，镀铜铁、镀锡铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护；
故答案为负 Cu2++2e-= Cu 0.16 不变 B。
【点睛】本题的解题关键在于铁（被镀金属）作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀。镀层金属要做阳极，含有镀层金属离子的电解质溶液，进行电镀,就可以在镀件上镀一层镀层金属。
17．(1) Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ Fe+2H+=H2↑+Fe2+
(2) Fe-2e-=Fe2+ 2H2O+O2+4e-=4OH- 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
【详解】（1）由题干图示信息可知，钢铁的析氢腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，负极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳为正极，发生还原反应， 正极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故该过程的总反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（2）由题干图示信息可知，钢铁的析氢腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，负极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳为正极，发生还原反应， 正极上的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故该过程的总反应为：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，在空气中Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水后生成Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；O2+4e-+2H2O=4OH-；2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2。
18． 负 B 正 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 吸氧 铁(写“Fe”也可) 银(写“Ag”也可) 硝酸银溶液(写“AgNO3溶液”也可) 0.112
【详解】(1)若打开K1，闭合K2，该装置为原电池；
①若A为Zn、B为Cu、M为稀H2SO4，该装置为锌铜原电池，活泼金属锌为原电池的负极，不活泼金属铜为原电池的正极，溶液中的氢离子向正极B移动，故答案为：负；B；
②A为Fe、B为石墨、M为NaCl饱和溶液，该装置为铁利用原电池原理发生吸氧腐蚀的装置，铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，石墨为正极，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 + 2H2O + 4e- = 4OH-，故答案为：正；O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；吸氧；
(2)打开K2，闭合K1，该装置为电解装置；
①要实现在铁表面上镀银，该装置为电镀池，电解质溶液为硝酸银溶液，与直流电源正极相连的银做电镀池的阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，与直流电源负极相连的铁做电镀池的阴极，银离子在阴极上得到电子发生还原反应生成银，则A为铁电极、B为银电极、C为硝酸银溶液，故答案为：铁(写“Fe”也可)；银(写“Ag”也可)；硝酸银溶液(写“AgNO3溶液”也可)；
②若A、B均为石墨，M为CuSO4溶液，该装置为电解硫酸铜溶液的电解装置，与直流电源负极相连的A电极做电解池的阴极，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，与直流电源正极相连的石墨电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电解一段时间后电极A增重了0.64g，由得失电子数目守恒可知理论上D处可收集到氧气的体积为××22.4L/mol=0.112L。
19．金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
【详解】由题可知，三种金属被腐蚀程度不同，故从金属活动性角度解释问题：金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
20． 氧化 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 负 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 石墨
【分析】（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-；
（2）反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到铁电极附近首先变红，说明在铁电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为负极，N端为正极；
乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，据此分析。
【详解】（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-，
故答案为：氧化；O2+4e-+2H2O-═4OH-；
（2）反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到铁电极附近首先变红，说明在铁电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为负极，N端为正极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
故答案为：负；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，故质量增加，
故答案为：石墨。
21．(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。
22． O2＋2H2O＋4e-=4OH- 吸氧 2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ b 正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 0.168L
【分析】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极；
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4；
②根据离子的放电顺序，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑；
【详解】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极，电解质为中性，属于Fe的吸氧腐蚀，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式是O2＋2H2O＋4e-=4OH-；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极，阳极氯离子失电子生成氯气、阴极氢离子得电子生成氢气，则装置内总反应的离子方程式为2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑；a. 原电池中阳离子移向阴极，所以溶液中Na＋向B极移动，故a错误；
b. A是阳极，生成氯气，所以从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故b正确；
c. 电解饱和食盐水放出氢气和氯气，所以反应一段时间后加适量氯化氢可恢复到电解前电解质的浓度，故c错误；
d.溶液中通过离子移动导电，溶液中没有电子移动，故d错误。
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，所以FePO4是正极，电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4；
②0.1 mol/LCuSO4和0.1 mol/LNaCl的混合溶液100 mL含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，当电路中转移了0.02 mole-时，生成氯气0.005mol，转移0.001mol电子，利用电子守恒生成氧气0.0025mol，所以阳极上生成的气体在标准状况下的体积=(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。
23．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3) O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－ 铁氰化钾溶液或 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e－=Fe2+ b
(4)3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+
【详解】（1）甲图中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管的导管中液面上升。
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故选ACD。
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，1min~3min、3min ~5min、5min ~7min、7~9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.7cm、0.5cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱；
（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－；b点则为Fe失电子生成Fe2+或Fe3+，b点周围出现蓝色沉淀说明加入铁氰化钾验证Fe2+的存在，电极反应为Fe-2e－=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；
（4）阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应为3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+；
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1.3.1金属的电化学腐蚀同步练习-苏教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学与生活、生产息息相关。下列说法不正确的是
A．医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%
B．电动汽车电池放电时涉及化学能与电能的转换
C．明矾在水中水解生成胶体起到杀菌消毒作用
D．钢管被原油中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀
2．有关下列实验描述不正确的是
A．加热烧杯分离SiO2和NH4Cl
B．收集气体NO2
C．打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液上升到试管中
D．进行中和热的测定实验
3．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极)。下列有关叙述中错误的是
A．高硅铸铁作为惰性辅助阳极是不会损耗的
B．通电后外电路的电流被强制流向钢制管桩
C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
4．下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金(黄铜)不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
5．锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀
B．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀
C．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
6．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A．图甲是中和热的测定 B．图乙是保护钢闸门不被腐蚀
C．图丙是铁钥匙上镀铜 D．图丁是验证铁能发生吸氧腐蚀
7．硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢质管道的电位，进而判断钢质管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A．钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀
B．铜棒为正极，发生还原反应
C．负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变
8．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A．高纯硅可用于制作光感电池
B．使用含有氯化钠的融雪剂会加快桥梁的腐蚀
C．铝及其合金是使用广泛的金属材料，通常用电解氯化铝的方法制备铝
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
9．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法正确的是
A．正极电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑
B．此过程中还涉及到反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3
C．此过程中Cu被腐蚀
D．此过程中电子从Cu移向Fe
10．下列有关电化学装置的叙述中错误的是
A．①装置盐桥中的移向锌电极
B．②装置正极反应式为：
C．③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
二、填空题
11．什么是金属的化学腐蚀 ？什么是金属的电化学腐蚀 ？举例说明金属腐蚀的危害 。
12．铜板上铁铆钉处雨天过后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，写出生锈过程中发生的化学反应方程式 。
13．（1）某课外活动小组同学用下图装置进行实验
试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。
（2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如下图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 ，已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，理论上有 kJ的能量转化为电能。
14．如图所示，各容器中盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，回答下列问题：
(1)①中反应的离子方程式是 ②中Sn极的电极反应式为
(2)③中被腐蚀的金属是 ，其电极反应式为
(3)④中铁是 极，比较四个装置中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
15．（1）合理使用化学知识可提高生活质量
①家用净水机常使用活性炭净水，其利用了活性炭的 性。
②误食重金属盐会使人中毒，应口服 来解毒
③自行车、助力车等雨雪天气骑行后，应及时擦干，否则一段时间后有些零件出现红棕色锈斑，主要原因是铁发生了 （化学腐蚀、电化学腐蚀）。
④为防止白色污染，废旧的塑料需投入到贴下图所示的垃圾桶内，该标志表示的是 。
（2）均衡营养、合理用药是保证人体健康的重要保证，小明家某次晚餐菜谱如下图所示。
炒青菜、青椒土豆丝、银鱼炖蛋、芹菜香干、红烧五花肉、西红柿榨菜汤
①菜谱中富含脂肪的食物是 。
②鸡蛋中含有丰富的蛋白质，是人体需要的营养素之一，蛋白质在人体中完全水解的产物是 （填名称）。
③土豆丝中的主要营养物质是淀粉，写出淀粉的化学式 。青椒、西红柿等蔬菜富含维生素C，维生素C 又称 酸，用淀粉溶液和碘水可检验维生素C的 性。
④当体内胃酸分泌过多时，医生会建议服用以下常用药物中的 （填字母）。
a.阿司匹林 b.青霉素片 C．复方氢氧化铝片 d.合成抗菌药
（3）创新发展能源、材料技术可推动人类社会的进步。
①近日，中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程，通过设计一种新型多功能复合催化剂，首次实现了CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油，如正戊烷C5H12，写出该反应的方程式 。
②可燃冰又称天然气水合物，是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物，被看作是有望取代煤、石油的新能源。写出可燃冰（CH4·nH2O）在空气中充分燃烧的方程式 。
③中国科学院昆明植物研究所许建初团队近日宣布，在塑料生物降解领域取得重大突破——发现了塔宾曲霉菌能对塑料的生物降解作用。写出聚乙烯塑料的结构简式 。
16．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 。
（2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①铁件应与电源的 极相连（写正或负），B电极的电极反应式是 。
②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为10.24 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③电镀结束后CuSO4溶液的浓度 （填变大，变小，不变）
④镀层破损后，铁不易被腐蚀的是 （填序号）。
A 镀铜铁 B 镀锌铁 C 镀锡铁
17．电化学腐蚀分类
由于条件不同，钢铁的腐蚀可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。
(1)析氢腐蚀：在酸性环境中，由于腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。
有关反应如下：
负极： 。
正极： 。
总反应： 。
(2)吸氧腐蚀：如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就发生吸氧腐蚀。
有关反应如下：
负极： 。
正极： 。
总反应： 。
在空气中Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水后生成Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分。
18．某兴趣小组利用如图装置进行一系列探究学习，请依据探究情况回答有关问题：
(1)若打开K1，闭合K2
①A为Zn、B为Cu、M为稀H2SO4，则A为 极，溶液中H+离子向 极迁移(填“A”或“B”)。
②A为Fe、B为石墨、M为NaCl饱和溶液，则B为 极，发生的电极反应式为 ，铁将主要发生 腐蚀(填“化学”“吸氧”或“析氢”)。
(2)打开K2，闭合K1
①要实现在铁表面上镀银，则A为 ，B为 ， M为 。
②若A、B均为石墨，M为CuSO4溶液，电解一段时间后电极A增重了0.64g，则理论上D处可收集到 L气体(标准状况)。
19．在打捞出来的“南海一号”沉船的文物中，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。请结合所学知识解释出现这些现象的原因 。
20．如图所示2套实验装置，分别回答下列问题。
(1)装置Ⅰ为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，铁被 (填“ 氧化”或“还原”); 向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应为 。
(2)装置Ⅱ中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到铁片电极附近首先变红。电源的M端为 (填“正”或“负”)极，甲烧杯中铁电极的电极反应为 ，停止电解，乙中 电极质量增加。
三、实验题
21．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。
22．(1)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为 B极的Fe发生 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)
②若开始时开关K与b连接，则装置内总反应的离子方程式为 ；根据此时的装置，判断下列说法正确的是 (填序号)
a. 溶液中Na＋向A极移动
b. 从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
c. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
d. 若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示：
①已知该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”)，该电极反应式为 。
②用此电池电解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移了0.02mole-，且电解池的电极均为惰性电极，则阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L。
23．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A．用纯氧气代替试管内空气
B．用酒精灯加热试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐 (填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为 。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂 a 点附近溶液出现红色 a 点电极反应为①
然后再滴加 2~3 滴② b 点周围出现蓝色沉淀 b 点电极反应为③
根据以上实验探究，试判断 (填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。
(4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式 。
参考答案：
1．C
【详解】A．医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%，A项正确；
B．电池放电时将化学能转换为电能，B项正确；
C．明矾在水中水解生成胶体，能够吸附水中的杂质，不能杀菌消毒，C项错误；
D．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀生成硫化物，因为原油不导电，没有形成原电池，所以发生的是化学腐蚀，D项正确；
答案选C。
2．B
【详解】A．氯化铵加热易分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又生成氯化铵，加热时二氧化硅不分解，所以能分离两种物质，故A正确；
B．二氧化氮的密度大于空气，收集二氧化氮气体时导气管应“长进短出”且用NaOH溶液吸收尾气时应防止倒吸，故B错误；
C．用食盐水浸润的铁丝网能够发生吸氧腐蚀，试管内压强减小，打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液上升到试管中，故C正确；
D．进行中和热的测定实验时，大小烧杯间填满碎纸屑、烧杯盖上硬纸板以达到保温作用，用温度计测量反应时溶液的温度，用环形玻璃搅拌棒搅拌加快反应，装置正确，故D正确；
答案选B。
3．B
【分析】外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失电子；据此解答。
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，选项A正确；
B．通电后，惰性高硅铸铁作阳极，海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应，电流由电极正极经导线流向阳极，再从阴极流向负极即高硅铸铁，选项B错误；
C．在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，选项C正确；
D．被保护的钢制管桩作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢制管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱电化学腐蚀的发生，选项D正确；
答案选B。
4．B
【详解】A．铜锌合金中，金属锌为负极，金属铜为正极，Cu被保护，不易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，A不符合题意；
B．银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中二氧化硫、硫化氢发生反应生成硫化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B符合题意；
C．铁制品附有银制配件时，在接触处形成原电池，其中铁为负极，易生锈，和电化学腐蚀有关，C不符合题意；
D．铁、碳和电解质溶液构成原电池，Fe作负极失电子加速腐蚀，纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀，所以生铁比纯铁更容易生锈，与电化学腐蚀有关，D不符合题意；
故选：B。
5．C
【详解】A．有图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；
B．有图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+ ，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，故D不选；
故选：C。
6．D
【详解】A．图甲中缺少混合溶液使用的环形玻璃搅拌棒，因此不能达到准确测定中和热数值的目的，A不符合题意；
B．要保护铁闸门，应该使电源的负极与铁闸门连接，图乙中铁闸门与电源正极连接，作阳极，会加快金属的腐蚀，不能保护钢闸门，B不符合题意；
C．要在铁钥匙上镀铜，应该使铁钥匙连接电源负极作阴极，Cu连接电源正极作阳极，图示连接刚好顺序相反，不能达到实验目的，C不符合题意；
D．铁钉用中性食盐水浸泡后，放在密闭试管中，若其发生吸氧腐蚀，且试管中气体由于消耗而导致压强减小，小试管中的食盐水会在外界大气压强作用下进入导气管而形成一小段水柱，因此图丁可以达到验证铁能发生吸氧腐蚀的目的，D符合题意；
故合理选项是D。
7．C
【分析】钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，参比电极为铜电极，钢制管道为铁电极，故铁作负极，铜作正极。
【详解】A．根据分析，钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，铁作原电池的负极，故钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀，A正确；
B．根据分析，铜作正极，铜离子得电子生成铜单质，发生还原反应，B正确；
C．铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，C错误；
D．固体会不断溶解，测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变，D正确；
故选C。
8．C
【详解】A．硅是半导体材料，可用于制作光感电池，A正确；
B．不纯的金属跟氯化钠电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，B正确；
C．氯化铝为共价化合物，不能利用电解氯化铝的方式制备铝，应该使用电解熔融氧化铝的方法，C错误；
D．Mg的活动性强于Fe，利用Mg防止Fe被腐蚀，Mg和Fe可以构成原电池，Mg为负极，原理是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故答案选C。
9．B
【详解】由图可知，水中溶解了氧气，铜、铁和水构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，发生吸氧腐蚀。
A．正极上氧气得电子发生还原反应，反应式为：O2+2H2O + 4e- = 4OH-，故A错误；
B．负极上发生的电极反应式为：Fe - 2e = Fe2+，正极上的电极反应式为： O2+2H2O + 4e- = 4OH-，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2== 4Fe(OH)3，B正确；
C．该原电池中铜作正极，原电池放电时负极失电子容易被腐蚀，正极被保护，所以铜不被腐蚀，故C错误；
D．该原电池放电时，外电路上电子从负极铁流向正极铜，D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．锌为负极，铜为正极，根据原电池“同性相吸”，则①装置盐桥中的移向锌电极，故A正确；
B．②装置环境为KOH溶液，则正极反应式为：，故B错误；
C．放电时，Pb为负极，因此③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连，故C正确；
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀，该装置是外接电流的阴极保护法，故D正确。
综上所述，答案为B。
11． 金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀 形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀 一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害
【详解】金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀；形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀；金属腐蚀的危害性较大，例如一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害；答案为：金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀；形成原电池而引起的腐蚀叫电化学腐蚀；一架飞机，因为机体的某个部分被腐蚀了，导致飞机在空中发生事故，或是桥梁的某个钢结构发生金属腐蚀，因而致使桥梁断裂等等都是金属腐蚀的危害。
12．2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】略
13． 吸氧 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 小于 D H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大 H2－2e－＋2OH－=2H2O 571.6
【详解】（1）①如果开关K与a连接，则构成原电池。NaCl溶液为中性，因此发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应；
②如果K与b连接，则构成电解池。铁与电源的负极相连，Fe作阴极，溶液中的氢离子放电。石墨作阳极，溶液中的氯离子放电，因此电解的总离子反应为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；
（2）①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子被氧化生成水和氧气，电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑；电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因此硫酸根离子向阳极移动，钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；
②氢氧化钠在阴极生成，所以在D口导出；
③电解时阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水的电离，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，溶液的pH值增大；
④燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，氢气是还原剂，氢氧化钠作为电解质，溶液显碱性，则负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O；36g水的物质的量是36g÷18g/mol＝2mol，消耗2mol氢气。由于H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1，则理论上有285.8 kJ·mol×2＝571.6kJ的热量转化为电能。
14． Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ Zn Zn-2e-=Zn2+ 阳 ④＞②＞①＞③
【详解】(1)①中Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；在装置②中，Fe、Sn、稀硫酸构成原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极，Sn极的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
(2)装置③中，Fe、Zn、稀硫酸构成原电池，Zn比Fe活泼，则Zn为负极，Zn被腐蚀，Fe被保护，Zn电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；
(3)在装置④中，铁连接外加电源的正极，Fe是阳极，Fe被腐蚀；金属被腐蚀的速率：电解腐蚀速率＞原电池腐蚀速率＞化学腐蚀速率＞被保护的腐蚀速率，则四个装置中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是：④＞②＞①＞③。
15． 吸附性 牛奶或豆浆 电化学腐蚀 可回收垃圾 红烧五花肉 氨基酸 (C6H10O5)n 抗坏血酸 还原性 c 5CO2 +16 H2 C5H12 +10H2O CH4·nH2O+2O2CO2 + (n+2 )H2O
【详解】（1）①活性炭的结构疏松多孔能够起到吸附作用而净水，故利用其吸附性；②重金属盐会使身体内蛋白质变性，所以应口服牛奶或豆浆来解毒，减少对身体的伤害；③雨雪天气零件中的铁、碳构成了原电池，铁做负极，碳做正极，故铁发生了电化学腐蚀；④该标志是可回收垃圾。
（2）①肉类中脂肪的量较多，因此菜谱中富含脂肪的食物是红烧五花肉；②蛋白质是由氨基酸构成，所以在人体中完全水解的产物为氨基酸；③淀粉的化学式(C6H10O5)n ；维生素C 又称抗坏血酸；淀粉溶液和碘水混合溶液显蓝色，维生素C具有还原性，可以把碘还原为碘离子，蓝色溶液褪色，故检验维生素C的还原性；④胃酸主要成分为盐酸，需要用碱性物质来中和盐酸，复方氢氧化铝片就能够和盐酸反应，达到中和的目的，故选C。
（3）①由原子守恒可得：CO2与氢气发生反应生成C5H12的方程式为5CO2 +16 H2 C5H12 +10H2O；②可燃冰（CH4·nH2O）在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，根据原子守恒可得方程式为CH4·nH2O+2O2CO2 + (n+2 )H2O ；③乙烯发生加聚反应生成聚乙烯塑料，即结构简式为
16． BD 负 Cu2++2e_= Cu 0.16 不变 B
【分析】在铁件上镀铜时，铜作阳极，与正极相连，铁件作阴极，Cu2＋得电子生成Cu：Cu2＋＋2e－=Cu，镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。
【详解】（1）铁作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀，B为原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，D为电解池，铁与电源的负极相连，作阴极被保护；
故答案为 BD
（2）①在铁件上镀铜时，铜作阳极，与正极相连，铁棒作阴极，B电极为阴极，阴极发生还原反应，Cu2＋得电子生成Cu：Cu2＋＋2e－=Cu；
②A极为阳极，发生氧化反应阳极反应离子方程式：Cu-2e-=Cu2+，故阳极固体质量减少，阴极固体质量增加，二者质量差为10.24 g，则阴极表面增加的铜的质量为5.12g，转换为物质的量为0.08mol，已知每生成1mol铜转移2mol电子，故电路中通过的电子为0.16mol；
③A极为阳极，发生氧化反应阳极反应离子方程式：Cu-2e-=Cu2+，这样溶液中Cu离子的浓度就不会改变；
④镀层破损后，镀铜铁、镀锡铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护；
故答案为负 Cu2++2e-= Cu 0.16 不变 B。
【点睛】本题的解题关键在于铁（被镀金属）作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀。镀层金属要做阳极，含有镀层金属离子的电解质溶液，进行电镀,就可以在镀件上镀一层镀层金属。
17．(1) Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ Fe+2H+=H2↑+Fe2+
(2) Fe-2e-=Fe2+ 2H2O+O2+4e-=4OH- 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
【详解】（1）由题干图示信息可知，钢铁的析氢腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，负极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳为正极，发生还原反应， 正极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故该过程的总反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（2）由题干图示信息可知，钢铁的析氢腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，负极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，碳为正极，发生还原反应， 正极上的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故该过程的总反应为：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，在空气中Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水后生成Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；O2+4e-+2H2O=4OH-；2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2。
18． 负 B 正 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 吸氧 铁(写“Fe”也可) 银(写“Ag”也可) 硝酸银溶液(写“AgNO3溶液”也可) 0.112
【详解】(1)若打开K1，闭合K2，该装置为原电池；
①若A为Zn、B为Cu、M为稀H2SO4，该装置为锌铜原电池，活泼金属锌为原电池的负极，不活泼金属铜为原电池的正极，溶液中的氢离子向正极B移动，故答案为：负；B；
②A为Fe、B为石墨、M为NaCl饱和溶液，该装置为铁利用原电池原理发生吸氧腐蚀的装置，铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，石墨为正极，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 + 2H2O + 4e- = 4OH-，故答案为：正；O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；吸氧；
(2)打开K2，闭合K1，该装置为电解装置；
①要实现在铁表面上镀银，该装置为电镀池，电解质溶液为硝酸银溶液，与直流电源正极相连的银做电镀池的阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，与直流电源负极相连的铁做电镀池的阴极，银离子在阴极上得到电子发生还原反应生成银，则A为铁电极、B为银电极、C为硝酸银溶液，故答案为：铁(写“Fe”也可)；银(写“Ag”也可)；硝酸银溶液(写“AgNO3溶液”也可)；
②若A、B均为石墨，M为CuSO4溶液，该装置为电解硫酸铜溶液的电解装置，与直流电源负极相连的A电极做电解池的阴极，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，与直流电源正极相连的石墨电极为阳极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电解一段时间后电极A增重了0.64g，由得失电子数目守恒可知理论上D处可收集到氧气的体积为××22.4L/mol=0.112L。
19．金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
【详解】由题可知，三种金属被腐蚀程度不同，故从金属活动性角度解释问题：金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
20． 氧化 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 负 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 石墨
【分析】（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-；
（2）反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到铁电极附近首先变红，说明在铁电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为负极，N端为正极；
乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，据此分析。
【详解】（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-，
故答案为：氧化；O2+4e-+2H2O-═4OH-；
（2）反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到铁电极附近首先变红，说明在铁电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为负极，N端为正极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
故答案为：负；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，故质量增加，
故答案为：石墨。
21．(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。
22． O2＋2H2O＋4e-=4OH- 吸氧 2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ b 正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 0.168L
【分析】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极；
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4；
②根据离子的放电顺序，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑；
【详解】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极，电解质为中性，属于Fe的吸氧腐蚀，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式是O2＋2H2O＋4e-=4OH-；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极，阳极氯离子失电子生成氯气、阴极氢离子得电子生成氢气，则装置内总反应的离子方程式为2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑；a. 原电池中阳离子移向阴极，所以溶液中Na＋向B极移动，故a错误；
b. A是阳极，生成氯气，所以从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故b正确；
c. 电解饱和食盐水放出氢气和氯气，所以反应一段时间后加适量氯化氢可恢复到电解前电解质的浓度，故c错误；
d.溶液中通过离子移动导电，溶液中没有电子移动，故d错误。
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，所以FePO4是正极，电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4；
②0.1 mol/LCuSO4和0.1 mol/LNaCl的混合溶液100 mL含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，当电路中转移了0.02 mole-时，生成氯气0.005mol，转移0.001mol电子，利用电子守恒生成氧气0.0025mol，所以阳极上生成的气体在标准状况下的体积=(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。
23．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3) O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－ 铁氰化钾溶液或 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e－=Fe2+ b
(4)3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+
【详解】（1）甲图中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管的导管中液面上升。
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故选ACD。
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，1min~3min、3min ~5min、5min ~7min、7~9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.7cm、0.5cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱；
（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－；b点则为Fe失电子生成Fe2+或Fe3+，b点周围出现蓝色沉淀说明加入铁氰化钾验证Fe2+的存在，电极反应为Fe-2e－=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；
（4）阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应为3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+；
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