2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练65金属电化学腐蚀与防护含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练65金属电化学腐蚀与防护含解析，共25页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

1．根据所学习的电化学知识，下列说法正确的是
A．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B．太阳能电池板的主要材料为二氧化硅
C．水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D．智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
2．生锈会造成钢铁制品或结构的劣化。下列措施中，不利于防止生锈的是
A．在不锈钢的表面形成一层致密三氧化二铬表层
B．用混凝土包裹钢筋，混凝土使钢筋保存在碱性的环境中
C．在汽车上喷上油漆涂料
D．用锡箔沾水摩擦生锈的部份做抛光处理
3．下列有关实验操作、现象及结论都正确的是
A．AB．BC．CD．D
4．关于下列各装置图的叙述错误的是
A．用图①装置精炼铜，b极为精铜，电解质溶液为CuSO4 溶液
B．图②装置盐桥中KCl的K+ 移向乙烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“牺牲阳极的阴极保护法”
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
5．下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
A．④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥
C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞①
6．我国突飞猛进的新科技深刻改变着人类的生活、生产方式。下列说法错误的是
A．“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料
B．北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出一颗真正意义的“中国芯”，其主要成分为SiO2
C．港珠澳大桥设计使用寿命120年，水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极的阴极保护法
D．我国自主研发的东方超环(人造太阳)使用的氚、氘与氕互为同位素
7．化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是
A．AB．BC．CD．D
8．下列反应对应的方程式正确的是
A．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢(CaSO4)：CaSO4(s)+(aq)⇌CaCO3(s)+(aq)
B．用FeS处理含Hg2+的废水：Hg2++S2-=HgS↓
C．用Fe电极电解NaOH溶液的阳极反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O
D．Cu在酸性环境中腐蚀的正极反应：2H++2e-=H2↑
9．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
D．粗铜精炼时，阳极泥中可能含有的金属有 Au Ag Zn
10．下列现象中，不是由于原电池反应造成的是
A．含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快
B．钢铁在潮湿的空气中易腐蚀
C．纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率
D．化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏
11．化学知识无处不在，下列家务劳动涉及的化学知识错误的是
A．AB．BC．CD．D
12．下列有关金属腐蚀和防护的说法，正确的是
A．金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多
B．因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比较差
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe-3e-=Fe3+
D．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的阴极保护法
13．深埋在潮湿土壤中的铁制管道，在硫酸盐还原菌(最佳生存环境为)作用下，能被腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A．管道发生了吸氧腐蚀B．此类腐蚀会使土壤的增大
C．酸性条件，管道不易被腐蚀D．刷富铜油漆可以延缓管道腐蚀
14．原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是
A．装置①研究的是电解 CuCl2溶液，b 电极上有红色固体析出
B．装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe 上的反应为 Fe-2e-=Fe2＋
C．装置③研究的是电解饱和食盐水，B 电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑
D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应
15．青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（ ）
A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀
B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+
D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理
16．下列实验方案不能达到相应目的的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
17．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。
下列说法不正确的是
A．压强增大主要是因为产生了H2
B．整个过程中，负极电极反应式为：Fe–2e- = Fe2+
C．pH= 4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀
D．pH= 2.0时，正极电极反应式为：2H+ + 2e- = H2↑ 和 O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
二、填空题（共7题）
18．I.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)铜片上的电极反应式为___，电流由___(填“铁片”或“铜片”)流向___。
(2)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，计算导线中流过的电子的物质的量为___ml。
II.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2的B中的Sn为___极，Sn极附近溶液的酸性___(填增强、减弱或不变)。
(2)图2的C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___。
III.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)写出该氢氧燃料电池的正极电极反应式___。
(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”)。
19．(1)依据反应：Cu2++Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(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___________。
②Cu电极上发生的电极反应式是___________。
③电池放电时，电子从___________电极经电流计流向___________电极。(填电极材料)
④电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向ZnSO4溶液一端扩散的离子是 ___________。(填离子符号)
(2)钢铁发生电化学腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①写出钢铁在酸性较强的环境中发生电化学腐蚀的正极反应式：___________。
②为了减缓水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案：
其中连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，则石墨应连接直流电源的___________极。
20．回答下列问题：
(1)某课外活动小组同学用图甲所示装置进行实验，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)为无色晶体，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，如果模拟工业上利用离子交换膜制烧碱的过程，用图乙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提高原料利用率的角度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___。电解过程中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”或“D”)导出。
③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285.8kJ•ml-1，则该燃料电池工作产生36g液态H2O时，理论上有__kJ的能量转化为电能。
21．I．钢铁容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式_______。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，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)图乙所示方案也可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____极。
II．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，弃去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计的装置示意图如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的__。
a．H2SO4 b．CH3CH2OH c．Na2SO4 d．NaOH
(2)电解过程中，电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则另一个电极反应式为_______。
(3)熔融盐燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极，正极的电极反应式为_______。
(4)实验过程中，若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)__L。
22．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择__________（填字母）。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
材料B需定期拆换，其是原因：________________。
（2）图2中，钢闸门C作__________极。若用氯化钠溶液液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应为________________________，检测该电极反应产物的方法是______________________。
（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的____________极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应为__________________________。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学方程式解释其原因：________________________。
（4）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了甲醇燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇蒸气，电解质是掺入了的晶体，在高温下它能传导。电池在高温下工作时正极反应式为__________________________。
23．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质制备等方面应用广泛。
（1）钢闸门在海水中易被腐蚀，常用以下两种方法减少其腐蚀：
①图1中，A为钢闸门，材料B可以选择___（填字母序号）。
a．碳棒 b．铜板 c．锌板
②图2中，钢闸门C做___极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极反应式为___，检验该电极反应产物的方法___。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的___极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为___。
（3）利用电化学法生产硫酸，可使绝大多数单质硫直接转化为SO3，在生产硫酸的同时还能化学发电。图4为电化学法生产硫酸的工艺示意图，电池以固体金属氧化物作电解质，该电解质能传导O2-离子。
①正极每消耗4.48LO2（标准状况下），电路中转移电子的数目为___。
②S(g)在负极生成SO3的电极反应式为___。
24．随着现代科学技术的快速发展，防腐蚀技术也在不断提高。
Ⅰ．金属的腐蚀原理
(1)中性环境中多为吸氧腐蚀，其正极的电极反应为________。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的均会导致体系中c(OH－)________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
(3)不同酸性介质中，金属腐蚀原理并不相同。下图是密闭容器中，生铁在pH=2和pH=4的盐酸中压强随时间的变化过程。
图中代表pH=2的曲线是________（填“a”或“b”）。
Ⅱ．金属的电化学防护
(1) 富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是________。
(2) 缓蚀剂是能明显减缓或阻止金属腐蚀的物质，钼酸钠(Na2MO4)和磷酸二氢锌[Zn(H2PO4)]2是常用自来水(pH范围6.5~8.8)介质碳钢缓蚀剂。
①钼酸钠(Na2MO4)在电极表面被还原为MO2形成保护膜，减缓腐蚀，该电极反应为______；同时，MO42-能与Fe2+反应生成难溶的Fe2O3和MO2，沉积在碳钢表面减缓腐蚀。写出MO42-与Fe2+反应的离子反应方程式：_______。
②电化学反应可使缓蚀剂成分中的Zn(H2PO4)2转化为难溶性的Zn3(PO4)2，形成保护膜，减缓腐蚀。用平衡移动原理解释发生转化原因________。
参考答案
1．A
【详解】
A．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀，A项正确；
B．太阳能电池板的主要材料为Si，B项错误；
C．水库的钢闸门与电源负极连接可实现电化学保护，为外加电流的阴极保护法，C项错误；
D．智能手机常用的锂离子电池属于二次电池，D项错误；
答案选A。
2．D
【详解】
略
3．A
【详解】
A．向盛有蔗糖的烧杯中滴加适量浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌，蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，同时蔗糖体积膨胀，产生有刺激性气味的气体，这又体现了浓硫酸的强氧化性，A正确；
B．在铁制品表面附上一块锌，放置在空气中一段时间，Zn、Fe及金属表面的水膜构成原电池。由于金属活动性Zn＞Fe，所以Zn为负极，被氧化而引起腐蚀，Fe为正极得到保护，这叫“牺牲阳极的阴极保护法”，B错误；
C．将一小块钠加入到一定量的乙醇中，由于Na的密度比乙醇大，且乙醇能够与钠反应产生氢气，所以钠块沉在液体下方并发出嘶嘶声响，C错误；
D．向某溶液中滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则溶液中可能含有Cl-，也可能含有等其它离子，D错误；
故合理选项是A。
4．C
【详解】
A．根据图示，电流由电源流向a，a是阳极、b是阴极，电解法精炼铜，粗铜作阳极、精铜作阴极，电解质溶液为CuSO4 溶液，故A正确；
B．图②装置，锌是负极、铜是正极，阳离子移向正极，所以盐桥中KCl的K+ 移向乙烧杯，故B正确；
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“外接电流的阴极保护法”，故C错误；
D．图④两个装置中通过导线的电子都为1ml时，消耗铝、消耗锌，故D正确；
选C。
5．C
【详解】
由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A． SiC是新型无机非金属材料，故A正确；
B． 芯片的主要成分为晶体Si，故B错误；
C．水下钢柱镶铝块，构成原电池，铝作负极被腐蚀，钢铁作正极被保护，水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．氚、氘与氕是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故D正确；
选B。
7．A
【详解】
A．聚乙烯是一种无毒的塑料，是最常见的食品包装袋材料之一，则用聚乙烯塑料制作食品包装袋与燃烧生成二氧化碳和水无关，故A符合题意；
B．溴离子具有还原性，能与氯气反应生成溴单质，镁离子具有弱氧化性，能用电解熔融氯化镁的方法制得镁，则海水制取溴和镁与单质，与溴离子可被氧化、镁离子可被还原有关，故B不符合题意；
C．氢氟酸能与二氧化硅反应，常用来刻蚀石英制作艺术品，则用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，与氢氟酸能与二氧化硅反应有关，故C不符合题意；
D．钢铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，在护栏上涂油漆可以隔绝钢铁与潮湿空气接触，防止钢铁腐蚀，则公园的钢铁护栏涂刷多彩油漆防锈，与隔绝钢铁与潮湿的空气防止腐蚀有关，故D不符合题意；
故选A。
8．A
【详解】
A．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢(CaSO4)，硫酸钙沉淀转化为碳酸钙：CaSO4(s)+(aq)⇌CaCO3(s)+(aq)，故A正确；
B．用FeS处理含Hg2+的废水生成硫化汞沉淀，Hg2+(aq)+FeS(s)=HgS↓(s)+ Fe2+(aq)，故B错误；
C．用Fe电极电解NaOH溶液，阳极铁失电子生成氢氧化亚铁，阳极反应是Fe+2OH--2e-=Fe(OH) 2，故C错误；
D．Cu在酸性环境中腐蚀，Cu2+氧化性大于H+，H+无法氧化Cu，正极反应：O2+4e-+4H+=2H2O，故D错误；
选A。
9．A
【详解】
A．钢铁发生电化学腐蚀时，负极电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故A正确；
B．碱性氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为H2+2e-+2OH-=2H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故B错误；
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是粗铜，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错误；
D．在阳极上，没有铜活泼的金属Ag、Pt、Au等金属会从阳极掉落下，形成阳极泥，不包含Zn，故D错误；
故选：A。
10．D
【详解】
A．含杂质的锌与盐酸反应时会形成原电池，加快反应速率，选项A不符合；
B．金属在潮湿的空气中放置，水蒸气在金属表面形成一层薄薄的水膜，金属和其含有的其他金属或碳构成原电池的两极，溶在水膜中的二氧化碳形成的碳酸提供了电解质溶液，从而构成原电池，金属易发生吸氧腐蚀，选项B不符合；
C．铁和硫酸铜溶液发生置换反应，被置换出来的铜附着在铁上，和盐酸共同构成原电池，可以加快反应速率，选项C不符合；
D．化工厂的空气中含有大量的化学物质，有的容易与铁制品反应，导致钢铁直接发生化学反应而被腐蚀，选项D符合；
答案选D。
11．D
【详解】
A．咸菜的腌制过程中加入食盐（电解质），钢铁在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，将刀具洗净并擦干，可以减缓钢铁的电化学腐蚀，故A不选；
B．草木灰(碳酸钾)与硝酸铵混合后会发生双水解，产生氨气会挥发，造成氮元素的损失，肥效降低，所以草木灰不与硝酸铵共施，故B不选；
C．盐的水解为吸热过程，温水促进盐的水解，即，增大，在碱性环境下油脂水解完全，故C不选；
D．淀粉酿酒，，则不是葡萄糖被氧化为乙醇，而是被还原成乙醇，故选D。
答案选D
12．D
【详解】
A．金属发生的电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，故A错误；
B．有些合金的耐腐蚀性较强，如不锈钢耐腐蚀，故B错误；
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe-2e-=Fe2+，故C错误；
D．锌的活泼性大于铁，锌、铁构成的原电池，锌为负极；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的阴极保护法，故D正确；
选D。
13．B
【详解】
A．由题意可知，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为 +5H2O+8e-=HS-+9OH-，故不是发生吸氧腐蚀，A错误；
B．由图示可知正极发生的电极反应为+5H2O+8e-=HS-+9OH-，负极上是Fe失电子的氧化反应，土壤中的 pH 增大，B正确；
C．根据题意，硫酸盐还原菌在弱碱性条件下活性高，电化学腐蚀速率快，酸性条件下，虽然硫酸盐还原菌会失活，但铁会发生析氢腐蚀，C错误；
D．管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作为负极，可以加快管道的腐蚀，D错误；故答案为：B。
14．C
【详解】
A．b电极连接电源负极，为阴极，发生还原反应，根据放电顺序判断电极反应为：Cu2＋＋2e-=Cu，则b 电极上有红色固体析出，故A正确；
B．铁在中性环境中多发生吸氧腐蚀，装置乙研究的是吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋，故B正确；
C．B电极与电源的负极相连，因此B极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，故C错误；
D．三个装置为电解池和原电池，反应过程中有电子转移，涉及的主要反应都是氧化还原反应，故D正确。
故选C。
15．B
【分析】
根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是e，多催化层作正极。
【详解】
A．根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，A不正确；
B．氧气在正极得电子生成氢氧根离子电极反应式为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-，B正确；
C．Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓，C不正确；
D．牺牲阳极的阴极保护法是利用了原电池的原理，D不正确；
故选B。
16．D
【详解】
A．Zn和Fe相连插入电解质溶液中，形成原电池。一段时候，取Fe附近的溶液，加入K3[Fe(CN)6]检验Fe2＋，试管内无明显变化，说明Fe没有被腐蚀，Zn保护了Fe防止Fe被腐蚀，验证了牺牲阳极的阴极保护法，能达到实验目的，A不符合题意；
B．如果水解平衡不移动，0.1ml·L－1FeCl3溶液稀释10倍后，pH会从1.43,升高到2.43，现pH=2.19，说明稀释，促进了Fe3＋的水解，能达到实验目的，B不符合题意；
C．向相同浓度的CH3COOH溶液和H3BO3溶液中，滴加相同量的Na2CO3溶液，醋酸溶液中有气泡，生成了CO2，说明醋酸酸性强于碳酸；而硼酸溶液中没有明显现象，说明硼酸酸性弱于碳酸；该实验能达到实验目的，C不符合题意；
D．利用沉淀的转化来验证AgCl和AgI溶解度大小，一般情况下，难溶的电解质能够转化为更难溶的电解质。向2mL0.1ml·L－1AgNO3溶液中滴加3滴0.1ml·L－1NaCl溶液，溶液中Ag＋过量，再滴加KI溶液，Ag＋会与I－直接反应生成AgI沉淀，而不是AgCl沉淀转化为AgI沉淀，不能验证AgCl和AgI溶解度大小，D符合题意；
答案选D。
17．C
【分析】
Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气。
【详解】
A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀；析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A项正确；
B．锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极；由于溶液均为酸性，所以发生的电极反应式为：，B项正确；
C．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，C项错误；
D．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；因此，正极反应式有：和，D项正确；
答案选C。
18．Cu2++2e-=Cu 铜片 铁片 0.04 正 减弱 Zn B>A>C O2+4e-+4OH-=2H2O 减小
【详解】
I．(1)该原电池中，铁片作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铜片作正极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；原电池中电流由正极流向负极，即有铜片流向铁片；
(2)电池总反应为Cu2++Fe=Fe2++Cu，所以消耗的铁与生成的铜物质的量相等，若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，则有n(Fe)==0.02ml，转移的电子为0.04ml
Ⅱ．(1)B为原电池装置，其中Fe比Sn活泼，则Fe极作负极，Sn极作正极，H+在Sn极得到电子产生H2，导致Sn极附近H+的浓度降低，酸性减弱；
②C为原电池装置，其中Zn比Fe活泼，则Zn作负极，被腐蚀的金属为Zn，Fe被保护；同理，在B中，Fe被腐蚀；A不是原电池装置，Fe的腐蚀速度要慢一些；故三个装置中，纯铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C；
Ⅲ．(1)燃料电池中通入空气(氧气)的一极为正极，电解质溶液显酸性，O2得电子后H+反应生成水：O2+4H++4e-=2H2O；
(2)该电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，水的量增多，硫酸的量没有改变，则硫酸溶液的浓度减小。
19．Zn CuSO4、CuCl2等 Cu2++2e-=Cu Zn Cu Cl- 2H++2e-=H2↑ C 正极
【详解】
(1)①在由盐桥组成的原电池中，金属电极应插入由该金属形成的盐溶液中。X电极插入ZnSO4溶液，则电极X的材料是Zn；Y电极是Cu，则Cu电极应该插入含有Cu2+的盐溶液中，可以是CuSO4、CuCl2等溶液；
②由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Cu电极为原电池的正极，在正极上，Cu2+得到电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
③电池放电时，电子由负极Zn电极经外电路的电流表流向正极Cu电极；
④在该原电池中，Zn电极为负极，Cu电极为正极。根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电池放电过程中，由于Zn不断失去电子变为Zn2+进入溶液中，使左侧烧杯中阳离子增多，因此盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向ZnSO4溶液一端扩散的离子是阴离子Cl-；
(2)①钢铁在酸性较强的环境中发生电化学腐蚀是析氢腐蚀，在正极石墨电极上，溶液中的H+得到电子变为H2逸出，故正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
②为了减缓水库铁闸门被腐蚀的速率，在构成的原电池中钢闸门应该为正极，连接在铁闸门上的固体材料R为负极，活动性要比Fe强，且不能与水发生反应。根据金属活动性顺序可知，金属只有Zn符合要求，故合理选项是C；
③要采用外接电流的阴极保护法防止钢闸门生锈，以减缓铁闸门的腐蚀速率，则钢闸门要与电源的负极连接，作阴极，石墨电极连接电源的正极，作阳极。
20．吸氧 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于 D H2+2OH--2e-=2H2O 571.6
【分析】
金属的腐蚀有吸氧腐蚀和析氢腐蚀，结合原电池原理和电解原理分析；结合电解产物分析判断，根据电解过程中生成H2的物质的量计算产生的热量。
【详解】
(1)①开关K与a连接，此时为原电池，Fe为负极，NaCl溶液为中性，则Fe发生吸氧腐蚀；
②K与b连接，为电解池，且Fe作阴极，石墨作阳极，溶液中氯离子、氢离子放电，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生成水和氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，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氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，负极上氢气失去电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；H2的燃烧热为285.8kJ/ml，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/ml，该燃料电池工作产生36g H2O，n(H2O)==2ml，由燃烧的热方程式可知，生成2mlH2O放出571.6kJ的热量，即理论上有571.6kJ的能量转化为电能。
【点睛】
在燃料电池中，如果有O2参与，正极反应物为O2，不同的电解质溶液环境，电极反应方程式不同：①酸性电解质溶液：O2＋4e－＋4H＋=2H2O；②中性或者碱性电解质溶液：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；③熔融的金属氧化物：O2＋4e－=2O2－；④熔融的碳酸盐：O2＋4e－＋2CO2=2。
21．O2+4e-+2H2O═4OH- C 负 c Fe-2e-═Fe2+ O2+2CO2+4e-═2CO(或2O2+4CO2+8e-═4CO) 11.2
【分析】
金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，在正极上都是得电子的还原反应；在原电池中，较为活泼的金属做负极易被腐蚀；在电解池中，作阴极材料的金属被保护，不易被腐蚀。
能使导电能力增强的电解质必须是易溶于水的，且只能是中性的；活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电；燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应，甲烷失电子在熔融碳酸盐为电解质中生成二氧化碳；燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程，结合电荷守恒和原子守恒写出电极反应；在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。
【详解】
I．(1)金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，在正极上都是得电子的还原反应，析氢腐蚀中，正极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，吸氧腐蚀中，正极反应为：O2+4e-+2H2O═4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
(2)在原电池中，较为活泼的金属做负极易被腐蚀，为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用比金属铁活泼的金属，但是金属钠和水反应剧烈，不能做电极材料，可以用金属锌，故答案为：C；
(3)在电解池中，作阴极材料的金属被保护，不易被腐蚀，为保护铁闸门，可以让金属铁作阴极，和电源的负极相连，故答案为：负。
II．(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：c；
(2)活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电，故答案为：Fe-2e-═Fe2+；
(3)燃料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO(或2O2+4CO2+8e-=4CO)，故答案为：O2+2CO2+4e-═2CO(或2O2+4CO2+8e-═4CO)；
(4)阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2ml的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4ml，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O，当转移4ml电子时，消耗CH4(标准状况)的体积V=nVm=0.5ml×22.4L/ml =11.2L，
故答案为：11.2。
22．b 锌作原电池的负极，(失电子， Zn−2e−═Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换 阴 2Cl--2e−═Cl2↑ 湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 负 ClO−+2e−+H2O═Cl−+2OH− Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑ O2+4e−=2O2−
【分析】
根据电化学腐蚀原理分析解答；根据电解原理及原电池原理分析书写电极反应。
【详解】
(1)形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强的作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌作原电池的负极，(失电子，Zn−2e−═Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
(2)Fe作阴极被保护，则钢闸门C做阴极；电解氯化钠溶液时阳极上氯离子失电子生成氯气；其电极反应为：2Cl--2e−═Cl2↑，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸，即用湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；故答案为：阴；2Cl--2e−═Cl2↑；湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
(3)①“镁−次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO−得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO−+2e−+H2O═Cl−+2OH−；故答案为：负； ClO−+2e−+H2O═Cl−+2OH−；
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应为：Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑；
(4)固体电解质的燃料电池，燃料电池放电时负极发生的是燃料甲醇气体失电子的氧化反应，则负极反应为：CH3OH−6e−+3O2−═CO2+2H2O，正极氧气得电子发生还原反应，生成氧离子，电极反应为：O2+4e−=2O2−，故答案为：O2+4e−=2O2−。
【点睛】
电化学保护法，因为金属单质不能得电子，只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极--阴极，就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。有两种情况；一种是牺牲阳极的阴极保护法，一种是外加直流电源的阴极保护法。
23．c 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 负 ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH- 0.8NA或4.816×1023 S-6e-+3O2-=SO3
【分析】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B的金属性比A强。
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应不失电子。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，溶液中的Cl-失电子生成Cl2，检验该电极反应产物应使用湿润的淀粉碘化钾试纸。
（2）E为镁合金，在该电极，镁失电子，F电极上ClO- 转化为Cl-。
（3）①正极O2+4e-=2O2-，由此可计算电路中转移电子的数目。
②在负极S(g)失电子转化为SO3。
【详解】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B应选择金属性比A强的锌。答案为：c；
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应做阴极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验该电极反应产物的方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
（2）E为镁合金，做该燃料电池的负极。F电极为正极，电极反应式为ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-。答案为：负；ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-；
（3）①正极O2+4e-=2O2-，n(O2)==0.2ml，则电路中转移电子的数目为0.2ml×4NA= 0.8NA或4.816×1023。答案为：0.8NA或4.816×1023；
②在负极S(g)在O2-存在的环境中失电子，转化为SO3，电极反应式为S-6e-+3O2-=SO3。答案为：S-6e-+3O2-=SO3。
【点睛】
要保护金属制品，把金属制成合金，成本过高。通常采用的方法是电化学防护法，也就是设法阻止被保护金属失电子，要么与更活泼的金属相连，要么与电源的负极相连。若在金属制品外表涂油或油漆，虽然也能对金属制品起保护作用，但效果相对较差。
24．O2+2H2O+4e-=4OH- 增大 a 形成原电池，锌失去电子作负极，铁为正极，被保护 MO42-+2e-+2H2O=MO2+4OH- MO42-+2Fe2++2OH-=MO2+Fe2O3+H2O 正极反应使c(OH-)增大, 使平衡H2PO4-HPO42-+H+ HPO42-PO43-+H＋正向移动，有利于2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓生成。
【分析】
I.(1)中性环境中金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀，在正极上溶解在溶液中的氧气获得电子，变为OH-；
(2)析氢腐蚀是在强酸性溶液中，H+获得电子变为H2逸出，吸氧腐蚀是溶解在溶液中的氧气获得电子，变为OH-，结合溶液中Kw不变分析体系中c(OH-)变化；
(3)气体增多导致体系的压强增大；气体减少，导致体系的压强减小，结合溶液的pH大小分析判断；
II.(1)根据金属活动性Zn>Fe，依据原电池反应原理分析；
(2)①根据元素的化合价变化，判断电极反应；根据电子得失数目相等，书写离子方程式；
②Zn(H2PO4)2在溶液中电离产生Zn2+和H2PO4-，根据H2PO4-的电离平衡移动分析产生难溶性的Zn3(PO4)2。
【详解】
I.(1)中性环境中，溶液中H+浓度较小，金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀，在正极上溶解在溶液中的氧气获得电子，变为OH-，所以正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
(2)析氢腐蚀是在强酸性溶液中，溶液中c(H+)较大，溶液中的H+获得电子变为H2逸出，H+放电使溶液中c(H+)降低，由于在溶液中存在水的电离平衡，温度不变，Kw=c(H+)·c(OH-)不变，c(H+)降低，则溶液中c(OH-)增大；而金属发生吸氧腐蚀时，是溶解在溶液中的氧气获得电子，变为OH-，使体系中c(OH-)增大。因此无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀在，最终都导致溶液中c(OH-)增大；
(3)溶液的pH=2时是强酸性环境，发生的为析氢腐蚀，产生气体，使体系的气体压强增大。根据图示可知：a是随着反应的进行体系的压强增大，说明反应产生了气体，使体系的压强增大，发生的为析氢腐蚀，所以曲线a是在pH=2的强酸性环境发生的腐蚀；
II.(1)由于金属活动性Zn>Fe，所以Zn、Fe及周围的电解质溶液构成原电池，Zn作负极，失去电子被氧化；而Fe作原电池的正极，被保护；
(2)①在钼酸钠(Na2MO4)中M元素化合价为+6价，在阴极上获得电子变为+4价的MO2，附着在电极上，在电极表面形成保护膜，电极反应式为：MO42-+2e-+2H2O=MO2+4OH-；
MO42-能与Fe2+反应生成难溶的Fe2O3和MO2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：MO42-+2Fe2++2OH-=MO2+Fe2O3+H2O；
②在电化学反应中，在正极上反应产生的OH-使溶液中c(OH-)增大，使平衡H2PO4-HPO42-+H+及HPO42-PO43-+H＋的电离平衡正向移动，导致溶液中c(PO43-)增大，有利于发生反应2PO43-+3Zn2+Zn3(PO4)2↓，形成Zn3(PO4)2沉淀。
【点睛】
本题考查了金属的腐蚀与保护的知识。金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀，金属发生的电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍，在电化学腐蚀中主要是吸氧腐蚀，只有在强酸性环境才可能发生析氢腐蚀。可结合产生金属腐蚀的原因，对金属进行保护。可以采用电化学对金属进行保护，也可以使金属发生反应，在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜或覆盖保护层，阻止金属与周围的物质接触，也可以通过改变金属的内部结构，如把铁变为不锈钢等方法对金属进行保护。实验操作
实验现象
结论
A
向盛有蔗糖的烧杯中滴加适量浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌
蔗糖变黑，体积膨胀，产生有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
在铁制品表面附上一块锌，放置在空气中一段时间
铁制品没有明显变化，锌表面被腐蚀
这种金属防护的方法是“牺牲阴极的阳极保护法”
C
将一小块钠加入到一定量的乙醇中
钠块浮在液体上方并熔成小球发出嘶嘶声响
钠可以和乙醇反应放出氢气
D
向某溶液中滴加硝酸银溶液
产生白色沉淀
溶液中有Cl-
选项
生产活动
化学原理
A
用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜
聚乙烯燃烧生成和
B
利用海水制取溴和镁单质
可被氧化、可被还原
C
利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
氢氟酸可与反应
D
公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆
钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
选项
家务劳动
化学知识
A
将切过咸菜的钢制刀具洗净并擦干
减缓钢铁的电化学锈蚀
B
给花木施肥时，草木灰不与硝酸铵共施
草木灰与硝酸铵反应造成肥效降低
C
用温热的纯碱溶液清洗厨具油污
油脂在热的纯碱溶液中更易发生水解
D
用富含淀粉的谷物酿酒
淀粉水解为葡萄糖后再氧化为乙醇
目的
A．验证牺牲阳极的阴极保护法
B．研究浓度对FeCl3水解平衡的影响
实验方案
目的
C．比较CH3COOH和H3BO3（硼酸）酸性的强弱
D．比较AgCl和AgI溶解度的大小
实验方案