4.3 金属的腐蚀与防护 （含解析）课后训练 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.3 金属的腐蚀与防护 课后训练
一、单选题
1．在如图烧杯中均盛有0.1mol/LNaCl溶液，其中铁片最易被腐蚀的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下图所示各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀最快和被保护最好的分别为（　　）
A．①⑤ B．③② C．④⑤ D．④①
3．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（　　）
A．地下钢管连接镁块 B．金属护拦表面涂漆
C．汽水底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
4．化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法中错误的是（　　）
A．“硫黄姜”又黄又亮，可能是在用硫黄熏制的过程中产生的SO2所致
B．铁在潮湿的空气中放置，易发生化学腐蚀而生锈
C．绿色化学的核心是从源头上消除工业生产对环境的污染
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可实现“碳”的循环利用
5．化学与科学、技术、社会与环境发展息息相关。下列说法错误的是（　　）
A．中国科学家实现了二氧化碳人工合成淀粉，该成果有利于碳中和
B．北京冬奥会颁奖礼服内添加了石墨烯发热材料，石墨烯和C60是同位素
C．“世界铜像之王”三星堆青铜大立人属于合金，其深埋于地下生锈是发生了吸氧腐蚀
D．北京冬奥会火炬在出火口格栅喷涂碱金属，目的是利用焰色反应让火焰可视化
6．下列说法中正确的是（　　）
A．0.1 mol L﹣1NH4Cl溶液的KW大于0.01mol L﹣1NH4Cl溶液的KW
B．当镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v（H2）和H2的平衡转化率α（H2）均增大
D．水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应
7．以下现象与电化学腐蚀无关的是（　　）
A．生铁比纯铁容易生锈
B．银质物品久置表面变暗
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
8．下列各装置中都盛有0.1mol L﹣1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的顺序是（　　）
A．③①④② B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③
9．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在图中所示的情境中，下列有关说法正确的是（　　）
A．阴极的电极反应式为Fe-2e-＝Fe2+
B．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
C．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
D．该保护法为外加电流的阴极保护法，金属M不需要定期更换
10．下列有关电化学原理的说法错误的是（　　）
A．可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀
B．在钢铁表面镀锌不属于牺牲阳极的阴极保护法
C．用惰性电极电解足量NaCl溶液，一段时间后再加入一定量的盐酸，溶液能与原来溶液完全一样
D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等
11．下列说法中正确的是（　　）
A．在船体上镶嵌锌块，可以减缓船体被海水腐蚀的速率
B．粗铜精炼时，电镀液中的c(Cu2＋)保持不变
C．纯银在空气中久置变黑发生的是电化学腐蚀
D．阴极电保护法是将被保护的金属与外加电源的正极相连
12．铁锅用水清洗放置后出现红褐色锈斑，在此变化过程中不发生的反应是（　　）
A．Fe-3e-+3OH-=3Fe(OH)3 B．O2+2H2O+4e-=4OH-
C．4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 D．2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
13．用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下：分析图象，以下结论错误的是（　　）
A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
D．两溶液中负极反应均为：Fe﹣2e﹣═Fe2+
14．关于下列装置的叙述正确的是
选项 A B C D
装置
叙述 用牺牲阳极保护法防止铁管道被腐蚀 在铁极附近放置一片湿润的淀粉―KI试纸，试纸变蓝 铅蓄电池充电时，阴极的质量减小 电子从Fe电极流出
A．A B．B C．C D．D
15．我国北方一些化工城市雨水pH=4，此时钢铁制品腐蚀的正极反应主要是（　　）
A．Fe -2e-＝Fe2+ B．2H2O＋O2＋4e-＝4OH-
C．2H+＋2e-＝H2↑ D．4OH—-4e-＝2H2O＋O2↑
16．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（　　）
A．图1中，铁钉易被腐蚀
B．图2中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
C．图3中，Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
D．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗
二、综合题
17．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为　 　。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是　 　。
在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极　 　阳极(填“>”“<”或“＝”)。
（3）利用如图所示的装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于　 　(填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为　 　。
18．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
（1）镁与稀硫酸反应的离子方程式为　 　。
（2）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为　 　。
（3）在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为　 　。
（4）在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：
其中负极发生的电极反应为　 　；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是　 　。
19．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
（1）经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为　 　。
（2）为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。
①下列说法错误的是　 　。
A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+
B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为　 　。
（3）船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。
①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。
下列说法正确的是　 　
A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈
B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液
C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层
D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
②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)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为　 　。
（4）考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：　 　。
20．铁的腐蚀和防护与生产生活密切相关。已知：氢氧化物沉淀的如下表(开始沉淀时金属离子浓度为)。
沉淀物
开始沉淀 1.1 5.8 5.9
完全沉淀 3.2 8.8 8.0
（1）研究铁的腐蚀。将一定量铁粉和碳粉混合后置于一密闭容器中，加入和盐酸的混合溶液。测得溶液和压强随时间变化的曲线如所示。
①容器内压强先增大后减小，除温度影响外的原因是　 　。
②反应过程中，混合液里先期生成的会被氧化生成，反应的离子方程式为　 　。
③后略下降，原因是　 　。
（2）研究铁的防护。
①在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀。
已知：镀层金属析出缓慢、平稳时，镀层致密、细腻；溶液中与可发生反应：。以通入一定量的溶液为电镀液热镀锌，得到的镀层更加致密、细腻，原因是　 　。
②镀锌废液的回收。镀锌废液中含有等阳离子。请设计利用该电镀废液回收溶液的实验方案：　 　。(实验中可选用试剂：、溶液、氨水)
21．按要求回答问题：
（1）以 和 为电极，稀 为电解质溶液形成的原电池中：
① 向　 　极移动（填“正”或“负”）。
②若有 流过导线，则理论上负极质量减少　 　g。
③若将稀硫酸换成浓硝酸，其负极的电极方程式为：　 　。
（2）氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制使海水分解得到氢气的新技术。分解海水时，实现了从太阳能转变为化学能。生成的氢气用于燃料电池时，实现化学能转变为电能。分解海水的反应属于　 　（填“放热”或“吸热”）反应。
（3）有人以化学反应： 为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有一定浓度的 进行工作。则原电池的负极材料是锌，发生的电极反应为　 　。
（4）常温下，暴露在空气中的生铁容易发生吸氧腐蚀，请写出正极的电极反应式　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A中铁发生化学腐蚀；B中镁活动性强为负极，铁作正极被镁保护；C中铁作负极加速被腐蚀；D中铁与电源负极相连，作为电解池的阴极被保护；所以铁片最易被腐蚀的是C；
故答案为：C。
【分析】一般金属腐蚀快慢：电解池阳阳极 >原电池负极>化学腐蚀；金属在电解池阴极以及原电池正极都是被保护的。
2．【答案】C
【解析】【解答】①铁放在海水中形成微小原电池，能腐蚀。
②锌和铁形成原电池，铁做正极，被保护。
③铁和铜形成原电池，铁做负极，被腐蚀。
④形成电解池，铁做阳极，腐蚀更快。
⑤形成电解池，铁做阴极，被保护。所以五个装置中腐蚀最快的为④，保护最好的为⑤。
故答案为：C
【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快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较。
3．【答案】D
【解析】【解答】解：A．镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，故A错误；
B．对金属护栏涂油漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外加电源，故B错误；
C．汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，故C错误；
D．水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，故D正确；
故选D．
【分析】使用外加电流的阴极保护法说明该该金属防腐的措施中连接外加电源，且阴极连接电源负极．
4．【答案】B
【解析】【解答】A项，SO2具有漂白性，不符合题意；
B项，铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，符合题意；
C项，只有从“源头”上消除污染，才真正地体现了绿色化学，不符合题意；
D项，用CO2合成可降解塑料，在降解过程中产生CO2，实现碳的循环，不符合题意。
故答案为：B
【分析】A.根据二氧化硫的漂白性分析；
B.铁在潮湿空气中易发生电化学腐蚀；
C.绿色化学不是治理污染；
D.根据碳的循环进行分析。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．人工合成淀粉能减少二氧化碳的排放，有利于推进“碳中和”目标的实现，故A不符合题意；
B．石墨烯和C60是同中元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B符合题意；
C．青铜中Cu和其它较不活泼金属、电解质水溶液构成原电池，所以能发生吸氧腐蚀，故C不符合题意；
D．焰色试验可以发出不同颜色的光，喷涂碱金属目的是利用焰色反应让火焰可视，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.利用二氧化碳合成淀粉，可减少二氧化碳的排放；
C.青铜中的金属与水构成原电池，发生吸氧腐蚀；
D.不同金属具有不同的焰色反应。
6．【答案】B
【解析】【解答】解：A、水的离子积Kw只和温度有关，温度相同，则kw的数值相同，故A错误；
B、当镀铜铁制品镀层受损后，形成原电池，铜做正极，铁做负极，铁更易被腐蚀，故B正确；
C、升高温度能加快反应速率，故反应速率v（H2）增大；此反应为放热反应，故升温使平衡向左移，故H2的平衡转化率α（H2）减小，故C错误；
D、水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大，说明升温水的电离平衡右移，则水的电离吸热，但不是化学反应，故D错误．
故选B．
【分析】A、水的离子积Kw只和温度有关；
B、当镀铜铁制品镀层受损后，形成原电池，铜做正极，铁做负极；
C、升高温度能加快反应速率，使平衡向吸热反应方向移动；
D、水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大，说明升温，水的电离平衡右移．
7．【答案】B
【解析】【解答】A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故A不符合题意；
B．银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故B符合题意；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，故C不符合题意；
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池；
B．金属银和空气中的成分发生反应；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池；
D．依据牺牲阳极的阴极保护法分析。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：①中锌作负极，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀，②中锌作电解池阳极，在外加电源的作用下，更加快锌的腐蚀，③中锌作电解池阴极，不易被腐蚀，④中发生化学腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③．
故选D．
【分析】电化学腐蚀较化学腐蚀快，金属得到保护时，腐蚀较慢，作原电池正极和电解池阴极的金属被保护．
9．【答案】B
【解析】【解答】A．阴极其实是原电池的正极，该电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，A不符合题意；
B．当铁管做原电池的正极时被保护，将导线与金属M相连，M做负极，失去电子沿着导线进入铁设施表面，因积铁设施累积大量电子而被保护，B符合题意；
C．海水中有大量的盐溶解，更易形成电化学腐蚀，故在海水中更容易腐蚀，C不符合题意；
D．该保护法并未外接电源，故为牺牲阳极的阴极保护法，金属M会被腐蚀，故需要定期更换，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据给出的图示可以减缓钢铁的腐蚀，因此是牺牲阳极的阴极保护法，因此阴极是原电池正极，阳极是原电池的负极结合选项即可判断
10．【答案】C
【解析】【解答】A．钢铁闸门连接电源的负极，钢铁闸门作阴极，根据电解池的原理，钢铁闸门不参与反应，被保护，不受腐蚀，此方法叫外加电流保护法，故A说法不符合题意；
B．锌比铁活泼，构成原电池时，锌作负极，铁作正极，钢铁被保护，此方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故B说法不符合题意；
C．电解NaCl溶液，总反应式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，恢复与原来溶液完全一样，需要通入氯化氢气体，因为盐酸是氯化氢的水溶液，加入盐酸，使原来溶液的浓度降低，故C说法符合题意；
D．整个电路转移电子数相等，相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等，故D说法不符合题意；
答案为C。
【分析】 A.钢铁闸门与外加直流电源的负极相连作阴极被保护；
B.在钢铁表面镀锌是形成保护膜防止铁被腐蚀；
C.电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气；
D.整个电路转移电子数相等。
11．【答案】A
【解析】【解答】A.由于金属活动性Zn>Fe，因此在船体上镶嵌锌块时，形成原电池，Zn做负极，船体做正极，被保护，可减缓船体被海水腐蚀的速率，A符合题意；
B.电解精炼铜时，刚开始是由粗铜的Zn、Fe发生失电子的氧化反应，电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应，因此电解质溶液中的c(Cu2+)减小，B不符合题意；
C.纯银久置空气中变黑，是与空气中的O2反应，过程中没有电流产生，不属于电化学腐蚀，C不符合题意；
D.被保护金属与外接电源的正极相连时为阳极，发生失电子的氧化反应，被腐蚀，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.根据金属的腐蚀与防护分析；
B.根据电解精炼铜的过程分析；
C.纯银在空气中腐蚀不存在电解质溶液；
D.根据金属的防护分析；
12．【答案】A
【解析】【解答】铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑，发生电化学腐蚀，负极上铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氧气得到电子，O2+2H2O+4e-=4OH-，总的电极反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，且氢氧化亚铁易被氧化，发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，B、C、D均可发生，A没有发生，
故答案为：A。
【分析】铁锅发生的是吸氧腐蚀，构成原电池，铁在负极失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子结合水形成氢氧根，氢氧根和亚铁结合为氢氧化亚铁在空气被氧化物变为氢氧化铁
13．【答案】C
【解析】【解答】解：A．根据pH=2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pHpH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；
B．pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH=4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；
C．根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；
D．两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故D正确；
故选C．
【分析】根据压强与时间关系图知，pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该反应发生析氢腐蚀，pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，根据原电池原理来分析解答．
14．【答案】C
【解析】【解答】A.装置中有外接电源，则此保护法为外接电源保护法，A不正确；
B.装置中阳极材料为铁，属于活性电极，电池工作时，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，Cl-不失电子，没有Cl2生成，则湿润的淀粉―KI试纸不变蓝色，B不正确；
C.铅蓄电池充电时，阴极发生反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阴极质量减小，C正确；
D.在该装置中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，Al作负极，Fe作正极，电子从铝电极流出，沿导线流入Fe电极，D不正确；
故答案为：C
【分析】当活性电极做阳极时，活性电极本身失电子，溶液中的离子不放电；铅蓄电池充电时，阴阳两极的质量均减小。
15．【答案】C
【解析】【解答】钢铁在弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，在强酸性条件下发生析氢腐蚀，pH=4溶液显强酸性，铁发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以负极反应式为Fe-2e-═Fe2+，正极反应式为2H++2e-═H2↑，
故答案为：C。
【分析】酸性环境下钢铁制品以发生析氢腐蚀，正极上氢离子得电子生成氢气，据此解答即可。
16．【答案】B
【解析】【解答】解：A．浓硫酸具有吸水性，能够干燥空气，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀，故A错误；
B．高温下，Fe与氧气反应生成四氧化三铁，该条件下，铁发生化学腐蚀，故B正确；
C．该原电池中锌作负极，二氧化锰作正极，正极上得电子发生还原反应，所以Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，故C错误；
D．发生电化学腐蚀时，金属应不纯，则纯银器主要发生化学腐蚀，故D错误．
故选B．
【分析】A．浓硫酸具有吸水性，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀；
B．高温下，Fe与氧气反应；
C、Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀过程中锌失电子被氧化发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，体现还原性；
D、纯银器主要发生化学腐蚀．
17．【答案】（1）2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋
（2）能向电镀液中不断补充Cu2＋，使电镀液中的Cu2＋浓度保持恒定；＝
（3）N；牺牲阳极的阴极保护法
【解析】【解答】(1)铝材表面形成氧化膜，铝在阳极失电子发生氧化反应生成氧化铝，阳极电极反应式为2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；(2) 铜作阳极，能向电镀液中不断补充Cu2＋，使电镀液中的Cu2＋浓度保持恒定；电镀铜时，阳极只发生 =Cu2＋反应；阴极只发生 =Cu；两个电极上质量的变化值：阴极=阳极。(3)若X为碳棒，开关K置于M处，构成原电池，铁是负极，加快铁的腐蚀；若X为碳棒，开关K置于N处，构成电解池，铁是阴极，铁被保护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处。若X为锌，开关K置于M处，构成原电池，铁是正极，铁被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
【分析】（1）铝表面形成氧化膜，铝应该失去电子，所以铝在阳极失去电子转化为氧化铝；
（2）铜作为阳极失去电子转化为铜离子，溶液的铜离子来到阴极转化为铜单质，溶解的质量等于生成的质量；
（3）N点有外接电源，形成原电池，连接负极一端为阳极；若为M点，此时活泼的锌为负极。
18．【答案】（1）Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
（2）2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe
（3）2H2O＋O2＋4e－=4OH－
（4）Al－3e－=Al3＋；铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
【解析】【解答】（1）Mg与稀硫酸反应生成可溶性MgSO4和H2，该反应的离子方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2↑；
（2）铝与氧化铁发生铝热反应生成铁和氧化铝，该反应的化学方程式为： 2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe；
（3）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式为： 2H2O＋O2＋4e－=4OH－；
（4）该金属防护方法为牺牲阳极的阴极保护法，其中铝合金作为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为： Al－3e－=Al3＋；采用铝合金而不用纯铝，主要是由于纯铝表面易被氧化成，形成致密的Al2O3膜；
【分析】（1）Mg与稀硫酸反应生成可溶性MgSO4和H2，据此写出反应的离子方程式；
（2）铝与氧化铁发生铝热反应生成铁和氧化铝，据此写出反应的化学方程式；
（3）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀；
（4）该金属防护方法为牺牲阳极的阴极保护法，其中铝合金作为负极，发生失电子的氧化反应；
19．【答案】（1）Fe-2e-=Fe2+
（2）C；O2+4e-+2H2O=4OH-
（3）A；4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl-
（4）脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【解析】【解答】(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
(2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；
B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；
C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C不正确；
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故答案为：C；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以属于有害锈，故A正确；
B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B不正确；
C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C不正确；
D．HNO3溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D不正确；
故答案为：A；
②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；故答案为：4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；
(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀；故答案为：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【分析】（1）钢铁的电化学腐蚀，负极反应式为 Fe-2e-=Fe2+；
（2） ①A． 牺牲阳极的阴极保护法，Zn做负极，发生氧化反应；
B．舰体 作为正极，有电子流入被保护起来，可以减缓腐蚀；
C.外加电流的阴极保护法，被保护的金属应该做阴极，与电源的负极相连；
D. 地下钢铁管道用导线连接锌块 ，也是属于牺牲阳极的阴极保护法；
① 海水做电解质，电解质溶液呈中性，舰体上氧气被还原为OH-；
(3) ① A．疏松的Cu2(OH)3Cl，不能阻止内部的铜继续被氧化，属于有害锈；
B．Cu2(OH)2CO3属于碱式盐，只能溶于稀盐酸，不会和氢氧化钠反应；
C．青铜器表面涂一层食盐水，NaCl属于电解质，形成原电池，加快腐蚀；
D．铜与HNO3会反应；
② 根据题目反应物有 CuCl和Na2CO3，生成物有 Cu2(OH)2CO3 ，分析发现CuCl发生了氧化反应，氧化剂是氧气，结合环境，根据得失电子守恒、电荷守恒、物料守恒写出方程式；
（4） “脱盐、干燥”的防腐原理 就是破坏了构成原电池得条件之一，没有了电解质溶液；
20．【答案】（1）铁与碳粉构成原电池发生吸氧腐蚀，消耗容器内的氧气导致压强减小，同时亚铁离子被氧化成铁离子也会消耗氧气，使容器内压强减小；；铁发生吸氧腐蚀产生的氢氧根离子与Fe2+生成氢氧化亚铁沉淀，消耗了溶液中的氢氧根离子，使得pH略下降
（2）电镀消耗Zn2+导致平衡逆向移动，有效控制溶液中锌离子浓度。；往镀锌废液中加入过量双氧水，然后加入氨水将pH调整到略小于5.9，过滤后加热滤液，得到ZnCl2-NH4Cl溶液。
【解析】【解答】(1)铁先和盐酸反应，生成氢气导致容器内压强增大，盐酸消耗完后铁与碳粉构成原电池发生吸氧腐蚀，消耗容器内的氧气导致压强减小，同时亚铁离子被氧化成铁离子也会消耗氧气，使容器内压强减小。Fe2+被氧化生成氢氧化铁的离子方程式为。铁发生吸氧腐蚀产生的氢氧根离子与Fe2+生成氢氧化亚铁沉淀，消耗了溶液中的氢氧根离子，使得pH略下降。
(2)通入一定量NH3的ZnCl2-NH4Cl溶液中存在平衡，电镀消耗Zn2+的过程导致溶液中锌离子浓度减小，化学平衡逆向移动，产生锌离子，这种方法可有效控制溶液中锌离子浓度，使镀层金属析出缓慢，得到的镀层更加致密、细腻。往镀锌废液中加入过量双氧水，然后加入氨水将pH调整到略小于5.9，确保铁离子完全沉淀，同时降低氢离子浓度，过滤除去氢氧化铁沉淀，加热滤液使多余的双氧水分解成氧气和水，氧气逸出，最终得到ZnCl2-NH4Cl溶液。
【分析】（1）①铁和盐酸反应生成氢气，会导致容器内压强增大；盐酸消耗完后铁与碳粉构成原电池发生吸氧腐蚀，消耗容器内的氧气导致压强减小；
②Fe2+被氧化生成氢氧化铁的离子方程式为；
③后铁发生吸氧腐蚀产生的氢氧根离子与Fe2+生成氢氧化亚铁沉淀，消耗了溶液中的氢氧根离子，使得pH略下降；
（2）①电镀消耗Zn2+导致平衡逆向移动 ；
②往镀锌废液中加入过量双氧水，然后加入氨水将pH调整到略小于5.9，过滤后加热滤液，得到ZnCl2-NH4Cl溶液。
21．【答案】（1）正；28；
（2）吸热
（3）
（4）
【解析】【解答】（1）以 和 为电极，稀 为电解质溶液形成的原电池中， 电极失电子为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+， 电极上H+得电子为为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑。
①原电池中阳离子向正极移动，所以 向正极移动；
②负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，若有 流过导线，则理论上负极有0.05mol Fe损耗，质量减少为28g；
③若将稀硫酸换成浓硝酸，铁电极钝化做正极，铜电极做负极，失电子，则负极的电极方程式为： 。
（2）氢气和氧气燃烧生成水为放热反应，所以水分解生成氢气和氧气为吸热反应，答案为吸热。
（3）根据电极反应 可知负极发生的电极反应为 。
（4）吸氧腐蚀时氧气在正极参与反应得电子，此时溶液不能为强酸性溶液，所以正极的电极反应式为 。
【分析】（1）铁和铜做电极以及硫酸做电解质溶液时，铁做负极，失去电子变为亚铁离子，即可计算出转移1mol电子负极减少的质量，铜做正极，氢离子得到电子变为氢气，氢离子向正极移动，当电解质溶液换成浓硫酸时，此时负极是铜，铜失去电子变为铜离子。
（2）根基氢气和氧气反应得到水的反应是放热即可得到水分解反应的热状态
（3）根据总的反应，锌失去电子变为锌离子，因此锌做负极
（4）铁发生吸氧腐蚀，负极是铁失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子结合水变为氢氧根离子