1.4 金属的腐蚀与防护 课时训练（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 课时训练
一、单选题
1．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（　　）
A．铁被氧化的电极反应式为
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
2．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是（　　）
A．船体表面刷漆 B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢
C．自行车链条涂油 D．水中的钢闸门连接电源的负极
3．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
4．以下防腐措施中，属于电化学保护法的是（　　）
A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B．在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭
D．在金属表面喷漆
5．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
6．材料是人类赖以生存的重要物质基础．下列有关材料的说法正确的是（　　）
A．玻璃、陶瓷、水泥属于无机硅酸盐材料，其生产原料都是石灰石
B．钢铁里的铁和碳在潮湿的空气中因构成许多原电池而易发生电化学腐蚀
C．聚氯乙烯塑料在日常生活中可用来进行食品包装
D．铝制品在空气中不易被腐蚀，是因为常温下铝不与氧气反应
7．下列说法中，错误的是（　　）
A．锡铜合金在湿润环境中比干燥环境中更易生锈
B．生铁(铁碳合金)比纯铁更易生锈
C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈
D．船泊浸在水中的部分挂有锌块能防止船泊生锈
8．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氯化铵溶液，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
9．化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是（　　）
A．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．钢铁在潮湿的空气中主要发生化学腐蚀
D．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
10．如图所示，各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（　　）
A．②①③④ B．④③①② C．④②①③ D．③②④①
11．关于电化学知识的下列说法正确的是（　　）
A．化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料，活泼性强的电极材料不一定作电池负极
B．用惰性电极电解强酸强碱盐溶液时，两个电极上的气体产物一定是氢气和氧气
C．用惰性电极电解500mL2NaCl溶液，当电路中通过1时，可加入一定量稀盐酸使溶液复原至原浓度
D．电解精炼铜时，粗铜中含有少量Zn、Fe、Ni等，阳极溶解的金属质量一定等于阴极析出的金属质量
12．全世界每年因钢铁锈蚀造成了巨大的损失，下列有关说法错误的是（　　）
A．钢铁腐蚀时化学能不能全部转化为电能
B．钢铁腐蚀的负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋
C．如图所示，将导线与金属锌相连可保护地下铁管
D．如图所示，将导线与外接电源的正极相连可保护地下铁管
13．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的反应为2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2．以下说法正确的是（　　）
A．负极发生的反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+
B．正极发生的反应为2H2O+O2+2e﹣═4OH﹣
C．原电池是将电能转化为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
14．利用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是（　　）
A B C D
制取 验证 具有漂白性 制取少量 检验该条件下铁发生了吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
15．下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是（　　）
A． B．
C． D．
16．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（　　）
A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
17．电化学在现代的生产生活中有着很广泛的应用，越来越影响着我们的生活。下列电化学的叙述正确的是（　　）
A．电解精炼铜时，粗铜与正极相连，电极反应式：Cu-2e-=Cu2+
B．电动自行车使用的铅酸蓄电池的比能量较高，所以生活中使用很普遍
C．工业制造盐酸、金属冶炼、有机合成等均涉及氯碱工业产品的应用
D．许多使用“铜包铝”代替纯铜制造电缆，其目的是增强电缆的抗腐蚀性
18．把铁钉和碳棒用导线连接起来后浸入食盐溶液中．对此实验现象的下列描述中，正确的是（　　）
①铁钉上放出氢气 ②碳棒上放出氯气 ③碳棒上放出氧气 ④铁钉锈蚀 ⑤溶液颜色由无色逐渐变为黄色．
A．①②⑤ B．①③④ C．②④ D．④
19．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是（　　）
A．溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B．时，发生析氢腐蚀而不发生吸氧腐蚀
C．整个过程中，负极电极反应式为：
D．时，既发生吸氧腐蚀又发生析氢腐蚀
20．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨．据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2．在这种环境中的铁制品极易被腐蚀．对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是（　　）
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时的正极反应为 2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣
C．在化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+
二、综合题
21．在A、B、C三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示：
（1）A中反应的离子方程式为　 　。
（2）B中Sn极的电极反应式为　 　，Sn极附近溶液的pH　 　(填“增大”、“减小”或“不变”)。C中被腐蚀的金属是　 　，总反应的离子方程式为　 　，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是　 　。
22．
（1）地下钢管连接镁块是金属防腐措施中的　 　法。
（2）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
①铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为　 　；铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳酸的　 　(填“强”或“弱”)。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为　 　。
③铅蓄电池放电时的正极反应式为　 　 ，当电路中有2mol电子转移时，理论上两电极质量变化的差为　 　 g。
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨Ⅰ为电池的　 　极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为　 　。
23．短周期元素A、B、C、D，A是原子序数最小的元素，B为地壳中含量最多的元素，C是原子半径最大的短周期主族元素，C与D形成的化合物CD是常用的调味品。请填写：
（1）A2B的结构式　 　；CD　 　是(填“离子”或“共价”)化合物。
（2）在C与D中，　 　的非金属性更强。(填元素符号)
（3）钢铁(含有微量的碳)在存有A2B和B单质的体系中会形成原电池，进而使铁很容易被腐蚀，其原理如图所示：
①负极(铁)电极反应式为　 　。
②正极(碳)电极反应式为　 　。
（4）生活中常用的取暖产品-暖贴，就是以此原理制成。暖贴的内部含有铁粉、活性炭、食盐、蛭石、木粉等的混合物。其中木粉的作用是　 　，蛭石的作用是　 　。(填“保温”或“吸水并保持水分”)如果将其中的食盐成分去除，暖贴的发热速度将　 　。(填“变慢”“变快”或“不变”)
24．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。
25．对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命．
（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈．现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，除去铁锈的化学反应的离子方程式为：　 　．
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护．
①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于　 　处．
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为　 　．
（3）图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，转移的电子数为　 　NA．铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀，如果铁件部分未镀上铜，或镀层破损，镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀，请简要说明原因：　 　．
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A、发生吸氧腐蚀的过程中，铁失去电子被氧化，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；
B、铁腐蚀过程中将化学能转化为电能，但不能全部转化，故B错误；
C、炭和铁的混合物形成原电池，加速铁的腐蚀，故C正确；
D、以水代替NaCl溶液，溶液呈中性，铁仍能发生吸氧腐蚀，故D错误；
故答案为：C。
【分析】铁在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．船体表面刷漆是物理方法防止金属腐蚀，故A不符合题意；
B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢是改变金属内部结构，是物理方法防止金属腐蚀，故B不符合题意；
C．自行车链条涂油是物理方法防止金属腐蚀，故C不符合题意；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，是外接电源的阴极保护法，是电化学方法，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、C是在外面加层东西隔绝氧气，B制成合金改变性质，只有D为外加电源的阴极保护法，为电化学方法。
3．【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。
4．【答案】C
【解析】【解答】在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁 锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。
故答案为：C
【分析】A. 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜属于保护层保护法；
B. 在金属中加入一些铬或者镍制成合金属于改变金属内部结构的保护法；
C.此操作是为了构成原电池，较活泼金属作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，是电化学保护法；
D.在金属表面喷漆属于保护层保护法。
5．【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．
6．【答案】B
【解析】【解答】解：A．陶瓷生产中不需要石灰石，故A错误；
B．钢铁中含有碳，容易构成原电池，发生电化学腐蚀，故B正确；
C．聚氯乙烯易分解放出有害物质，不能用来进行食品包装，故C错误；
D．铝表面的氧化铝为致密的氧化物结构，可阻止金属进一步被腐蚀，故D错误；
故选：B．
【分析】A．陶瓷生产中不需要石灰石；
B．钢铁中含有碳，容易形成原电池；
C．聚氯乙烯易分解放出有害物质；
D．铝表面的氧化铝为致密的氧化物结构．
7．【答案】C
【解析】【解答】A．锡铜合金在湿润环境中构成原电池，所以比干燥环境中更易生锈，故A不符合题意；
B．生铁(铁碳合金)易构成原电池，所以比纯铁更易生锈，故B不符合题意；
C．水下氧气含量低，钢柱在空气与水的交界处比在水下更易生锈，故C符合题意；
D．船泊浸在水中的部分挂有锌块能防止船泊生锈，利用牺牲阳极的阴极保护法，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．锡铜合金在湿润环境中构成原电池；
B．生铁(铁碳合金)易构成原电池；
C．氧气含量越高，越易生锈；
D．利用牺牲阳极的阴极保护法。
8．【答案】B
【解析】【解答】该反应为原电池生铁块中的碳是原电池的正极，a试管中为中性溶液发生了吸氧腐蚀，b试管中为酸性溶液发生了析氢腐蚀。两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e-= Fe2+，左边压强减小，右边压强增加，红墨水柱两边的液面变为右低左高
【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，据此即可得出本题答案
9．【答案】A
【解析】【解答】A.电解熔融NaCl可以得到金属钠和氯气，A符合题意；
B.铁比锡活泼,当镀锡铁制品的镀层破损时,铁易被腐蚀,,B不符合题意；
C.钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，主要发生电化学腐蚀，C不符合题意；
D.防止金属被氧化,金属应连接电源的负极,如连接正极,加速腐蚀,D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.铁比锡活泼,当镀锡铁制品的镀层破损时,铁易被腐蚀
D.防止金属被氧化,金属应连接电源的负极
10．【答案】A
【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，其中金属铁为阴极，被保护，①中金属铁发生吸氧腐蚀，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，所以腐蚀速率是：②①③④．
故选A．
【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．
11．【答案】A
【解析】【解答】A．化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料，如燃料电池，活性较强的电极材料不一定作电池的负极，如Al、Mg、NaOH构成原电池，Al为负极，故A符合题意；
B．用惰性电极电解NaCl溶液，总电极反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故B不符合题意；
C．用惰性电极电解NaCl溶液，总电极反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，500mL2mol·L－1NaCl溶液中NaCl的物质的量为1mol，当通过1mole－时，NaCl完全被电解，因此恢复原浓度，需要加入一定量的HCl(g)，不能加入盐酸，故C不符合题意；
D．精炼铜时，粗铜为阳极，粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ni，Zn、Fe比铜活泼，先失电子，即Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，因此阳极溶解的金属质量不等于阴极析出的金属质量，故D不符合题意；
故答案为A。
【分析】A.化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料；
B.用惰性电极电解饱和食盐水生成氢气和氯气；
C.电解NaCl溶液时离开体系的物质为氢气和氯气；
D.电解精炼铜时，粗铜为阳极，阳极有包括铜在内的多种金属放电。
12．【答案】D
【解析】【解答】A． 钢铁腐蚀时，化学能不能全部转化为电能，还转化为热能，故A不符合题意；
B．钢铁腐蚀时，铁作负极被损耗，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故B不符合题意；
C．锌的金属性强于铁，锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极，铁作正极，锌的腐蚀可保护地下铁管，故C不符合题意；
D．采用外加电流的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，与外加直流电源的正极相连，地下铁管作阳极，更易被腐蚀，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】地下铁管易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池而被腐蚀，要保护地下铁管不被腐蚀，则钢管应该与电源的负极相连或作原电池的正极。
13．【答案】A
【解析】【解答】解：钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极．
A．根据反应方程式知，负极反应式为Fe﹣2e﹣Fe2+，故A正确；
B．根据反应方程式知，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故B错误；
C．原电池是化学能转化为电能的装置，故C错误；
D．氧气在水中的溶解度较小，在空气与水交界处更易接触氧气，在水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀，故D错误；
故选A．
【分析】根据原电池的定义、原电池的电极反应式、以及氧气的溶解度判断，钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2是发生的吸氧腐蚀，原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应．
14．【答案】A
【解析】【解答】A．乙醇发生消去反应制取乙烯需控制反应液的温度，故温度计应该插入液面以下，A项符合题意；
B．稀硫酸与 反应生成 使品红试液褪色，证明其具有漂白性，B项不符合题意；
C．浓氨水遇碱放出氨气，C项不符合题意；
D．用 溶液润湿的铁粉和碳粉与空气接触会发生吸氧腐蚀，从而导致左侧试管中压强减小，右侧试管中的红墨水吸入导管形成一段水柱，故用该装置可以检验该条件下铁发生了吸氧腐蚀，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.乙醇消去反应时应该测定的是液体的温度
B.此实验可以制取二氧化硫，利用二氧化硫可以验证漂白性
C.利用碱石灰遇水放热加速氨水的挥发制取氨气
D.吸氧腐蚀一般是中性或者检验环境，此实验符合吸氧腐蚀
15．【答案】D
【解析】【解答】A．将铁管道与直流电源的负极相连即为让金属做电解池的阴极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故A不选；
B．将钢铁输水管与金属镁相连，形成原电池，即让被保护金属做原电池的正极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故B不选；
C．将铁管道与锌相连，形成原电池，即让被保护金属做原电池的正极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，故C不选；
D．在表面刷漆是为了将金属和空气隔绝，防止金属生锈，不属于电化学防护，故D选。
故答案为：D。
【分析】本题要注意金属的电化学防护和化学防护的区别，常见的电化学防护方法包括原电池防护、电解池防护。
16．【答案】C
【解析】【解答】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比较，从而确定腐蚀快慢顺序．
【解答】解：根据图知，②③④装置是原电池，在②④中，金属铁做负极，③中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀，所以④＞②＞③，⑤⑥装置是电解池，⑤中金属铁为阳极，⑥中金属铁为阴极，阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即⑤＞⑥，根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，即⑤④②①③⑥，故答案为：C．
17．【答案】C
【解析】【解答】A．阳极还有比铜活泼的金属如锌、铁等失电子，A不符合题意；
B．铅酸蓄电池的比能量较低，B不符合题意；
C．氯碱工业产品主要包括氯气、氢气、氢氧化钠等，应用于工业制造盐酸、金属冶炼、有机合成，C符合题意；
D．许多使用“铜包铝”代替纯铜制造电缆，其目的是节约成本，减轻重量，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．阳极上比铜活泼的金属先失电子；
B．铅酸蓄电池的比能量较低；
C．氯碱工业产品主要包括氯气、氢气、氢氧化钠等；
D．“铜包铝”目的是节约成本，减轻重量。
18．【答案】D
【解析】【解答】解：电解质为中性溶液，所以铁钉发生了吸氧腐蚀，铁钉为负极，负极反应为：2Fe﹣4e﹣=2Fe2+；碳棒为正极，正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，电极总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，①铁发生了吸氧腐蚀，铁钉为负极，铁钉上不会生成氢气，故①错误；②碳棒上放出氯气；碳棒为正极，碳棒上氧气得到电子生成氢氧根离子，氯离子不会放电，故②错误； ③碳棒上放出氧气；碳棒上氧气得到电子，不会有氧气生成，故③错误；④铁钉锈蚀；根据以上分析可知，铁钉发生了吸氧腐蚀，故④正确； ⑤电极总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，所以溶液不会变成黄色，故⑤错误；
故选D．
【分析】把铁钉和碳棒用导线连接起来后浸入食盐溶液中，电解质属于中性溶液，铁发生了吸氧腐蚀：铁钉为负极，负极反应为：2Fe﹣4e﹣=2Fe2+；碳棒为正极，正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，电极总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，据此对各选项进行判断．
19．【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知，随着pH增大即溶液酸性减弱，溶解氧(DO)减小，故A不符合题意；
B．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，故B不符合题意；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故C不符合题意；
D．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据图中曲线的变化趋势分析；
B．依据溶解氧的量和锥形瓶内的气压变化分析；
C．原电池的负极发生氧化反应；
D．依据锥形瓶内压强的变化判断。
20．【答案】B
【解析】【解答】解：A、金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加之电解质环境，具备了原电池的构成条件，所以构成了原电池，会发生电化学腐蚀，故A正确；
B、发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，2H++2e﹣=H2↑，故B错误；
C、发生电化学腐蚀时，碳作正极，发生反应：2H++2e﹣=H2↑，有氢气产生，故C正确；
D、发生电化学腐蚀时的负极是金属铁，电极反应式为：Fe﹣2e﹣═Fe2+，故D正确．
故选B．
【分析】酸雨pH=3.5，所以酸雨中含有大量氢离子；铁制品中含有铁和碳，具备了原电池的构成条件，所以构成了原电池；铁作负极，铁失去电子生成二价铁离子，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气．
21．【答案】（1）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
（2）(2)2H＋＋2e－=H2↑；增大；Zn；Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；B＞A＞C
【解析】【解答】铁在不同的情况下被腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。
【分析】（1）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）Fe比Sn活泼，Fe作负极（被腐蚀），发生氧化反应；Sn作正极（被保护），发生还原反应；电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，由此即可得出答案。
22．【答案】（1）牺牲阳极的阴极保护法
（2）第六周期第IVA 族；弱；PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O；PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O；32
（3）负；NO2-e- +NO3- =N2O5
【解析】【解答】（1）地下钢管连接镁块，镁的活泼性大于铁的活泼性，在钢管中接入镁块可形成原电池，镁作负极，失去电子，首先被腐蚀，从而保护正极的铁不被腐蚀，此法称为牺牲阳极的阴极保护法；（2）①铅是碳的同族元素，因此铅最外层有四个电子，位于元素周期表第ⅣA族；铅比碳多4个电子层，因此铅共有六个电子层，位于元素周期表的六周期，所以铅位于元素周期表第六周期第IVA 族；同一主族元素由上到下还原性在增强，氧化性在减弱，氧化性对应于非金属性，所以铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳的最高价氧化物对应水化物的酸性弱；②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，黄绿色气体应为氯气，反应方程式为：PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O；③铅蓄电池放电时的正极得到电子，发生还原反应，电极反应为：PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O，当有2mol电子转移时，正极质量增加64g；铅蓄电池放电时的负极失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Pb - 2e- +SO42- = PbSO4，当有2mol电子转移时，负极质量增加96g，则两电极质量变化的差为96g-64g=32g；（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，石墨Ⅰ通入NO2，失去电子，发生氧化反应，因此为负极，电极反应为：NO2-e-+ NO3-=N2O5。石墨Ⅱ为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2+2 N2O5+4e-=4NO3-。
【分析】（1）电解原理的金属防腐方法是外加电源的阴极保护法，原电池原理的金属防腐方法是牺牲阳极的阴极保护法。
（2）常见特征颜色的气体有：黄绿色气体应为氯气，红棕色的气体为NO2. PbO2与浓盐酸共热生成氯气，说明PbO2的氧化性强于氯气。铅蓄电池中Pb作负极，PbO2作正极，电解质的硫酸溶液。
（3）石墨II中通入氧气，该极是正极，则石墨I为负极。
23．【答案】（1）H－O－H；离子
（2）Cl
（3）2Fe -4e-= 2Fe2+ (Fe-2e-= Fe2+也可以)；H2O+O2 +4e-= 4OH-
（4）吸水并保持水分；保温；变慢
【解析】【解答】短周期元素A、B、C、D，A是原子序数最小的元素，则A是H元素；B为地壳中含量最多的元素，则B是O元素；C是原子半径最大的短周期主族元素，则C是Na元素；C与D形成的化合物CD是常用的调味品，则D是Cl元素，然后根据物质的性质分析解答。
(1)根据上述分析可知：A是H，B是O，C是Na，D是Cl元素。
A2B是H2O，该物质是由分子构成，O原子与2个H原子形成2个共价键，使分子中各个原子都达到稳定结构，其结构式是H-O-H；
CD是NaCl，该物质是由Na+与Cl-通过离子键结合形成的离子化合物；
(2)C是Na，Na是活泼的金属元素，D是Cl，Cl是活泼的非金属元素，因此两种元素中，Cl元素的非金属性更强；
(3)①钢铁在有H2O及O2存在条件下容易形成原电池，由于电极活动性：Fe＞C，所以其中Fe为负极，C为正极。在负极上Fe失去电子变为Fe2+，故负极的电极反应式为：Fe-2e-= Fe2+(或2Fe-4e-=2Fe2+)；
②在正极C上，溶解在水中的O2得到电子发生还原反应产生OH-，故正极的电极反应式为：H2O+O2+4e-= 4OH-；
(4)生活中常用的取暖产品-暖贴，就是以此原理制成。暖贴的内部含有铁粉、活性炭、食盐、蛭石、木粉等的混合物。其中木粉的作用是吸水并保持水分；蛭石的作用是保温；如果将其中的食盐成分去除，暖贴的发热速度将变慢。
【分析】
(1)根据水分子由1个O原子与2个H原子形成2个共价键；盐类是离子化合物；
(2)依据得电子能力判断；
(3)①②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；
(4依据原电池反应原理分析。
24．【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。
25．【答案】（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
（2）N；牺牲阳极的阴极保护法
（3）0.1；在潮湿的环境中形成原电池
【解析】【解答】解：（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和酸反应生成盐和水，；离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2）①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处，故答案为：N；
②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，
故答案为：N；牺牲阳极的阴极保护法；（3）图中若X为粗铜，此装置为电镀装置，即在铁件上镀铜，阴极反应：Cu2++2e﹣=Cu，铁件质量增加3.2g即为铜的质量，即增加铜的物质的量n= = =0.05mol，根据阴极反应可知，当阴极上有0.05mol铜析出时，转移0.1mol电子即0.1NA个；如果铁件部分未镀上铜，会在潮湿的环境中形成原电池，铁做负极，加快铁的腐蚀，故答案为：0.1，在潮湿的环境中形成原电池．
【分析】（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和酸反应生成盐和水；（2）若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极；
若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护；（3）图中若X为粗铜，此装置为电镀装置，即在铁件上镀铜，据阴极反应来分析转移电子情况；如果铁件部分未镀上铜，会在潮湿的环境中形成原电池，铁做负极．