鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护同步测试题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护同步测试题，共38页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列叙述正确的是
A．需要通电才可进行的有：电解、电离、电镀、电化学腐蚀
B．、、都能和碱溶液发生反应，因此它们都属于酸性氧化物
C．苛性钠、次氯酸、氯气按顺序分类依次为：强电解质、弱电解质和非电解质
D．冰水混合物，干冰、酒精、水银均为纯净物
2．利用原电池原理可以避免金属腐蚀，某小组同学设计了如下图所示的实验方案来探究铁片的腐蚀情况。下列说法中正确的是

A．甲中的铁片附近会出现蓝色
B．甲中形成了原电池，锌片作正极
C．乙中铜片附近会出现红色
D．乙中的铜片上发生氧化反应
3．四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作光刻显影剂。以四甲基碳酸氢铵[(CH3)4NHCO3]水溶液为原料，电解制备(CH3)4NOH的装置如图所示。下列说法不正确的是
A．工作时原料室(CH3)4N+向II室迁移
B．Ⅰ室可得到H2和CO2
C．当外电路中有1ml电子通过时，理论上能生成lml(CH3)4NOH
D．电解总反应：4(CH3)4NHCO3+2H2O4(CH3)4NOH+2H2↑+O2↑+4CO2↑
4．二氧化氯(ClO2)是国内味公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一、如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。下列说法正确的是
A．电源负极为接B电极
B．右侧极室中H2SO4的浓度变小
C．阴极室发生反应依次为：ClO2＋e-= ClO、ClO＋ClO＋2H＋=2ClO2↑＋H2O
D．相同时间内，阴极区得到的气体物质的量是阳极区所得气体的物质的量的4倍(忽略气体的溶解)
5．一种镁—空气电池装置如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。则下列说法中错误的是
A．电流从b出发经外电路到a
B．活性炭可以加快在电极上的反应速率
C．负极反应式为
D．当电路中转移1ml电子时，可消耗标准状况下5.6L
6．H2S可通过电化学循环法转化为H2SO4和H2，其装置如图所示。下列分析错误的是
已知氧化过程发生两步反应：H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2。
A．电极a周围溶液pH减小
B．电流由电极b经负载、电极a、离子导体回到电极b
C．理论上1mlH2S参加反应可产生1ml H2
D．用此电池为铅蓄电池充电，该电池生成19.6g H2SO4时，铅蓄电池消耗7.2g水
7．我国科学家研究发现了一种电化学“大气固碳”方法。电池工作原理如图所示。该电池放电时的总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C。在充电时。通过催化剂的选择性控制。只有Li2CO3发生氧化。释放出CO2和O2。下列说法正确的是
A．该电池既可选用含水电解液，也可选用无水电解液
B．放电时，每转移4ml电子，正极区质量增加160g
C．充电时阳极发生的反应是C+2Li2CO3-4e-=3CO2↑+4Li+
D．理论上每固定3mlCO2，该电池放电和充电过程需转移4ml电子各一次
8．我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是
A．苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极
B．图2是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，空气中的氧气在铜片表面得电子
C．图3酸性锌锰干电池中锌筒做负极被不断消耗，用久有漏液风险
D．图4电池电子从镁电极流向铝电极
9．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为理离子电池发展作出重要贡献的科学家。用太阳能电池给磷酸铁锂电池充电示意图如图所示，阳极反应为：LiFePO4-xe-=xLi++Li1-xFePO4.下列叙述正确的是
A．晶体硅能将太阳能转化为电能，太阳能电池属于原电池，
B．该理电池放电时负极反应为：LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6
C．充电时。隔膜每通过3mlLi+，俚盐有机溶液中通过3 ml电子
D．磷酸铁理电池充放电过程中，Fe、C、P元素化合价均不发生变化
10．如图装置（Ⅰ）为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K+通过，该电池充放电的化学方程式为2K2S2+KI3K2S4+3KI；装置（Ⅱ）为电解池的示意图，当闭合开关K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是（ ）
A．闭合K时，K+从左到右通过离子交换膜
B．闭合K时，电极X是阳极
C．闭合K时，电极A的反应式为3I--2e-=I3-
D．闭合K时，当有0.1mlK+通过离子交换膜，X电极上产生气体2.24L
二、填空题
11．(1)如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。
①锌片上的现象是锌片逐渐溶解，电极反应为 ；
②电流由 经导线流向 ，说明 为正极；
③当收集到氢气4.48L(标况下)时，通过导线的电子为 ml。
(2)在25℃时，用石墨电极电解溶液；5min后，在一个石墨电极上有6.4gCu生成。试回答下列问题：
① 极发生氧化反应，电极反应式为 ；
②得到O2的体积(标准状况)是 L。
12．某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：
Ⅰ．用如图1所示装置进行第一组实验．
(1)在保证电极反应不变的情况下，能替代Cu做电极的是 (填字母序号)．
(2)M极发生反应的电极反应式为 ；
(3)实验过程中，SO (填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有 ，写出产生此现象的反应方程式： ；
Ⅱ．用如图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中，X极区溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)；
(5)电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O 和 4OH--4e-═2H2O+O2↑，若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少 g。
(6)在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料， 电池总反应为：2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极的电极反应式为 。
13．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%。在此工艺中，物料传输和转化关系如图，其中电极未标出，所用离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)电解池A中，离子交换膜的作用除了平衡电荷并形成闭合回路外，还有： 。
(2)电解池A阴极产物化学式为： 。
(3)燃料电池B负极反应式为： 。
(4)分析比较图示中a%与b%的大小：a% b%(填“＞”“＜”或“=”)。
(5)假设空气中O2体积比占20%。标准状况下，当得到8.96 L气体X时，电路中通过电子 ml，需要通入空气 L。
(6)该工艺虽然节约了能源，但与传统氯碱工业相比。产品减少了 的产量。
14．电化学方法是化工生产中常用的一种方法。利用该装置可以得到不同的产物：
Ⅰ．氯碱工业中，用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制备氯气。
(1)b电极的电极反应式：
(2)该电解池的总方程式：
(3)若有产生0.4ml电子，产生气体的总体积是 (标准状况下)
Ⅱ．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2工艺。
(4)a电极附近pH (填“增大”“减小”或“不变”)。电极反应式为 。
(5)b电极作电解池的 极，电极反应式为 。
(6)该工艺应使用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
15．按要求填空：
（1）向含Mg(OH)2固体的饱和溶液中加入适量NH4Cl固体，沉淀溶解平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，C(Mg2+) (填“增大”“减小”“不变”)，其Ksp (填“增大”“减小”“不变”)
（2）用金属Mg和Al作电极材料插入NaOH溶液中， 为负极，该电极的离子方程式为 。
（3）轮船外壳上常镶嵌锌块以防腐蚀，该方法称为 。
16．填空。
(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。下图所示为一定条件下1mlCH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①在一定时间内，在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成 (填“CO、HCHO”)；
②2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H= 。
(2)一种以铜作催化剂可以达到脱硫效果。利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。
①写出铜电极上电极反应式 ，
②写出石墨电极上电极反应式 ，
③图中的隔膜为 交换膜(填“阳离子或阴离子”)；
(3)某人设想以下图所示装置用电化学原理模拟生产硫酸：
①通入O2的电极是 极，写出该电极上电极反应式 ，
②若此过程中转移了0.2ml电子，则质子膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为 g(忽略气体的溶解)。(只允许气体通过)
17．(1)某甲醇-空气燃料电池的工作原理如图1所示箭头丧示物质的进入或排出：
①甲电极为该燃料电池的 选填“正极”或“负极”，该电极的电极反应方程式为 。
②用该电池作供电电源，用情性电极电解足量的溶液，若阴极增重，则理论上消耗甲醇 g。
(2)尿素树脂生产过程中所排放的废水中往在含有甲醇，这种含甲醇的废水会对环境造成污染。向该废水中加入一定量的酸性溶液，然后采用图2所示装贸进行电解即可除去甲醇，除甲醇的原理：电解产物将废水中的甲醇氧化为。
①阳极反应式为 。
②请用离子方程式表示该法除甲醇的原理为 。
③排放该电解后的废水的铁质管道易被腐蚀，除与发生置换反应外，还发生电化学腐蚀，发生还原反应的电极反应式为 。
18．在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的 ，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、 法、 等方式在金属表面形成稳定的 。
19．钢铁腐蚀现象在生产、生活中普遍存在，也是科学研究的关注点之一
(1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应式为 。
(2)外加电流的阴极保护法是防止钢铁腐蚀的常用方法之一，该方法中，需将被保护的碳钢管与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连。
(3)在铁制品表面镀锌可防止铁制品被腐蚀，镀锌层即使局部破损，仍可防止破损部位被腐蚀，原因是 。
(4)研究人员就大气环境对碳钢腐蚀的影响进行了研究。其中，A、B两个城市的气候环境和碳钢腐蚀速率数据如下：
①研究人员认为，A、B两城市中碳钢同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。碳钢发生析氢腐蚀时，正极的电极反应式为 。
②结合化学用语解释A、B两城市中碳钢能发生析氢腐蚀的原因： 。
③用电化学原理分析B城市碳钢腐蚀速率高于A城市的主要原因： 。
20．乙烷(C2H6)作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：(如图所示，装置I为乙烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置II实现铁棒上镀铜。
①a处应通入 (填“C2H6”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 。
②电镀结束后，装置I中溶液的pH (填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置II中Cu2＋的物质的量浓度 。
③电镀结束后，装置I溶液中的阴离子除了OH－以外还含有 (忽略水解)；在此过程中若完全反应，装置II中阴极质量变化12.8 g，则装置I中理论上消耗乙烷 L(标准状况下)。
三、实验题
21．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，完成下列问题：
（1）甲池燃料电池的负极反应为 。
（2）写出乙池中电解总反应的化学方程式： 。
（3）甲池中消耗224mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生 g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400mL，该溶液的pH= 。
（4）某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取消毒液或Fe(OH)2 的实验装置(如图)。若用于制消毒液，a为电池的 极，电解质溶液最好用 。若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用 作电极。
22．Ⅰ．某化学兴趣小组利用下图所示装置探究金属的电化学防护，观察到的实验现象是：锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。
(1)写出负极的电极反应式： 。
(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：
假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋；
假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3＋；
假设3： 。
(3)为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0.01 ml/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，发生反应的离子方程式为 ；
③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，未见蓝色沉淀生成；
④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。
据②、③、④现象得出的结论是 。
Ⅱ．氢氧化钾和二氧化锰都是重要的化工原料。回答下列问题：
(4)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可以石墨为电极，用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如下图所示。
①该电解槽的阳极反应式为 。
②通电一段时间后，阴极附近溶液pH会 (填“增大”、“减小”或“不变”)，请用平衡移动原理简述原因： 。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 (填“A”或“B”)导出。
(5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反应式是 。若电解电路中通过2 ml电子，MnO2的理论产量为 g。
23．如图是一个电化学过程的示意图．请回答下列问题：
(1)通入CH3OH的电极的电极反应式为 ．
(2)丙池是铜的精炼池，电解一段时间后烧杯中的溶液浓度会 (填“增大、减小、不变”)，A电极反应式 (已知粗铜中含有Zn，Ag杂质)．
(3)丁池中滴有酚酞，实验开始后观察到的现象 ，丁池采用无隔膜电解，产生的氯气可能会与KOH溶液接触仅得到KClO和H2，则相应的化学反应方程式为 。
(4)若甲、乙两个电池氧气通入量均为20L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过丁池的电量为 (法拉第常数)，丁池最多能产生气体的总体积为 L(标准状况)。
A．铝
B．石墨
C．镁
D．铂
城市
年均温度℃
年均湿度%
的浓度()
大气沉积速率()
腐蚀速率()
A
17.0
76
61
29
58
B
12.3
72
54
420
79
参考答案：
1．D
【详解】A．电解质的电离和电化学腐蚀都不需要通电，A错误；
B．NO2与碱反应时发生氧化还原反应，故NO2不属于酸性氧化物，CO2、SO2属于酸性氧化物，B错误；
C．苛性钾是强碱，属于强电解质，次氯酸是弱酸属于弱电解质，氯气是单质既不是电解质也不是非电解质，C错误；
D．冰水混合物，干冰、酒精、水银都只含有一种物质，故均为纯净物，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．甲中锌为负极，其失去电子变为锌离子，而铁片是正极，其被保护而不会被腐蚀，没有亚铁离子生成，而铁氰化钾与亚铁离子反应会生成蓝色物质，实验室常用此法来检验亚铁离子，因此铁片附近不会出现蓝色，故A错误；
B．甲中形成了原电池，锌为负极，锌失去电子变为锌离子，铁为正极，铁不反应，故B错误；
C．乙中铁作负极，铜作正极，铜附近氧气得到电子变为氢氧根而使溶液呈碱性，因此，酚酞变为红色，故铜片附近出现红色，故C正确；
D．乙中铁作为负极，其失去电子变为亚铁离子发生氧化反应；铜片作为正极，其表面上有氧气发生还原反应，故D错误；
故答案选C。
3．B
【详解】A．电解池中阳离子向阴极运动，(CH3)4N+向II室迁移，A正确；
B．Ⅰ室为阳极室，水电离出的氢氧根离子放电发生氧化反应生成氧气，2H2O- 4e- =4H++O2↑，向Ⅰ室迁移与生成的氢离子生成水和二氧化碳气体，B错误；
C．阴极室中水电离出的氢离子放电发生还原反应生成氢气，2H2O+2e- =2OH-+H2↑，溶液中氢氧根离子浓度变大，原料室中(CH3)4N+向II室迁移生成(CH3)4NOH，(CH3)4N++ OH-=(CH3)4NOH，当外电路中有1ml电子通过时，理论上能生成lml(CH3)4NOH，C正确；
D．由BC分析可知，总反应为 (CH3)4NHCO3和H2O反应生成氧气、二氧化碳、氢气、(CH3)4NOH，电解总反应：4(CH3)4NHCO3+2H2O4(CH3)4NOH+2H2↑+O2↑+4CO2↑，D正确；
故选B。
4．C
【分析】由图可知，电极A上发生反应ClO2+e-=ClO，生成的ClO与溶液中的ClO3-结合生成ClO2，则A为阴极室；B为阳极室，水中的氢氧根失去电子得到氧气，氢离子向左边移动。
【详解】A．由上述分析可知，B为阳极，接电源的正极，故A错误；
B．右侧是阳极室，水中的氢氧根失去电子得到氧气，氢离子向左边移动，消耗了水，故硫酸的浓度增大，故B错误；
C．阴极室中电极A上发生反应ClO2＋e-= ClO，生成的ClO2-与溶液中的ClO结合生成ClO2，离子反应方程式为：ClO＋ClO＋2H＋=2ClO2↑＋H2O，故C正确；
D．根据阴极区的反应，当转移4ml电子时，阴极区得到的气体为8ml；阳极区得到氧气1ml，故阴极区得到的气体物质的量是阳极区所得气体的物质的量的8倍，故D错误。
5．C
【分析】Mg、活性炭和KOH浓溶液构成原电池，Mg易失电子作负极，C作正极，负极电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池反应式为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。
【详解】A．由上述分析可知，a为负极，b为正极，原电池工作时，电流由正极流向负极，即电流从b出发经外电路到a，故A正确；
B．活性炭可吸附氧气，使正极上氧气的浓度增大，加快O2在正极上的反应速率，故B正确；
C．由上述分析可知，负极的电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓，故C错误；
D．根据O2~4e-可知，当电路中转移1ml电子时，消耗0.25ml氧气，标况下体积为0.25ml×22.4L/ml=5.6L，故D正确；
故答案选C。
6．C
【详解】A．电极a为负极，是二氧化硫生成硫酸，即溶液的酸性增强，pH减小，A正确；
B．电极a为负极，电极b为正极，电流从b经过负载流向a，通过离子导体回到电极b，B正确；
C．H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O，S+O2=SO2，1ml硫化氢反应生成2ml二氧化硫，二氧化硫失去4ml电子生成硫酸，对应产生2ml氢气，即理论上1ml硫化氢参与反应可以产生2ml氢气，C错误；
D．该电池生成19.6克硫酸，即0.2ml硫酸，转移0.4ml电子，铅蓄电池中每消耗2ml水转移2ml电子，故消耗0.4ml水，即7.2克水，D正确；
故选C。
7．B
【分析】由题干所给信息可知，该图为电池工作原理图，所以A电极为负极，B电极为正极，充电时，A与电源负极相连为阴极，而B与电源正极相连为阳极。
【详解】A．该电池负极为Li，可以与水反应，所以不能用含水电解液，A错误；
B．放电时，正极区发生反应：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C，当转移4ml电子时，正极区域增加的质量为2mlLi2CO3和1mlC的质量，为160g，B正确；
C．依据已知条件，充电时，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2，C错误；
D．仅放电时涉及CO2的固定，充电时释放CO2，D错误；
故选B。
8．D
【详解】A．苹果中含有苹果酸，苹果酸属于电解质，Fe、Cu两种金属性不同的金属，铁比铜活泼，图1构成原电池，铁作负极，故A说法正确；
B．铁比铜活泼，当电解液为氯化钠溶液时，发生吸氧腐蚀，铁作负极，铜作正极，氧气在铜片表面得电子，故B说法正确；
C．锌为活泼金属，锌锰干电池中锌作负极，锌发生氧化反应，被消耗，锌铜会变薄，有漏液风险，故C说法正确；
D．Mg虽然比Al活泼，但Mg不与氢氧化钠溶液反应，而Al能与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，则Al作负极，Mg作正极，根据原电池工作原理，电子从Al经外电路流向Mg电极，故D说法错误；
答案为D。
9．B
【分析】由磷酸铁锂锂离子电池图解可知，该装置为电池充电状态，属于电解池，电解池中阳离子向阴极移动，锂离子从右向左移动，则钢箔为阳极，铝箔为阴极，据此回答问题。
【详解】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，晶体硅能将太阳能转化为电能，则硅太阳能电池不属于原电池，故A错误；
B．该锂电池放电时负极为铝箔，发生氧化反应，阳极反应式为LiFePO4－xe－=xLi＋＋Li1－xFePO4，即放电时正极为xLi＋＋Li1－xFePO4＋xe－= LiFePO4，即负极反应为：LiC6－xe－=xLi＋＋Li1－xC6，故B正确；
C．电子不能在溶液中移动，故C错误；
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li+迁移实现，根据B项分析，放电时正极为xLi＋＋Li1－xFePO4＋xe－= LiFePO4，Li、Fe元素化合价发生变化，故D错误；
答案为B。
10．A
【分析】当闭合开关K时，X附近溶液先变红，说明X极生成OH－，应为电解池的阴极，发生反应为：2H2O+2e－＝H2↑+2OH－，Y为电解池的阳极，发生：2Cl－-2e－＝Cl2↑，则A为原电池的负极，电极反应式为2K2S2-2e－＝K2S4+2K＋，B为原电池的正极，电极反应式为I3－+2e－＝3I－。
【详解】A. 原电池工作时，阳离子向正极移动，应从左到右通过离子交换膜，故A正确；
B. 当闭合开关K时，X附近溶液先变红，说明X极生成OH－，应为电解池的阴极，故B错误；
C. X为电解池的阴极，发生反应为：2H2O+2e－=H2↑+2OH－，故C错误；
D. 当有0.1mlK＋通过离子交换膜，即当电极Y有0.1mle－转移时，根据2H＋+2e－＝H2↑知产生0.05mlH2，标况下的体积是1.12L，题中没有给定气体的存在状态，不能确定气体的体积一定为11.2L，故D错误；
故选：A。
11． Cu Zn Cu 0.4 阳 1.12
【详解】①锌片上的现象是锌片逐渐溶解，则锌失去电子被氧化，电极反应为；②电流由Cu经导线流向Zn，说明Cu为正极；③正极反应为，则， 当收集到氢气4.48L(标况下)时，通过导线的电子为0.4ml。
(2)①阳极发生氧化反应，电极反应式为；②依据电极反应电子守恒，生成铜物质的量为0.1ml，电子转移为0.2ml；得到O2的体积0.05ml×22.4L/ml=1.12L (标准状况)。
12．(1)BD
(2)Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
(3) 从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)增大
(5)0.28
(6)2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-
【详解】（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝、镁是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故答案为：BD；
（2）M电极连接原电池正极，所以是电解池阳极，阳极材料是活性电极，铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故答案为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2；
（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，反应的活性方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
（5）X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等得×2=×4+×6，解得x=0.28g，故答案为：0.28；
（6）正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。
13．(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应
(2)H2、NaOH
(3)H2+2OH--2e-=2H2O
(4)＜
(5) 0.8 22.4
(6)H2
【分析】燃料电池B中，通入空气的电极为正极，则通入Y的电极为负极；电解池A中，右侧电极与负极相连，为阴极，则左侧电极为阳极。电解饱和食盐水时，阳极Cl-失电子生成Cl2，则X为Cl2，阴极水得电子，生成H2和OH-，Na+通过阳离子交换膜进入右侧阴极区；在B池中，通入的Y(H2)在左侧负极失电子，与OH-结合成水；Na+通过阳离子交换膜进入右侧正极区，在正极，O2得电子产物与水作用生成OH-，此时溶液中NaOH增多，浓度增大。
【详解】（1）电解池A中，电解饱和食盐水，阳极生成的Cl2能与阴极生成的H2和NaOH反应，产物不仅影响产品的纯度，还可能引起爆炸，所以离子交换膜的作用除了平衡电荷并形成闭合回路外，还有：能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。答案为：能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应；
（2）由分析可知，电解池A中，阴极发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，所以产物的化学式为：H2、NaOH。答案为：H2、NaOH；
（3）燃料电池B中，负极通入的Y(H2)失电子产物与OH-结合成水，反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O。答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；
（4）因为在燃料电池的正极，O2得电子产物与电解质反应生成OH-，与负极迁移的Na+构成NaOH，从而使NaOH溶液的浓度增大，所以图示中a%与b%的大小：a%＜b%。答案为：＜；
（5）n(Cl2)==0.4ml，Cl2——2e-，则电路中通过电子0.4ml×2=0.8ml；由关系式O2——4e-，可得出需要通入空气的体积为：=22.4L。答案为：0.8；22.4；
（6）该工艺虽然节约了能源，但与传统氯碱工业相比，阴极产生的H2在负极被消耗，所以产品减少了H2的产量。答案为：H2。
【点睛】在燃料电池中，通入空气或氧气的电极为正极。
14．(1)
(2)
(3)4.48L
(4) 增大
(5) 阳
(6)阳
【详解】（1）右边加入氯化钠饱和溶液，则b电极是氯离子失去电子，其电极反应式：；故答案为：。
（2）该电解池的总方程式：；故答案为：。
（3）根据，转移2ml电子得到2ml气体，若有产生0.4ml电子，产生气体物质的量为0.2ml，其总体积是4.48L(标准状况下)；故答案为：4.48L。
（4）电解饱和食盐水制取ClO2工艺，b极氯离子失去电子，a电极是得到电子，即a电极为水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此附近pH增大。电极反应式为；故答案为：增大；。
（5）b极氯离子失去电子变为ClO2，则b电极作电解池的阳极，电极反应式为；故答案为：阳；。
（6）右边阳离子电荷多即该工艺中阳离子向左边移动，说明是应使用阳离子交换膜；故答案为：阳。
15． 正向移动 增大 不变 Al Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 牺牲阳极的阴极保护法
【分析】(1)NH4Cl为强酸弱碱盐，其溶于水后，使溶液显酸性，可Mg(OH)2与电离出的氢氧根离子反应；温度未变，则Ksp不变；
(2)Al可与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，而Mg不能，则Al作负极；
(3)锌比铁活泼，作原电池的负极。
【详解】(1)NH4Cl为强酸弱碱盐，其溶于水后，使溶液显酸性，可Mg(OH)2与电离出的氢氧根离子反应，使Mg(OH)2的电离平衡正向移动；c(Mg2+)增大；温度未变，则Ksp不变；
(2)Al可与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，而Mg不能，则Al作负极，则电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
(3)锌比铁活泼，作原电池的负极，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法。
【点睛】Ksp只与温度有关，温度未变，则Ksp不变。
16．(1) HCHO -470kJ/ml
(2) Cu2++2e-=Cu 2H2O+SO2-2e-=+4H+ 阳离子
(3) 正 O2+4e-+4H+=2H2O 4.4
【详解】（1）①根据图象可以看出有催化剂时转化成甲醛活化能最低，故使用催化剂时主要产物为HCHO；②2HCHO（g）+O2（g）═2CO（g）+2H2O（g）该反应为放热反应，△H=-2（676-158-283）kJ•ml-1=-470kJ•ml-1。
（2）石墨电极为阳极，铜电极为阴极，SO2在石墨电极上失去电子生成，铜离子由左侧通过隔膜到右侧，在铜电极上得电子生成单质铜，所以隔膜应为阳离子交换膜，且铜电极反应式为Cu2++2e-=Cu，石墨电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+。
（3）①氧气中氧元素化合价降低发生还原反应，故通入O2的电极是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；
②左侧电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+，左侧产生的部分氢离子通过质子交换膜移向右侧，右侧氧气获得电子，酸性条件下生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，若此过程中转移了0.2ml电子，则通过质子交换膜的氢离子为0.2ml，根据电子转移守恒，反应的二氧化硫物质的量为0.2ml 2=0.1ml，质量为0.1ml×64g/ml=6.4g，反应的氧气物质的量为0.2ml 4=0.05ml，质量为0.05ml×32g/ml=1.6g，则质子膜两侧电解液的质量变化差：△m左−△m右=m(SO2)−m(H+)−[m(O2)+m(H+)]=6.4g−1.6g−2×0.2ml×1g/ml=4.4g；
17． 负极
【详解】(1)①醇碱性燃料电池中，氢离子移向正极，所以甲电极为负极，负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应，在酸性电解质环境下，电极反应式为：，故答案为：负极；；
②用该电池作供电电源，用情性电极电解足量的溶液，阴极电极反应为：，每转移2ml电子，析出64g铜，所以阴极质量增重时，转移电子数为：，电池与电解池为串联，所以当电解池中转移电子，电池中转移电子数为，依据可知消耗甲醇，质量为，故答案为：；
(2)①电解池中，和电源的正极相连的石墨Ⅰ是电解池的阳极，该电极上发生失电子的氧化反应，故答案为：；
②将甲醇氧化为二氧化碳，本身被还原为，即，故答案为：；
③酸性条件下，铁质管道发生析氢腐蚀，正极发生还原反应，电极反应式为：，故答案为：。
18． 保护层 离子注入 表面渗镀 钝化膜
【详解】金属锈蚀是金属与空气中氧气、水等物质反应生成金属的化合物而导致金属被腐蚀。在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
19．(1)Fe-2e-= Fe2+
(2)负极
(3)Zn与Fe构成原电池时，Zn易失电子做负极，Fe作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品
(4) 2H++2e-=H2↑ A、B两城市中年均湿度较高，并且的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境为酸性，能发生析氢腐蚀 B城市大气沉积速率远大于A城市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐蚀的进行
【详解】（1）碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，Fe在负极失去电子生成Fe2+，电极方程式为：Fe-2e-= Fe2+。
（2）外加电流的阴极保护法原理是：将被保护的金属连接电源负极，成为阴极，得电子被保护。
（3）Zn与Fe构成原电池时，Zn易失电子做负极，Fe作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品。
（4）①碳钢发生析氢腐蚀时，H+在正极得电子生成H2，正极上发生的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
②A、B两城市中年均湿度较高，并且的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境为酸性，能发生析氢腐蚀；
③B城市大气沉积速率远大于A城市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐蚀的进行。
20． C2H6 C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O 变小 不变 0.64
【分析】I为乙烷燃料电池，装置II实现铁棒上镀铜，根据电镀原理，则Fe为阴极，Cu为阳极，Fe极与a极相连，Cu极与b极相连，a极为负极，b极为正极，故a极通C2H6，b极通氧气。
【详解】①乙烷燃料电池中，通入乙烷的一极为负极，通入O2的一极为正极，a处应通入C2H6，a极为负极，由于电解质溶液为KOH溶液，a处C2H6发生氧化反应生成，1mlC2H6失去14ml电子，a处的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O。
②装置I中电池总反应为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，OH-浓度减小，pH变小。装置II中Cu极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Fe极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，装置II中Cu2+的物质的量浓度不变。
③根据装置I中的电池总反应有生成，电镀结束后装置I溶液中的阴离子除了OH-外还含有，装置II中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，装置I中负极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，根据电子守恒，，=ml，消耗乙烷在标准状况下的体积为ml22.4L/ml=0.64L。
21． CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ 1.16 1 负 饱和食盐水 铁(Fe)
【分析】（1）甲醇的燃料电池，甲醇在负极发生氧化反应，在碱性环境下变为碳酸根离子，由此书写电极反应方程式：
（2）乙池为电解池，石墨做阳极，银做阴极；阳极极反应4OHˉ-4e－=O2↑++2H2O，阴极极反应2Cu2＋+4e－=2Cu，在得失电子守恒的情况下两个反应相加得总反应式；
（3）丙池中用惰性电极电解氯化镁溶液总反应为MgCl2+2H2OMg（OH）2↓+Cl2↑+H2↑：甲池为原电池，总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，根据串联电路转移电子数相等规律可知：12e－～6Mg（OH）2，12e－～～3O2，消耗0.01mlO2最终产生Mg（OH）20.02ml，质量为0.02×58=1.16g；乙池反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，根据电子转移相等规律，根据关系式4e－～～2H2SO4可知，甲池转移电子为0.04ml，求溶液中硫酸的浓度，从而求溶液中的氢离子的浓度；
（4）用惰性电极电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阴极产生氢气，同时生成氢氧化钠溶液，氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠即为漂白液，所以a为电池的负极，A处生成氢氧化钠溶液，B处产生氯气，直接反应生成漂白液；要产生Fe（OH）2，硫酸钠溶液作电解质，阳极材料为铁，失电子变为亚铁离子。
【详解】（1）甲醇的燃料电池，甲醇在负极发生氧化反应，在碱性环境下变为碳酸根离子，电极反应：CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O，
故答案为：CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O；
（2）乙池为电解池，石墨做阳极，银做阴极；阳极极反应4OHˉ-4e－=O2↑+2H2O，阴极极反应2Cu2＋+4e－=2Cu，两个反应相加，总反应2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；故答案为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（3）丙池中用惰性电极电解氯化镁溶液总反应为MgCl2+2H2OMg（OH）2↓+Cl2↑+H2↑：甲池为原电池，总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，根据串联电路转移电子数相等规律可知：12e－～6Mg（OH）2，12e－～～3O2，消耗0.01mlO2最终产生Mg（OH）20.02ml，质量为0.02×58=1.16g；乙池反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，根据电子转移相等规律，根据关系式4e－～～2H2SO4可知，甲池转移电子为0.04ml，乙池中产生H2SO40.02ml，c（H＋）=0.02×2÷0.4=0.1ml/L，该溶液的pH=1，故答案为：1.16；1；
（4）用惰性电极电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阴极产生氢气，同时生成氢氧化钠溶液，氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠即为漂白液，所以a为电池的负极，A处生成氢氧化钠溶液，B处产生氯气，直接反应生成漂白液；要产生Fe（OH）2，硫酸钠溶液作电解质，阳极材料为铁，失电子变为亚铁离子，才能够提供亚铁离子，故答案为：负，饱和食盐水；铁（Fe）。
22．(1)Zn—2e—=Zn2＋
(2)铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋
(3) 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6] 3＋=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋(或铁电极没有参与反应)
(4) 4OH——4e—=2H2O＋O2↑ 增大 H＋放电，促进水的电离，OH—浓度增大，pH升高 B
(5) Mn2＋＋2H2O—2e—=MnO2＋4H＋ 87
【详解】（1）由图可知，锌电极为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2＋，故答案为：Zn—2e—=Zn2＋；
（2）若铁电极可能参与反应，铁可能被氧化生成Fe2＋，也可能被氧化生成Fe3＋，还可能被氧化生成Fe2＋和Fe3＋，则假设3为被氧化生成Fe2＋和Fe3＋，故答案为：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋；
（3）氯化铁溶液与足量的铁反应生成氯化亚铁，向氯化亚铁溶液中加入铁氰化钾溶液会反应生成铁氰化亚铁蓝色沉淀，生成蓝色沉淀的离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6] 3＋=Fe3[Fe(CN)6]2↓；由②、③、④的实验现象可知，铁电极没有参与反应，正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋，故答案为：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6] 3＋=Fe3[Fe(CN)6]2↓；正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋(或铁电极没有参与反应)；
（4）①由图可知，A电极为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=2H2O＋O2↑，故答案为：4OH——4e—=2H2O＋O2↑；
②通电一段时间后，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度减小会破坏水的电离平衡，使阴极附近云集大量氢氧根离子，使溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性，故答案为：H＋放电，促进水的电离，OH—浓度增大，pH升高；
③由图可知，A电极为电解池的阳极，B电极为电解池的阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度减小会破坏水的电离平衡，使阴极附近云集大量氢氧根离子，使溶液中氢氧根离子浓度增大，则除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口为B，故答案为：B；
（5）由题意可知，电解酸化的MnSO4溶液时，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为Mn2＋＋2H2O—2e—=MnO2＋4H＋，若电解电路中通过2 ml电子，由电极反应式可知二氧化锰的质量为2 ml××87g/ml=87g，故答案为：Mn2＋＋2H2O—2e—=MnO2＋4H＋；87。
23．(1)
(2) 减小 、
(3) 两电极均有气泡冒出，右电极附近溶液变红
(4) 80
【分析】甲醇中C元素的化合价升高，则通入CH3OH的电极为负极，失去电子发生氧化反应，；通入的电极为负极，失去电子发生氧化反应，；丙中A与正极相连，则A为阳极，B为阴极；电解KCl溶液，在阴极上生成氢气，，阳极上生成氯气，；甲、乙中的正极反应均为；
【详解】（1）甲醇中C元素的化合价升高，则通入CH3OH的电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为；
故答案为：；
（2）乙中A与正极相连，则A为阳极，粗铜精炼粗铜为阳极，则A为粗铜，锌、铜失电子产生锌离子和铜离子，而铜离子在阴极得电子产生铜单质，故电解一段时间后烧杯中的溶液浓度会减小；A电极反应式为、；
故答案为：减小；、；
（3）电解氯化钾溶液，生成氢气、氯气和氢氧化钾，，溶液呈碱性，可观察到两电极均有气泡冒出，右电极附近溶液变红，电解总反应式为；
故答案为：两电极均有气泡冒出，右电极附近溶液变红；；
（4）甲、乙中的正极反应均为，则理论上通过丁池的电量为，由电子守恒可知，则气体的体积为氧气体积的4倍，所以丁池最多能产生气体的总体积为20L×4=80L；
故答案为：；80。