1.4 金属的腐蚀与防护（含解析） 同步练习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．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化中可能发生的是（）
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③产生H2
④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·nH2O ⑤杂质C被氧化除去
A．①②④ B．③④
C．①②③④ D．①②③⑤
2．我市文旅产业初具规模。下列说法正确的是（　　）
A．东坡书画所用宣纸的主要成分是蛋白质
B．黄麻起义所用短枪生锈，主要原因是铁发生了化学腐蚀
C．蕲艾对多种霉菌、球菌、杆菌有抑制作用，说明蕲艾具有强氧化性
D．黄梅戏主奏乐器——高胡，所用钢丝弦属于合金
3．对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较，合理的是（）
A．负极反应不同 B．正极反应相同
C．析氢腐蚀更普遍 D．都是电化学腐蚀
4．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
5．钢铁的外加电流阴极保护法中，铁应（　　）
A．接在电源正极 B．接在电源负极
C．连接锌 D．连接铜
6．对外加电流的金属保护中，被保护的金属（　　）
A．与电源的正极相连
B．表面上发生氧化反应
C．与电源的负极相连
D．与另一种活泼性较差的金属相连
7．如图装置中，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（已知氯化铵溶液显酸性），各加入生铁块，放置一段时间．下列有关描述错误的是（　　）
A．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
8．下列关于各装置图的叙述错误的是（　　）
A．图I装置为原电池装置，可以实现化学能到电能的转化
B．图II装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“外加电流阴极保护法”
C．图III装置可制备并能较长时间保持其颜色
D．图IV装置可用于观察铁的吸氧腐蚀
9．下列说法正确的是（　　）
A．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
B．淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等高分子化合物均能发生水解反应
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D．煤中含有大量苯及其同系物，可通过干馏的方法得到苯及其同系物
10． 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验I 实验II
实验
现象 铁钉周边出现____色 锌片周边未见明显变化 铁钉周边出现蓝色 铜片周边略显红色
已知 ：K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+能产生蓝色沉淀。
下列说法不正确的是（　　）
A．实验I中铁钉周边出现红色
B．实验I中负极的电极反应式：Fe – 2e- = Fe2+
C．实验II中正极的电极反应式：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
D．对比实验I、II可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
11．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（　　）
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe﹣3e﹣═Fe3+
12．常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法错误的是
溶液
腐蚀快慢 较快 慢 慢 较快
主要产物
A．在溶液中，主要发生的是析氢腐蚀
B．在溶液中，发生腐蚀时正极反应为：
C．由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难
D．钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响
13．下列实验方案、现象和结论均正确的是（　　）
选项 实验方案 现象 结论
A 向里推活塞时，长颈漏斗中有一段水柱，静止，水柱高度不变 该装置的气密性良好
B 脱脂棉燃烧 Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气
C 烧杯①的澄清石灰水先变浑浊 NaHCO3比Na2CO3受热更易分解
D U形管右端的液面高 铁钉发生吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
14．如图所示是探究发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法错误的是（　　）
A．两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+
B．开始时发生的是析氢腐蚀
C．一段时间后发生的是吸氧腐蚀
D．析氢反应的总反应式为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
15．化学与生产、生活密切相关。下列叙述中，正确的是（　　）
A．天然纤维和人造纤维的主要成分都是纤维素
B．用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆，原理相似
C．钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀
D．黄河入海口沙洲的形成与用卤水点豆腐，都体现了胶体聚沉的性质
16．自嗨锅的发热包主要成分有：硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、食盐、生石灰，使用时使发热包里面的物质与水接触即可。下列说法错误的是（　　）
A．铁粉发生析氢腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间
B．硅藻土可增大反应物的接触面积
C．过程中形成微小原电池，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
D．使用后的发热包含有熟石灰属于有害垃圾
二、综合题
17．将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：（以下均假设反应过程中溶液体积不变）．
（1）铁片上的电极反应式为　 　，铜片周围溶液会出现　 　的现象．
（2）若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算：导线中流过的电子的物质的量为　 　mol；
（3）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池．如图2所示，烧杯中都盛有稀硫酸．
①图2B中的Sn为　 　极，Sn极附近溶液的pH（填增大、减小或不变）　 　．
②图2C中被腐蚀的金属是　 　．比较A，B，C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是　 　．
（4）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要．燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图3是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是：　 　．
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）．
18．钢铁是目前用量最大、用途最广的金属材料，但钢铁容易生锈．
（1）某同学取一颗光亮的铁钉按图甲装置实验．数天后，试管内可观察到的现象是 （填字母代号）．
A．铁钉不生锈，液面上升
B．铁钉生锈，液面上升
C．铁钉生锈，液面下升
（2）铁表面镀锌可以增强铁的耐腐蚀性．铁片镀锌的装置图如乙，其中铁片作　 　极（填“阳”或“阴”），锌片上的电极反应式是　 　．
（3）如图丙在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡．小心地从烧杯中央滴入硫酸铜溶液．片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈） （填字母代号）；
A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜
19．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于　 　腐蚀。(填“化学”或“电化学”)
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈　 　性，发生　 　腐蚀，电极反应式：负极：　 　，正极：　 　。
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈　 　性，发生　 　腐蚀，电极反应式：负极：　 　，正极：　 　。
20．完成下列各小题。
（1）在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。写出该反应的热化学方程式　 　。
（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生　 　腐蚀而生锈。请写出铁锅生锈过程的负极反应式：　 　。
（3）图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。
①甲池中N2H4发生的是　 　(填“氧化反应”或“还原反应”)，乙池中SO向　 　移动(填“左”或“右”)。
②乙池中总反应的离子方程式为　 　。
③要使乙池恢复到反应前的状态，应向溶液中加入　 　(填化学式)。
21．某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入：干燥的细铁丝；浸过食盐水的细铁丝；浸过清水的细铁丝．然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如表（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）
时间/波动 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A瓶（盛干燥铁丝） 0 0 0 0 0 0 0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝） 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝） 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
（1）导管中水面为什么上升？　 　．
（2）上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填小烧瓶代号）：　 　．
（3）实验中的铁生锈属于电化学腐蚀的　 　（填腐蚀类型），正极的电极反应为　 　，负极的电极反应为　 　．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】①Fe先由0价转化为＋2价，进一步氧化变为+3价，故①符合题意；②O
2得电子，化合价降低被还原，故②符合题意；③吸氧腐蚀过程中，得电子的是氧气，不是氢离子，没有氢气生成，故③不符合题意；④铁锈形成过程中，Fe(OH)
3失水形成Fe
2O
3·
nH
2O故④符合题意；⑤杂质C作为原电池的正极，没有发生反应，故⑤不符合题意；
故答案为：A。
【分析】判定吸氧腐蚀，析氢腐蚀，首先要看金属所处的环境，若为强酸环境则为析氢腐蚀，若为弱酸，碱性或中性环境则为吸氧腐蚀。吸氧腐蚀过程为：
1.Fe先由0价转化为＋2价
F再由＋2价转化为＋3价 2.O2被还原 3.Fe(OH)3失水形成Fe2O3·nH2O
2．【答案】D
【解析】【解答】A．东坡书画所用宣纸的主要成分是纤维素，故A不符合题意；
B．金属腐蚀主要是电化学腐蚀，故黄麻起义所用短枪生锈，主要原因是铁发生了电化学腐蚀，故B不符合题意；
C．蕲艾挥发油含有乙酸乙醋，挥发油对多种霉菌、球菌、杆菌有抑制作用，还有平喘、镇咳作用，故C不符合题意；
D．合金强度比纯金属高，高胡所用钢丝弦属于合金，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.纸的主要成分为纤维素；
B.金属腐蚀主要是电化学腐蚀；
C.具有强氧化性的物质能使蛋白质变性。
3．【答案】D
【解析】【解答】A、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极都是铁放电生成亚铁离子，负极反应相同，故A不符合题意；
B、钢铁的析氢腐蚀的正极是水膜中氢离子放电，吸氧腐蚀的正极是水膜中氧气放电，正极反应不同，故B不符合题意；
C、在钢铁的电化学腐蚀中，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故C不符合题意；
D、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】腐蚀分为化学腐蚀和电化腐蚀，其中电化腐蚀又分为 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 。要注意金属所处的环境来判定腐蚀例型。
4．【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。
5．【答案】B
【解析】【解答】A.外加电流阴极保护法中，将铁与电源的负极相连接，做电解池的阴极，被保护，B符合题意，A不符合题意；
C.而铁连接锌，构成原电池，锌被腐蚀保护了铁，属于牺牲阳极的阴极保护法，不合题意，C不符合题意；
D.而铁连接铜，构成原电池，铁被腐蚀保护了铜，达不到保护铁的目的， D不符合题意；
故答案为：B
【分析】外加电流阴极保护法应用的是电解池原理，将被保护金属与电源的负极相连，作为阴极。
6．【答案】C
【解析】【解答】解：A、被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，故错误；
B、被保护的金属作阴极，在被保护的金属表面上是阳离子发生还原反应，故错误；
C、被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，故正确；
D、被保护的金属作阴极，另一电极的电极材料只要是能导电的就可以，不一定是一种活泼性较差的金属，故错误．
故选C．
【分析】在电解池中，和电源的正极相连的电极是阳极，发生氧化反应和电源的负极相连的电极是阴极，金属被腐蚀的电极只能是阴极．
7．【答案】B
【解析】【解答】解：A．铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时，铁易失电子作负极，则碳都作正极，故A正确；
B．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B错误；
C．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Fe﹣2e﹣→Fe2+，故C正确；
D．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D正确；
故选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．
8．【答案】A
【解析】【解答】A．图I中铜电极应该插在硫酸铜溶液中，银电极应该插在硝酸银溶液中，A符合题意；
B．图II中防止金属腐蚀的方法为外加电流的阴极保护法，被保护的钢闸门应与外接电源的负极相连，B不符合题意；
C．氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，为防止氢氧化亚铁被氧化，应该隔绝空气，阳极上铁失去电子生成亚铁离子、阴极上生成氢气，同时溶液中生成NaOH，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，煤油隔绝空气，所以制备的能较长时间保持其颜色，C不符合题意；
D．铁钉放在食盐水中性溶液中发生吸氧腐蚀，红墨水会在导管中上升，故图IV装置可用于观察铁的吸氧腐蚀，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据原电池构造原理，铜电极应该插在硫酸铜溶液中，银电极应该插在硝酸银溶液；
B．外加电流的阴极保护法即被保护的金属应与外接电源的负极相连；
C．氢氧化亚铁不稳定，易被氧化；
D．中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．外加直流电源的防腐措施中被保护的设备与电源负极相连，故A不符合题意；
B．油脂不属于高分子化合物，故B不符合题意；
C．在海轮外壳连接锌块，锌块、船体、海水构成原电池，其中锌比铁活泼作负极，船体作正极被保护，故C符合题意；
D．煤中不含苯及其同系物，但通过煤的干馏可以生成苯及其同系物，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】易错分析：A.外接阴极保护法，即将被保护金属与阴极相连。
B.高分子化合物相对分子质量为不确定值，相对分子质量在几千到十几万不等
10．【答案】B
【解析】【解答】A.铁和锌在食盐水中原电池，锌做负极，锌失去电子，而铁做正极，氢离子得到电子变为氢气，剩下氢氧根离子，酚酞在铁附近变红色，故A不符合题意；
B.实验I中负极是Zn-2e=Zn2+,故B符合题意；
C.实验II中是铁做负极，失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子变为氢氧根，电极反应式为： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- ，故C不符合题意；
D. 对比实验I、II可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 ，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.实验I中锌做负极，铁做正极，铁负极氢离子得到电子
B.实验I中负极是锌，失去电子
C.根据实验II中铜做正极，氧气得到电子
D.实验I和实验II对比即可得到镀锌比镀铜更耐腐蚀
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A．用电解原理保护金属时，金属应作电解池阴极，应该与原电池负极连接，故A错误；
B．常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内部金属不被腐蚀，故B正确；
C．钢管、铜管和雨水能构成原电池，铁作原电池负极而容易被腐蚀，故C错误；
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe﹣2e﹣═Fe2+，故D错误；
故选B．
【分析】A．用电解原理保护金属时，金属应作电解池阴极；
B．常温下，铁和浓硝酸发生钝化现象而阻止进一步反应；
C．构成原电池负极的金属易被腐蚀；
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极上铁失电子生成亚铁离子．
12．【答案】C
【解析】【解答】A．在溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A不符合题意；
B．在溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为：，故B不符合题意；
C．中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C符合题意；
D．不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀；
C.依据表中数据对比分析；
D.不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同。
13．【答案】A
【解析】【解答】A．向里推活塞时，长颈漏斗中有一段水柱，静止，水柱高度不变，可知气密性良好，故A符合题意；
B．实验不能说明生成NaOH，可说明生成氧气并放热，故B错误；
C．碳酸氢钠易分解，图中装置不能对比，且小试管中应为碳酸氢钠，故C错误；
D．U形管右端的液面高，则瓶内气体增多，则发生析氢腐蚀，故D错误；故选A
【分析】A.根据实验装置的气密性检验方法进行判断；
B.过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气；
C.碳酸钠和碳酸氢钠的位置错误；
D.根据气体的多少判断金属腐蚀的类型.
14．【答案】D
【解析】【解答】A．无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都作负极，负极上发生的电极反应式都为Fe-2e-═Fe2+，故A不符合题意；
B．pH=3的雨水说明该雨水是酸雨，溶液中溶有二氧化硫，酸性条件下，钢铁能发生析氢腐蚀，所以开始时，发生的是析氢腐蚀，故B不符合题意；
C．一段时间后，亚硫酸根离子能被氧气氧化生成硫酸根离子，发生的是吸氧腐蚀，故C不符合题意；
D．析氢腐蚀的总反应为：Fe+2H+=Fe 2++H2↑，2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2发生的是吸氧腐蚀，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】明确钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀所需溶液的酸碱性是解本题的关键。pH=3的雨水说明该雨水是酸雨，溶液中溶有二氧化硫，酸性条件下，钢铁能发生析氢腐蚀，导致试管内气体压强增大，随着腐蚀的进行，溶液的酸性逐渐减小，亚硫酸根离子被氧气氧化生成硫酸根离子，导致试管内气体压强减小。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、蚕丝是天然纤维，成分为蛋白质，A不符合题意；
B、活性炭有吸附作用，臭氧有强氧化性，有漂白作用，B不符合题意；
C、铜活泼性比氢弱，不能发生析氢腐蚀，C不符合题意；
D、黄河中的泥沙和豆浆都是胶体，胶体遇电解质溶液发生聚沉，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】B、活性炭的漂白是吸附性漂白，臭氧、氯气、漂白粉等是氧化性漂白，二氧化硫是化合性漂白。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．铁粉、焦炭粉、盐溶液可构成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程是缓慢氧化的放热过程，可延长放热时间，故A符合题意；
B．硅藻土具有疏松多孔结构，可作反应物的载体，增大反应物的接触面积，加快反应速率，故B不符合题意；
C．铁粉、焦炭粉、盐溶液可构成原电池，发生吸氧腐蚀，因此过程中形成微小原电池，正极反应为：O2+2H2O+4e－＝4OH－，故C不符合题意；
D．生石灰与水反应生成强碱氢氧化钙，具有强腐蚀性，应该作有害垃圾分类处理，不能作普通垃圾处理，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.铁在中性环境发生吸氧腐蚀；
B.硅藻土疏松多孔，可增大反应物的接触面积；
C.原电池正极发生还原反应；
D.熟石灰具有腐蚀性。
17．【答案】（1）Fe﹣2e﹣=Fe2+；溶液颜色变浅
（2）0.02
（3）正；增大；锌；B＞A＞C
（4）2H2+O2=2H2O；减小
【解析】【解答】解：（1）铁比铜活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为Fe﹣2e﹣=Fe2+；铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e﹣=Cu，则铜片周围溶液会出现溶液颜色变浅的现象，故答案为：Fe﹣2e﹣=Fe2+；溶液颜色变浅；（2）设转移xmol电子，则消耗0.5xmolFe，析出0.5xmolCu，则有0.5x×（64+56）=1.2，x=0.02，故答案为：0.02；（3）①B装置构成原电池，Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，导致氢离子浓度降低，溶液的pH增大，故答案为：正；增大；②A装置中Fe发生化学腐蚀；装置B、C构成原电池，B装置中Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极；C装置中Zn易失电子作负极，Fe作正极，作负极的金属加速被腐蚀，所以锌被腐蚀，作正极的金属铁被保护，金属腐蚀快慢速率为：作负极的金属＞发生化学腐蚀的金属＞作正极的金属，所以铁被腐蚀快慢速率为B＞A＞C，故答案为：锌；B＞A＞C；（4）①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，其反应的总方程式为：2H2+O2=2H2O，故答案为：2H2+O2=2H2O；②已知氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，生成水使溶液体积增大，则硫酸的浓度减小，
故答案为：减小．
【分析】（1）铁比铜活泼，为原电池的负极，铁失电子发生氧化反应，铜为正极，溶液中的铜离子在正极得电子发生还原反应；（2）负极上铁溶解，正极上析出铜，铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和，溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等，根据金属和转移电子之间的关系式计算；（3）①B装置构成原电池，Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，导致氢离子浓度降低；②作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，金属腐蚀快慢速率：作负极的金属＞发生化学腐蚀的金属＞作正极的金属；（4）①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水；
②根据燃料电池的总反应方程式判断硫酸浓度的变化．
18．【答案】（1）B
（2）阴；Zn﹣2e﹣=Zn2+
（3）D
【解析】【解答】解：（1）中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，所以铁钉生锈，氧气和铁转化为氢氧化铁，导致试管内气体压强减小，则试管内液面上升，故选B；（2）铁片镀锌，则铁作阴极、锌作阳极，锌片上锌失电子生成锌离子进入溶液，电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，故答案为：阴；Zn﹣2e﹣=Zn2+；（3）铁圈和银圈连接浸入硫酸铜溶液中，该装置构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，所以铁圈质量减少；银圈上铜离子得电子生成铜单质附着在银圈上，导致银圈质量增加，所以观察到的现象是：银圈向下倾斜，故选D．
【分析】（1）弱酸性或中性溶液中，铁钉发生吸氧腐蚀；（2）电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质溶液中含有与镀层相同金属元素的离子；（3）铁圈和银圈连接浸入硫酸铜溶液中，该装置构成了原电池，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，根据正负极上发生的电极反应判断反应现象．
19．【答案】（1）电化学
（2）弱酸性或中；吸氧；2Fe－4e－=2Fe2＋；O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（3）较强的酸；析氢；Fe－2e－=Fe2＋；2H＋＋2e－=H2↑
【解析】【解答】根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路；可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件原理及结果可知：试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。
【分析】（1）铁的生锈在中性环境下发生电化腐蚀；
（2）吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境下进行的；
（3）液面下降是因为有氢气生成，属于析氢腐蚀。
20．【答案】（1）N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640kJ/mol
（2）电化学；Fe-2e-=Fe2+
（3）氧化反应；左；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；CuO
【解析】【解答】(1)N2H4和H2O2反应的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，0.4mol液态肼完全反应放热256kJ，则1mol液态肼完全反应放热256kJ×
=640kJ/mol，所以热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640kJ/mol；
(2)炒过菜的铁锅未及时清洗，为潮湿环境，且炒菜的铁锅为合金，所以会发生电化学腐蚀，负极为Fe被氧化为Fe2+，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；
(3)①甲池中N2H4转化为N2，N元素化合价升高，所以发生氧化反应；N2H4被氧化，所以甲池中左侧电极为负极，右侧电极为正极，乙池为电解池，石墨电极与电源正极相连，为阳极，Fe电极为阴极，电解池中阴离子流向阳极，所以乙池中SO
向左移动；
②乙池中石墨为阳极，溶液中水电离出的氢氧根被氧化生成氧气，Fe电极为阴极，铜离子被还原为铜单质，总反应为2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+；
③根据乙池总反应可知电解过程中从溶液中出来的为Cu和O2，所以应向溶液中加入CuO使之恢复反应前的状态。
【分析】(1)根据题给条件书写热化学方程式的原则写出；
(2)生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应；
(3)①甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；
②乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2++2e-=Cu、阳极石墨反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑；
③根据析出什么加入什么原则使溶液恢复原状。
21．【答案】（1）铁丝在生锈时会消耗烧瓶中的氧气，使烧瓶内压强减小
（2）B＞C＞A
（3）吸氧腐蚀；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；Fe﹣2e﹣=Fe2+（2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）
【解析】【解答】解：A瓶导管中水面不上升，说明烧瓶中气体压强不变，钢铁不发生腐蚀，A中没有水，B、C中有水和空气，所以发生腐蚀，说明钢铁发生腐蚀的条件是有空气和水，二者缺一不可，（1）钢铁发生吸氧腐蚀，导致烧瓶内压强减小，外界大气压不变，外界大气压大于烧瓶中气体压强，导致大气压将水压入导气管，所以导管中水面上升，
故答案为：铁丝在生锈时会消耗烧瓶中的氧气，使烧瓶内压强减小；（2）相同时间内，铁丝生锈速率越大，则钢铁发生吸氧腐蚀越严重，烧瓶中气体压强越小，烧瓶导管中水面上升越高，根据表中数据中，烧瓶内导管中水面上升高低顺序为：B＞C＞A，则铁丝生锈速率大小顺序为：B＞C＞A，
故答案为：B＞C＞A；（3）实验中的铁生锈为氧气得到电子生成氢氧根离子，属于电化学腐蚀的吸氧腐蚀，正极发生反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ 负极电解反应式为：Fe﹣2e﹣=Fe2+（2Fe﹣4e﹣=2Fe2+），
故答案为：吸氧腐蚀；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；Fe﹣2e﹣=Fe2+（2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）．
【分析】A瓶导管中水面不上升，说明烧瓶中气体压强不变，钢铁不发生腐蚀，A中没有水，B、C中有水和空气，所以发生腐蚀，说明钢铁发生腐蚀的条件是有空气和水，二者缺一不可；（1）B、C瓶导管中水面上升，说明烧瓶中气体压强减小，钢铁发生吸氧腐蚀；（2）相同时间内，铁丝生锈速率越大，则钢铁发生吸氧腐蚀越严重，烧瓶中气体压强越小，烧瓶导管中水面上升越高；（3）由于不是在酸性条件下，则铁生锈属于吸氧腐蚀，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，负极铁失去电子生成亚铁离子．