1.4 金属的腐蚀与防护 同步练习（含解析） 2023-2024学年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 同步练习
一、单选题
1．金属腐蚀现象普遍存在。下列事实与电化学腐蚀有关的是（　　）
A．金属钠置于空气中变暗
B．铝片浸入浓硝酸中产生致密的氧化膜
C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易生成铜绿
D．铁在 和 的混合溶液中发蓝、发黑
2．下列关于电化学腐蚀及防护的说法错误的是（　　）
A．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极
B．白铁皮是在薄钢板表面镀锌，即便镀层破损，仍然可以保护钢板不被腐蚀
C．在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都可以避免钢铁腐蚀
D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜酸性很弱时，仍然以吸氧腐蚀为主
3．下列过程需要通电才能进行的是（　　）
①电离 ②电镀 ③电解 ④电化学腐蚀 ⑤电泳
A．①② B．②③⑤ C．②③ D．全部
4．为了保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（　　）
A．直流电源负极相连 B．铜板相连
C．锡板相连 D．直流电源正极相连
5．钢铁又叫铁碳合金，是工业生产中极其重要且用量很大的金属材料。下列方法不能减缓钢铁腐蚀速率的是（　　）
A．在钢铁制品表面喷一层漆 B．掺入铬、镍制成不锈钢产品 C．把钢铁置于干燥空气中保存 D．外加电流法
A．A B．B C．C D．D
6．如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管中分别盛有食盐水和氯化铵溶液（已知氯化铵溶液呈酸性），各加入生铁块，放置一段时间．下列有关描述错误的是（　　）
A．a中发生了吸氧腐蚀，b中发生了析氢腐蚀
B．a中正极反应方程式是：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
C．a、b试管中生铁块中铁都作电池的负极
D．红墨水在一段时间后，两边液面变为左低右高
7．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法错误的是
A．③区电极电势Cu高于Fe
B．①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为Fe-2e-=Fe2+
C．②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均会出现蓝色沉淀
8．如图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（　　）
A．③＞②＞④＞① B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．④＞②＞①＞③
9．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是（　　）
A．2H++2e﹣═H2↑ B．Fe2++2e﹣═Fe
C．2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣ D．Fe3++e﹣═Fe2+
10．为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述不正确的是（　　）
A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定比装置Ⅱ的低
C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重
D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀
11．实验是学习化学的重要途径。下列所示装置或操作能达到实验目的的是（　　）
A B C D
测定未知溶液的浓度 探究铁的析氢腐蚀 配制0.10 mol/L NaOH溶液 中和热的测定
A．A B．B C．C D．D
12．研究青铜器在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。查文献得知铜锈的主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl，其结构特征如下图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，则Cu2(OH)2CO3属于无害锈
B．青铜器发生电化学腐蚀时，铜作负极
C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗O2的体积为4.48 L
D．潮湿环境中Cl-浓度大不利于青铜器的保护
13．关于下列装置，叙述不正确的是（　　）
A．石墨电极反应式： O2+4H++4e-=2H2O
B．温度计的示数会上升
C．加入少量NaCl ，会加快 Fe 生锈
D．加入 HCl，石墨电极反应式： 2H++2e-=H2↑
14．下列说法正确的是（　　）
A．反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，△S＞0
B．地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀
C．利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
15．下列说法正确的是（　　）
A．电解精炼铜时，粗铜与直流电源的负极相连
B．镀层破损后，镀锡铁片中铁比镀锌铁片中铁耐腐蚀
C．常温时，pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合，所得溶液pH=7
D．合成氨反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，当2v(N2)正 = v(NH3)逆时，反应达到平衡
16．化学与生活、环境密切相关，下列说法错误的是（　　）
A．补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果
B．铁粉和碳粉的混合物可作食品抗氧化剂
C．生活中钢铁制品生锈主要是析氢腐蚀所致
D．新能源汽车的推广使用有助于减少光化学烟雾
二、综合题
17．《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
（1）查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。请写出Cu在空气中生成铜锈的方程式　 　。
（2）继续查阅资料，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学者将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：
Cu2(OH)3Cl属于　 　(填“无害锈”和“有害锈”)，请解释原因　 　。
（3）文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请结合如图回答：
①过程I的正极反应物是　 　。
②过程I负极的电极反应式是　 　。
（4）青铜器的修复有以下三种方法：
i．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%—3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；
ii．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)3Cl；
iii．BTA保护法：
请回答下列问题：
①写出碳酸钠法的离子方程式　 　。
②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有　 　。
A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B．替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈
C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
18．
（1）依据反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。
①电极X的材料是　 　；Y溶液可以是　 　；
②银电极上发生的电极反应式是　 　。
③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是　 　（填离子符号）。
（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式　 　。
②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用　 　（填写字母序号）。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的　 　极。
（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。
①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是　 　（填序号）。
A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
②该电池放电时，正极附近溶液的pH　 　（填增大、减小、不变）
③充电时该电池阳极的电极反应式　 　。
19．铁及其化合物在生产和生活中具有广泛的用途。请回答下列问题。
（1）铁制品暴露在潮湿空气中容易发生腐蚀，通过图甲所示装置可验证铁钉是否发生电化学腐蚀，正极反应式是　 　。
（2）利用图乙装置可模拟工业生产高铁酸盐，阳极反应为　 　，阴极区的溶液　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。利用高铁酸盐可制作新型可充电电池，该电池的总反应为，充电时阳极反应为　 　，放电时每转移电子，正极有　 　被还原。
20．
（1）下列说法正确的是_______(填字母序号)。
A．化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键的形成，在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然伴随着能量的变化
B．钢铁生锈腐蚀时，铁被氧化
C．放热反应发生时，不一定要加热。但吸热反应必须要加热才能发生
（2）在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气完全燃烧的热化学方程式表示为　 　。
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。如图1表示该反应进行过程中能量的变化(单位为：kJ·mol-1)，该反应是△H　 　0(选填“>”“=”或“<”)。
（4）图2装置属于原电池的是　 　(填序号)。在选出的原电池中，　 　是负极，发生　 　(选填“氧化”或“还原”)反应，正极的现象　 　。此原电池反应的化学方程式为　 　。
21．回答下列问题：
（1）炒菜的铸铁锅长期不用时会因腐蚀而出现红褐色锈斑，铁锅的锈蚀主要是电化学腐蚀中的　 　腐蚀，正极的电极反应式为　 　。
（2）锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。一种锂离子电池构造如图所示，其中电解质溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。回答下列问题：
①a电极为该电池的　 　极；
②该电池正极的电极反应式为　 　。
（3）许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。
电有机合成反应条件温和，生产效率高。电解合成1，二氯乙烷的实验装置如图所示。回答下列问题：
①离子交换膜X为　 　交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)；
②阴极区的电极反应式是　 　；
③阳极区发生的液相反应化学方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．金属钠置于空气中变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成氧化钠，与电化学腐蚀无关，选项A不符合；
B．铝片浸入浓硝酸中产生致密的氧化膜，是铝被钝化，发生氧化还原反应，与电化学腐蚀无关，选项B不符合；
C．黄铜是铜锌合金，可以构成原电池，但铜没有锌活泼，被腐蚀的是锌而不是铜矿，制作的铜锣不易生成铜绿，与电化学腐蚀有关，选项C符合；
D．铁在 和 的混合溶液中发蓝、发黑是因为被氧化生成四氧化三铁，与电化学腐蚀无关，选项D不符合；
故答案为：C。
【分析】A.金属钠在空气中生成氧化钠，与电化学腐蚀无关；
B.铝在浓硝酸中钝化与电化学腐蚀无关；
C.铜锌构成原电池，锌比铜活泼，锌被腐蚀，铜被保护；
D.铁在 和 的混合溶液中发蓝、发黑是因为被氧化生成四氧化三铁。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极，用其他比铁活泼的金属做负极去消耗牺牲，故A符合题意；
B．锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极，对铁制品起保护作用，故B不符合题意；
C．在钢铁制品表面喷漆等可隔绝与氧气接触，避免发生化学腐蚀，故C不符合题意；
D．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极；
B.原电池中负极金属被腐蚀，正极金属被保护；
C.在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都能隔绝水分、空气；
D.钢铁在弱酸性或中性溶液中均能发生吸氧腐蚀。
3．【答案】B
【解析】【解答】电离是电解质在特定环境中被离解成自由移动的带电粒子的过程，不需要通电就可进行，电化学腐蚀是金属在一定条件下发生的形成原电池造成的腐蚀，也不需要通电，而电镀、电解、电泳都需要通电才能进行。
故答案为：B
【分析】 ① 电离是电解质在水溶液中离解出自由移动离子的过程；
②电镀池实际上是一个电解池，必须加入一个外加电源；
③电解池也 必须加一个外加电源，在此条件下发生的氧化还原反应；
⑤电泳是带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动的过程，需要通电。由此即可得出答案。
4．【答案】A
【解析】【解答】解：A．钢管与直流电源的负极相连，则钢管作电解池阴极，钢管受到保护，故A符合题意；
B．铁的活泼性强于铜，与铜板相连相连，形成原电池，钢管做负极，加快腐蚀速率，故B不符合题意；
C．铁的活泼性强于锡，与锡板相连相连，形成原电池，钢管做负极，加快腐蚀速率，故B不符合题意；
D．钢管与直流电源的正极相连，则钢管作电解池阳极，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，从而加快铁的腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：A．
【分析】根据金属的电化学防护：做为原电池的正极、与电池的负极连接等进行判断。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．在钢铁制品表面喷一层漆，可以避免钢铁制品与空气接触，因而就可以减缓钢铁腐蚀速率，A不符合题意；
B．掺入铬、镍制成不锈钢产品，改变了金属的内部结构，提高了钢铁的抗腐蚀性能，故可以减缓钢铁腐蚀速率，B不符合题意；
C．金属腐蚀大多是在潮湿的环境中发生的电化学腐蚀，把钢铁置于干燥空气中保存，就可以避免原电池反应的发生，因而可减缓钢铁腐蚀速率，C不符合题意；
D．根据图示可知外加电流法连接时，钢闸门连接电源的正极，作阳极，导致钢铁腐蚀速率比不连接电源还快，使钢闸门腐蚀速率大大增加，因而不能减缓钢铁腐蚀速率，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】金属与空气、水接触易腐蚀，形成原电池会加速金属腐蚀。
6．【答案】D
【解析】【解答】解：A．左边a试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边b试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，故A正确；
B．a中正极反应方程式是：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故B正确；
C．a、b试管中生铁块中铁都作电池的负极，故C正确；
D．左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，所以左边试管内气体的氧气减小，右边试管内气体的压强不大，导致U型管内红墨水左高右低，故D错误．
故选：D．
【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，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀．
7．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知，③区中铁为负极、铜为正极，则③区电极电势正极铜高于负极铁，故A不符合题意；
B．由分析可知，①区中铁为正极，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O 2+4e-+2H2O=4OH-，故B符合题意；
C．由分析可知，②区锌电极和④区铜电极均为电解池的的阴极，电极反应式均为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故C不符合题意；
D．由分析可知，②区铁电极和④区铁电极均为电解池的的阳极，电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+，放电生成的亚铁离子均能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，①区为原电池，Zn为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Fe为正极，电极反应式为O 2+4e-+2H2O=4OH-；②区为电解池，Zn为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Fe为阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；③区为原电池，Fe为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应式为O 2+4e-+2H2O=4OH-；④区为电解池，Fe为阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cu为阴极，电极反应式为为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：根据图知，②③装置是原电池，在②中，金属铁做负极，③中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，所以②＞③，④装置是电解池，其中金属铁为阳极，被保护腐蚀，有防护腐蚀措施的腐蚀，所以腐蚀速率是：④＞②＞①＞③．
故选D．
【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，从而确定腐蚀快慢顺序．
9．【答案】C
【解析】【解答】解：钢铁中含有碳、铁，根据原电池工作原理，活泼的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，所以碳作正极，铁作负极；负极失电子变成离子进入溶液，正极上得电子发生还原反应，钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．
故选C．
【分析】根据电极材料的活泼性判断正负极，根据电极上发生反应的类型判断电极反应式．
10．【答案】B
【解析】【解答】解：A．装置I中，因盐酸易挥发，则铁与盐酸反应生成氢气，则压强增大，左侧的液面一定会下降，故A正确；
B．装置II中，铁、铜形成原电池反应，发生析氢腐蚀，生成氢气的速率比I大，生成的氢气体积大，则装置II中左侧的液面比装置Ⅰ左侧的液面低，故B错误；
C．装置II中发生电化学腐蚀，腐蚀速率快，所以铁钉b腐蚀最严重，故C正确；
D．装置III中，浓硫酸具有吸水性，铁钉不易腐蚀，故D正确．
故选B．
【分析】（1）中，因盐酸易挥发，则铁与盐酸反应生成氢气；（2）中，铁、铜形成原电池反应，发生析氢腐蚀；（3）中，浓硫酸具有吸水性，铁钉不易腐蚀，以此解答该题．
11．【答案】A
【解析】【解答】A．盛装在酸式滴定管中的酸性高锰酸钾溶液能测定未知浓度的草酸钠的浓度，故A符合题意；
B．食盐水溶液为中性介质，铁发生吸氧腐蚀，故B不符合题意；
C．容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的容器，需要溶解固体或稀释浓溶液后转移液体，再加水稀释、定容，不能用来直接溶解氢氧化钠固体，故C不符合题意；
D．中和热的测定时需要用到环形玻璃搅拌棒，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.酸性高锰酸钾具有强氧化性，用酸式滴定管盛装；
B.铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀；
C.不能在容量瓶中溶解固体；
D.缺少环形玻璃搅拌棒。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．根据图示可知：反应产生的Cu2(OH)2CO3非常致密，不会进一步对青铜器再造成腐蚀，因此属于无害锈，A不符合题意；
B．青铜器发生电化学腐蚀时，铜失去电子发生氧化反应，所以铜作负极，B不符合题意；
C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，电子转移的物质的量n(e-)=0.2 mol×2×2=0.8 mol，根据电子守恒可知需消耗氧气的物质的量：n(O2)=
，但题目未知O2所处的外界条件是否是标准状况下，因此不能确定O2的体积大小，C符合题意；
D．根据图示可知：在潮湿环境中若Cl-浓度较大，会产生有害锈Cu2(OH)3Cl，由于有害锈比较酥松，会进一步造成青铜器的腐蚀，使腐蚀加重，因此潮湿环境中Cl-浓度大不利于青铜器的保护，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.由图可知，Cu2(OH)2CO3结构致密；而Cu2(OH)3Cl结构疏松，会引起铜进一步腐蚀，为有害锈。
B.电化学腐蚀的本质是金属失电子而被氧化，所以青铜器发生电化学腐蚀时，铜要失电子，发生氧化反应，作负极。
C.反应前后铜元素的化合价由0变为+2，氧元素的化合价由0变为-2。根据反应前后得失电子数相等，则0.2×2×2=4n(O2)，由于标况未知，无法根据V=n·Vm计算氧气的体积。注意反应中变价元素原子的个数。
D.Cl-浓度较大，会产生疏松的有害锈Cu2(OH)3Cl，会加重青铜器的腐蚀
13．【答案】A
【解析】【解答】A．电解质溶液不是酸性的，所以石墨电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A符合题意；
B．原电池放电时会放出热量，所以温度计的示数会上升，故B不符合题意；
C．加入少量NaCl，溶液中自由移动离子浓度增大，溶液导电能力增强，会加快 Fe 生锈，故C不符合题意；
D．加入 HCl，溶液呈酸性，在正极石墨上是H+得到电子，电极反应式为 2H++2e-=H2↑，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】这是一个原电池装置，铁作负极，失去电子，变成Fe2+，石墨作正极，溶解在溶液中的氧气得电子：O2+4e-+2H2O=4OH-。
14．【答案】C
【解析】【解答】A、反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，正反应体积减小，则△S＜0，A不符合题意；
B、地下钢铁管道用导线连接铜块构成原电池，金属性铁强于铜，铁是负极，加快管道的腐蚀，B不符合题意；
C、利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学，C符合题意；
D、11.2 L H2不一定处于标准状况下，不能计算反应中转移的电子数，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A.该反应气体体积减小，因此是熵减的过程；
B.构成原电池后，钢管做负极，会加速腐蚀；
C.该装置证明能量之间在一定的条件下是可以相互转换的；
D.在标况下，气体摩尔体积才等于22.4L/mol。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、电解精炼铜时，粗铜应作阳极，与直流电源正极相连，选项A不符合题意；
B.镀层破损后，镀锡铁中，金属铁为负极，易被腐蚀，镀锌铁中，金属铁是正极，被保护，所以镀锡铁片中铁比镀锌铁片中铁耐腐蚀，选项B不符合题意；
C、pH=2的盐酸中c（H+）=10-2mol/L，pH=12的氨水中c（OH-）=10-2mol/L，两种溶液H+与OH-离子浓度相等，但由于氨水为弱电解质，不能完全电离，则氨水浓度大于盐酸浓度，反应后氨水过量，溶液呈碱性，则所得溶液的pH＞7，选项C不符合题意；
D、合成氨反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，当2v(N2)正 = v(NH3) 正= v(NH3)逆时，正逆反应速率相等，反应达到平衡，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.电解精炼铜粗铜与正极相连接；
B.镀锡铁片发生腐蚀时铁做负极，镀锌铁片腐蚀时铁做正极；
C.氨水为弱电解质，完全反应后氨水有剩余，溶液呈碱性；
D.根据正逆反应速率相等判断平衡状态。
16．【答案】C
【解析】【解答】A. +2价铁易吸收，维生素C可以防止+2价铁氧化为+3价，补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果，故A符合题意；
B. 铁粉和碳粉的混合物铁发生吸氧腐蚀，可作食品抗氧化剂，故B符合题意；
C. 生活中钢铁制品生锈主要是吸氧腐蚀所致，故C不符合题意；
D. 新能源汽车的推广使用可以减少氮的氧化物的排放，有助于减少光化学烟雾，故D符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、维生素C是还原剂；
B、抗氧化剂的作用；
C、钢铁制品生锈主要是吸氧腐蚀所致；
D、光化学烟雾主要是氮的氧化物。
17．【答案】（1）2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
（2）有害锈；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(合理即可)
（3）氧气(H2O)；Cu-e-+Cl-=CuCl
（4）4CuCl+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；ABC
【解析】【解答】（1）铜在空气中和空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应生成铜绿，Cu在空气中生成铜锈的方程式2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3。故答案为：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3；
（2）从图中可知Cu2(OH)3Cl结构疏松，没能阻止潮湿的空气和Cu接触，会加快Cu的腐蚀，Cu2(OH)3Cl属于有害锈(填“无害锈”和“有害锈”)，因为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(合理即可)。故答案为：有害锈；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(合理即可)；
（3）①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，过程I的正极反应物是氧气(H2O)。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，碳酸钠法的离子方程式4CuCl+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-。故答案为：4CuCl+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；
②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，BTA保护法是生成高聚物透明膜将产生的离子隔绝在外。
A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，故A正确；
B．替换出锈层中的Cl-，减少Cu2(OH)3Cl的生成，能够高效的除去有害锈，故B正确；
C．酸浸法会和无害锈发生反应，和酸浸法相比，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C正确；
故答案为：ABC。
【分析】（1）铜在空气中和空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应生成铜绿；
（2） Cu2(OH)3Cl结构疏松，没能阻止潮湿的空气和Cu接触，会加快Cu的腐蚀，因此属于有害锈；
（3）由图可知， 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；
（4）①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；
②BTA保护法是生成高聚物透明膜将产生的离子隔绝在外。
18．【答案】（1）Cu；AgNO3；Ag＋＋e－＝Ag；Cl-
（2）O2＋2H2O＋4e－=4OH－；C；负
（3）A；增大；Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
【解析】【解答】（1）①由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ，
故答案为：Cu；AgNO3；②正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，故答案为： Ag++e-=Ag；③盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：Cl-；（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e-，正极上是氧气得电子的还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钾钙钠都不能做电极材料，故答案为：C；③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；（3）①根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案为：A；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案为：增大；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应，电极反应式为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．
【分析】（1）由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag++2e-═2Ag，负极：Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极．盐桥中的K+移向正极（Ag极）；NO3-移向负极（Cu极），以此解答。（2）①生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；②原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；③在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；（3）①依据电池反应分析，充电为电解池，放电为原电池；放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应．
19．【答案】（1）
（2）；增大；；
【解析】【解答】
（1）铁钉用氯化钠溶液浸泡，水溶液环境呈中性，钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得电子生成氢氧根，故电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）根据图中信息可知，铁为阳极发生氧化反应，可以制备新型净水剂高铁酸盐(FeO)，电极反应式为：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O，而阴极是水中的氢离子放电，生成氢气，同时产生氢氧根离子，所以阴极区溶液的pH增大；充电时阳极发生Fe(OH)3失电子的氧化反应，即反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO+4H2O，放电时正极反应为：FeO+4H2O+3e-=Fe (OH)3+5OH-，根据反应可知FeO～3e-，可得放电时，每转移0.6mol电子，正极有被还原K2FeO4的质量为0.6mol×=39.6g；
【分析】当水膜呈中性时，金属铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得电子的还原反应；铁为阳极发生氧化反应，可以制备新型净水剂高铁酸盐，而阴极是水中的氢离子放电，生成氢气，同时产生氢氧根离子；据电池的总反应可知，充电时，阳极上的氢氧化铁转化成高铁酸钠，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系。
20．【答案】（1）A；B
（2）2H2(g)+O2(g)＝2H2O（1） ΔH=-571.6 kJ mol-1
（3）＜
（4）⑤；Fe；氧化；有气泡产生；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
【解析】【解答】（1）A．化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键的形成，在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，由于反应物和生成物的能量不等，必然发生能量的变化，故A正确；
B．钢铁发生腐蚀，铁失电子发生氧化反应，故B正确；
C．放热反应发生时不一定要加热，如氧化钙和水之间的反应，吸热反应不一定加热才能发生，如氯化铵和氢氧化钡晶体之间的反应，如碳酸氢铵分解，在常温下就能发生，故C不正确；
故答案为AB；
（2）2gH2即1mol完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ热量，所以该热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)＝2H2O（1） ΔH=-571.6 kJ mol-1；
（3）由于反应物能量高于生成物能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0；
（4）构成原电池的条件为：活泼性不同的电极、电解质溶液、构成闭合回路，能发生自发的氧化还原反应。①中没有两个活泼性不同的电极，所以不能构成原电池；②没有构成闭合回路，所以不能构成原电池；③酒精为非电解质溶液，所以不能构成原电池；④两材料相同，所以不能构成原电池；⑤符合原电池的构成条件，所以能构成原电池；故答案为⑤；该装置中，铁易失电子而作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，所以有气泡生成，电池反应式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。
【分析】(1)A.根据化学反应的实质以及能量守恒分析；
B.铁失电子发生氧化反应；
C.放热反应发生时不一定要加热，吸热反应不一定加热才能发生；
(2)根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答；
(3)根据反应物和生成物能量大小判断热效应；
(4)依据原电池的相关知识分析解答。
21．【答案】（1）吸氧；
（2）负；
（3）阴离子；；
【解析】【解答】(1)红褐色锈斑是氧化铁，是氢氧化铁分解得到的，根据氧元素守恒，故铁锅的锈蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，正极是氧气分子和水分子得到电子生成氢氧根离子，故正极反应式是
。
(2)放电过程中，锂失去电子变成
，故a电极是电源负极，
通过电解质迁移入
晶格中，生成
，而
和b电极相连，则b电极是电源的正极。每有一个
进入到
晶格中，则同时通过b电极有一个电子进入到
晶格中，故该电池正极的电极反应式为
。
(3)①从电解合成1，
二氯乙烷
的实验装置图，可知Na+通过离子交换膜Y，进入到阴极区转化为氢氧化钠。在阳极区，氯化亚铜失去电子变成氯化铜，则Cl-通过离子交换膜X进入到阳极区，故离子交换膜X为阴离子交换膜。
②阴极区发生的反应主要是水电离出的氢离子得到电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，故发生反应的化学方程式是
。
③根据阳极区域液相反应中的各物质前的箭头符号，可知反应物有乙烯和氯化铜，生成物是1，
二氯乙烷和氯化亚铜，故反应的化学方程式是
，其中氯化亚铜在阳极失去电子又生成氯化铜，如此循环。
【分析】（1）铁在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性和碱性环境中发生吸氧腐蚀；
（2）由图1得，a电极失去电子，为负极，电极反应式为：Li e ＝Li＋，b电极得到电子，为正极，电极反应式为：Li＋＋e ＋MnO2＝LiMnO2；
（3）由图可知，右边电极连接电源负极，为阴极，电极反应式为：2H2O＋2e ＝H2↑＋2OH ，左边电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：CuCl e ＋Cl ＝CuCl2，电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，即氯离子移向阳极，钠离子移向阴极，液相反应中，反应物有C2H4、CuCl2，生成物有ClCH2CH2Cl、CuCl。