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化学选择性必修1第三单元 金属的腐蚀与防护练习题
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这是一份化学选择性必修1第三单元 金属的腐蚀与防护练习题，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．用下列仪器或装置(图中夹持装置略)进行相应实验，不能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
2．下列说法中，不正确的是
A．AB．BC．CD．D
3．2022年我国科技创新成果丰硕，下列有关说法正确的是
A．量子通信的光纤和超算“天河一号”的芯片主要材料均为
B．“深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀
C．“北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素，其单质遇水能缓慢反应放出
D．C919民航客机机身材料中的复合纤维属于天然有机高分子
4．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是
A．I>II>IIIB．I>III>IIC．II>I>IIID．II>III>I
5．国产航母山东舰已经列装服役，它采用模块制造然后焊接组装而成，对焊接有着极高的要求。实验室模拟海水环境和河水环境对焊接金属材料的影响，实验结果如图所示。下列说法正确的是
A．的金属性强于
B．甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况
C．两种环境下，铁被腐蚀时的电极反应式均为
D．为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
6．下列叙述不正确的是
A．钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，铁也不易腐蚀
C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
D．在海轮外壳上镶嵌锌块是采用原电池的原理减缓腐蚀
7．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应为：
B．用惰性电极电解饱和溶液：
C．少量气体通入84消毒液中：
D．向氨水中滴入少量硫酸铜溶液：
8．关于金属的腐蚀与防护，下列说法错误的是
A．铁板上使用铜铆钉，会加速铁板的腐蚀
B．白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后仍能对铁起到保护作用
C．将铁加工成不锈钢，能减缓钢铁的锈蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极的电极反应式为
9．下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A．用装置甲蒸发NaHCO3溶液得NaHCO3晶体B．用装置乙进行中和热的测定
C．用装置丙电解MgCl2溶液，制备金属MgD．用装置丁探究铁钉吸氧腐蚀
10．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B．图2可验证铁的吸氧腐蚀，负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+
C．图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D．图4若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀
二、填空题
11．电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。
Ⅰ．电解精炼镓的装置如图所示，粗镓含、、杂质，已知镓()的化学性质与铝()相似，金属活动性顺序为，镓()的熔点为29.8℃。
(1)电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有 。
(2)电解过程中阴极的电极反应式是 。
Ⅱ．载人航天器中的物质和能源资源十分宝贵，二氧化碳的富集与转化是氧气再生的核心问题，电化学富集二氧化碳的方法如图所示。回答下列问题：
(3)离子导体中，向多孔碳载镍 (填“A”或“B”)电极移动。
(4)负极的电极反应式是 。
(5)在多孔碳载镍A电极上消耗1，理论上多孔碳载镍B电极转化的在标准状况下的体积是 L。
Ⅲ．日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接触时，会在其表面的杂志附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图所示。
(6)钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 。
(7)下列关于金属腐蚀的防护说法正确的是 。
①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀。
②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀。
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极。
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源。
12．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
(1)我国最早使用的合金材料为 (填字母代号)。
A．铝合金 B．钢铁 C．青铜
(2)氮化硅陶瓷可用于制造发动机，它属于 (填字母代号)。
A．无机非金属材料 B．有机高分子材料 C．金属材料
(3)金属的腐蚀一般可分为 腐蚀和电化学腐蚀，钢铁在较强酸性的环境中发生电化学腐蚀时，其正极的电极反应式为 。
(4)为了保护轮船船身，通常在轮船船身上装上一定数量的 (填字母代号)。
A．铜块 B．锌块 C．铁块
13．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”)。
14．市场出售的“暖贴”中的主要成分是铁粉、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等，“暖贴”用塑料袋密封，使用时从塑料袋中取出轻轻揉搓就会释放热量，用完后袋内有大量铁锈生成。
(1)请指出炭粉和氯化钠的作用 。
(2)请写出“暖贴”中所形成的原电池的电极反应式及电池反应方程式 ，并分析铁锈产生的原因 。
15．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，放电时，负极反应式为 ，充电时，阳极反应式为 。
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于Ｎ处，该电化学防护法称为 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。
① A极的电极反应式是 。
② B极的电极反应式是 。
16．回答下列问题：
(1)炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：铁锅的锈蚀是 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：
(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
17．在打捞出来的“南海一号”沉船的文物中，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。请结合所学知识解释出现这些现象的原因 。
18．铜板上铁铆钉处雨天过后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，写出生锈过程中发生的化学反应方程式 。
19．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)，乙池箭头方向为电子移动方向。请回答：
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 棒；乙池中的 棒。
②在乙池中阳极的电极反应是 。
(2)若两池中均盛放滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液。
①甲池中的铁容易发生腐蚀，该腐蚀属于电化学腐蚀中的 腐蚀。
②测得乙池中有0.2ml电子发生转移，则标准状况下理论共有 L气体生成。
20．钢铁很容易生锈而被腐蚀，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)如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为 。
(2)钢铁表面常电镀一层铬(Cr)达到防腐蚀的目的，这是由于铬具有优良的抗腐蚀性能。电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连，把镀层金属铬作 极(填“阳”或“阴”)。电镀铬时，不能用含有CrO或Cr2O的溶液作电镀液，原因是 (用电极反应式表明原因)。
(3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学保护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处，该电化学保护法称为 若X为锌，开关K置于M处，铁棒上发生的电极反应式
三、实验探究题
21．下图为相互串联的三个装置，试回答：
(1)写出甲池负极的电极反应式： 。
(2)若利用乙池在铁片上镀银，则B是 (填电极材料)，电极反应式是 。
(3)若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则 极(填" A"或B")是粗铜。粗铜中杂质Au、Ag在精炼结束后，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。
(4)向丙池溶液中滴加几滴酚酞试液， 电极(填“石墨”或“Fe”)周围先出现红色，该电极方程式为： ；若甲池消耗3.2g CH3OH气体，则丙池中阳极上产生气体的物质的量为 ml。
(5)钢铁的吸氧腐蚀简单示意图如下图：
正极的电极反应式为 ，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请作出修改并标出电子流动方向 。
22．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A．用纯氧气代替试管内空气
B．用酒精灯加热试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐 (填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为 。
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
根据以上实验探究，试判断 (填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。
(4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式 。
23．（1）某同学设计了如下实验流程：在一个小烧杯里，加入20g Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体，然后将小烧杯放在事先已滴有3滴～4滴水的玻璃片上，并立即用玻璃棒迅速搅拌。实验流程示意图如下，回答下列问题：
①实验中玻璃棒的作用是 。
②浸有稀硫酸的棉花的作用是 。
（2）沼气是一种廉价能源，农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭。在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用 能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知：标准状况下的112.0LCH4气体完全燃烧，生成CO2和液态水，放出4448kJ的热量。
①写出CH4完全燃烧的热化学方程式为 。
②如果上述反应生成的是水蒸气，则反应放出的热量 4448kJ。（填“＞”或“＜”或“＝”）
（3）钢铁在潮湿的空气中生锈主要是由电化学腐蚀造成的，发生腐蚀时铁和内部的杂质碳及钢铁表面的电解质溶液形成原电池。钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式 。
验证牺牲阳极法
制作简单燃料电池
验证铁的吸氧腐蚀
在铁制镀件上镀铜
经过酸化的3%NaCl溶液
A
B
C
D
A．钢铁发生吸氧腐蚀
B．钢铁发生氢析腐蚀
C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好
D．钢闸门作为阴极而受到保护
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂
a 点附近溶液出现红色
a 点电极反应为①
然后再滴加 2~3 滴②
b 点周围出现蓝色沉淀
b 点电极反应为③
参考答案：
1．A
【详解】A．用胶头滴管取铁电极区域少量溶液于试管中，再向试管中滴加2滴K3[Fe(CN)6]，若无现象，说明无Fe2+生成，铁没被腐蚀，受到保护，不能直接将K3[Fe(CN)6]滴加到装置中，防止铁电极干扰检验，A错误；
B．关闭K2，打开K1，用惰性电极电解硫酸钠溶液，阳极产生氧气聚集在石墨a附近，阴极产生氢气，聚集在石墨b附近，然后打开K2，关闭K1，形成氢氧燃料电池，B正确；
C．铁钉在中性条件下，若发生吸氧腐蚀，装置内压强减小，会观察到导管末端形成一段水柱，C正确；
D．在铁制镀件上镀铜，铁制品做阴极，铜做阳极，硫酸铜为电解质溶液，D正确；
故答案选A。
2．C
【详解】A．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故A正确；
B．当钢铁表面的水膜显较强的酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，故B正确；
C．在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜为正极被保护，钢闸门为负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故C错误；
D．在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门与电源的负极相连，故D正确；
答案选D。
3．B
【详解】A．芯片主要材料为硅，不是二氧化硅，故A错误；
B．母船海水浸泡区的铝与船体构成原电池，金属性强于铁的铝基做原电池的负极被损耗，船体做正极被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．铷单质的金属性强，与水剧烈反应放出氢气，故C错误；
D．复合纤维属于合成有机高分子化合物，不是天然高分子化合物，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】Fe-C与水形成原电池，Fe发生吸氧腐蚀，Fe为负极，Fe腐蚀速率较快；Fe-Al与水形成原电池，Al为负极，Fe被保护；Fe在水中发生化学腐蚀，腐蚀速率较低，故腐蚀速率Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B项正确；
故选B。
5．D
【分析】在河水环境和海水环境下，均是为负极，为正极：
【详解】A．原电池中，一般情况下，金属性较强的为负极，所以的金属性强于，A项错误；
B．海水环境下电解质浓度较大，腐蚀更严重，乙是在海水环境下的腐蚀情况，B项错误；
C．两种环境下，负极发生的反应均为，C项错误；
D．在焊点附近用锌块打“补丁”，由于锌比铁活泼，构成原电池时，锌为负极被腐蚀，保护了铁不被腐蚀，D项正确；
故选D。
6．B
【详解】A．钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀，在干燥的空气中不易被腐蚀，故A正确；
B．镀锡铁镀层破损后，在电解质溶液中形成原电池，铁的活泼性大于锡，铁做负极，容易被腐蚀，故B错误；
C．金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，故C正确；
D．锌比铁活泼，锌、铁、海水构成了原电池，锌做负极被腐蚀，铁在正极得到保护，故D正确；
故选B。
7．C
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应为，，A错误；
B．电解饱和 NaCl 溶液，，B错误；
C．少量二氧化碳通入次氯酸钠中生成次氯酸和碳酸氢钠，C正确；
D．当氨水过量时，会形成铜铵络合物，，D错误；
故答案为：C。
8．D
【详解】A．铁板上使用铜铆钉，构成原电池时相对活泼的铁为原电池的负极，会加速铁板的腐蚀，A项正确；
B．白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后，形成原电池时锌为负极，铁为正极，镀层仍能对铁起到保护作用，B项正确；
C．不锈钢是常见的耐蚀合金，将铁加工成不锈钢，能减缓钢铁的锈蚀，C项正确；
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极的电极反应式为，D项错误
故选D。
9．D
【详解】A．碳酸氢钠加热易分解，蒸发NaHCO3溶液不能制备NaHCO3，A不合题意；
B．图中缺少环形玻璃搅拌棒，则不能准确测定反应的最高温度，B不合题意；
C．用装置丙电解MgCl2溶液制备不到Mg，反应方程式为：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑，C不合题意；
D．钢铁在NaCl等中性溶液中发生吸氧腐蚀，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、O2+2H2O+4e-=4OH-，故用装置丁探究铁钉吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时右侧导管中液面上升，形成一段液柱，D符合题意；
故答案为：D。
10．D
【详解】A．装置①是原电池，总反应溶液中的铁离子与铁电极发生的氧化还原反应，则总反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，A错误；
B．装置②是原电池，铁做负极，失电子发生氧化反应生成二价铁，电极反应式为：Fe-2e- =Fe2+，B错误；
C．装置是电解池③，与电源正极连接的待镀铁件，反应为：Fe-2e-=Fe2+，与电源负极相连的为铜，反应为：Cu2++2e-=Cu，铜上出现铜，而不是铁上镀铜，C错误；
D．钢闸门与电源的负极相连，钢闸门为阴极，属于外加电流的阴极保护法，D正确；
故选D。
11．(1)Fe、Cu
(2)
(3)B
(4)
(5)5.6
(6)O2+2H2O+4e-=4OH-
(7)①②③④⑤
【详解】（1）粗镓含、、杂质，已知镓()的化学性质与铝()相似，则锌和镓因反应溶于氢氧化钠溶液，形成，而铁、铜不溶解，则电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有Fe、Cu。
（2）金属活动性顺序为，则电解过程中阴极不放电，只有放电产生金属Ga，则电解过程中阴极的电极反应式是。
（3）由图可知，电极A为负极，B为正极，原电池工作时阳离子向正极移动，则离子导体中，向多孔碳载镍B电极移动。
（4）由图可知，电极A为负极，氢气失电子得到氢离子，生成的氢离子结合碳酸根离子生成二氧化碳，负极的电极反应式是。
（5）电极B为正极，二氧化碳得电子发生还原反应，B极反应为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-，得失电子数守恒，在多孔碳载镍A电极上消耗1，转移2ml电子，理论上多孔碳载镍B电极转化的为0.25ml，在标准状况下的体积是5.6L。
（6）钢铁吸氧腐蚀，正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。
（7）①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，隔绝了Fe与空气、水的接触，故能够减缓金属的腐蚀，①正确；
②镀铜铁制品镀层受损后，形成原电池，铁比铜活泼作负极，则铁制品比受损前更易生锈，②正确；
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀，例如做成不锈钢，③正确；
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极，这是原电池原理，例如轮船的船底焊接锌块，锌比铁活泼作负极，铁作正极被保护，④正确；
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源，阴极因为电子的输入，则金属不会失去电子被保护，⑤正确；
故正确的有①②③④⑤。
12． C A 化学 2H++2e-=H2↑ B
【详解】(1)金属活动性越弱，其冶炼越容易，制取和使用就越早。由于金属活动性：Al＞Fe＞Cu，所以我国最早使用的合金材料为青铜器，故合理选项是C；
(2)氮化硅硬度大，熔沸点高，因此氮化硅陶瓷可用于制造发动机，它属于无机非金属材料，故合理选项是A；
(3)金属的腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，钢铁在较强酸性的环境中发生析氢腐蚀，在正极上溶液中的H+得到电子发生还原反应，所以正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
(4)为了保护轮船船身，通常利用原电池反应原理，在轮船船身上装上一定数量的活动性比铁强的锌块，使Fe作原电池的正极而得到保护，故合理选项是B。
13． 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。
14．(1)炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化
(2) 2Fe−4e−═2Fe2+、2H2O+O2+4e−═4OH−、2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
【详解】（1）炭粉构成原电池正极，正极上氧气得电子发生还原反应，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化，故本题正确答案为：炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化。
（2）负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为2Fe−4e−═2Fe2+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e−═4OH−，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，故本题正确答案为：2Fe−4e−═2Fe2+，2H2O+O2+4e−═4OH−；氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
15． Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-＝PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法 4H+ + O2 + 4e-＝2H2O SO2 + 2H2O - 2e- ＝ SO42- + 4H+
【分析】(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；
(2)作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。
【详解】：(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案为：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
(2)①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：外加电流的阴极保护法；
②若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法．
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：①4H++O2+4e-=2H2O； ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
16．(1) 吸氧
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)
炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑，是由于铁与其中的碳和水渍构成原电池，造成吸氧腐蚀；其中铁作负极，空气中的氧气在正极得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式：。
(2)
①根据图示，若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁件应与外加直流电源的负极相连，形成保护，故开关K应置于N处；
②若X为锌，开关K置于M处，锌比铁活泼，装置构成了以锌为负极、以铁件为正极、以海水为电解质溶液的原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
17．金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
【详解】由题可知，三种金属被腐蚀程度不同，故从金属活动性角度解释问题：金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
18．2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】略
19． C(碳) Fe(铁) 2H2O-4e-=4H++O2↑ 吸氧 4.48L
【分析】(1)若电解质溶液为硫酸铜溶液，甲池属于原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应；乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，阳极上氢氧根离子失电子；
(2)若电解质溶液为滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液，
①甲装置是原电池，铁易失电子作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电解质溶液为中性，据此分析解答；
②若电解质溶液为氯化钠溶液，则乙中为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气，根据电解池总反应计算解答。
【详解】(1)①若电解质溶液为硫酸铜溶液，甲装置是原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，生成红色的铜，乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成红色的铜；
②根据①分析可知，在乙池中铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成红色的铜，其电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；C电极为阳极，根据放电顺序，阳极上OH-（来源于水）放电，阳极的电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
(2)若电解质溶液为滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液，
①甲装置是原电池，铁易失电子作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电解质溶液为中性，C为正极，其电极反应为：2H2O+O2+4eˉ=4OH-，该腐蚀属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；
②乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，Fe电极为阴极，乙中为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气，电解池总反应2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，根据反应可知，转移2ml电子生成1ml氢气和1ml氯气，则当有0.2ml电子发生转移时，生成0.1ml氢气和0.1ml氯气，标况下气体的体积为(0.1ml+0.1ml)×22.4L/ml=4.48L。
20．(1) b 析氢 2H++2e-=H2↑
(2) 负 阳 CrO或Cr2O均带负电荷，电镀过程中向阳极运动，不会再阴极上放电析出铬
(3) 外接电源的阴极保护法 O2+2H2O+ 4e- =4OH-
【详解】（1）①铁在酸性条件下发生析氢腐蚀，在中性条件下发生吸氧腐蚀；红墨水柱两边的液面变为左低右高，则b试管内盛有食盐水，b中消耗氧气压强减小、a中生成氢气压强变大。
②由①分析可知，a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳作为正极，氢离子放电生成氢气，发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
（2）电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的负相连，作为阴极，发生还原反应生成金属单质；把镀层金属铬作阳极，发生氧化反应，生成铬离子。电解池中阴离子向阳极运动，电镀铬时，不能用含有CrO或Cr2O的溶液作电镀液，原因是CrO或Cr2O均带负电荷，电镀过程中向阳极运动，不会再阴极上放电析出铬；
（3）若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处，此时铁做电解池阴极被饱和，该电化学保护法称为外接电源的阴极保护法；若X为锌，开关K置于M处，此时铁做原电池的正极，铁棒上水中溶解氧放电发生还原反应，O2+2H2O+ 4e- =4OH-。
21．(1)CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(2) 铁片 Ag++e-=Ag
(3) A 以单质的形式沉积在A (阳极)下方
(4) Fe 2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH- 0.3
(5) O2+4e-+2H2O=4OH- 或
【分析】甲醇燃料电池中氧气发生还原反应为正极，甲醇发生氧化反应为负极；则A、石墨为阳极，B、铁为阴极；
【详解】（1）甲池中甲醇发生氧化反应在碱性环境中生成碳酸根离子，为负极，电极反应式：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
（2）利用乙池在铁片上镀银，则铁为阴极，故B为铁片，电极反应式是银离子在铁极放电生成银单质，Ag++e-=Ag；
（3）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则粗铜为阳极，故为A。粗铜中杂质Au、Ag活动性较弱，在精炼结束后，它们在电解槽中以单质的形式沉积在A (阳极)下方形成阳极泥；
（4）丙池中石墨为阳极，氯离子放电生成氯气；铁极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，故Fe电极周围先出现红色，该电极方程式为：2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH-；若甲池消耗3.2g CH3OH（为0.1ml）气体，丙池中阳极反应为2Cl－-2e－=Cl2↑，根据电子守恒可知，CH3OH~6e-~ 3Cl2↑，则产生气体的物质的量为0.3ml。
（5）图示为钢铁的吸氧腐蚀，则正极的电极反应式为氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子O2+4e-+2H2O=4OH-，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，则可以铁外接电源的负极或将碳更换为活泼金属锌等，故图示和电子流动方向为：或。
22．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3) O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－ 铁氰化钾溶液或 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e－=Fe2+ b
(4)3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+
【详解】（1）甲图中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管的导管中液面上升。
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故选ACD。
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，1min~3min、3min ~5min、5min ~7min、7~9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.7cm、0.5cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱；
（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－；b点则为Fe失电子生成Fe2+或Fe3+，b点周围出现蓝色沉淀说明加入铁氰化钾验证Fe2+的存在，电极反应为Fe-2e－=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；
（4）阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应为3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+；
23． 搅拌使混合物充分接触并反应 吸收反应中产生的氨气 生物质 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -889.6KJ•ml-1 ＜ O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】（1）①固体混合物的反应用玻璃棒搅拌有利于充分接触，加速反应进行，快速搅拌使温度快速下降；
②氨气对人有害，不能直接排放，需要进行尾气吸收；
（2）秸秆、杂草等废弃物．它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭或发电照明，说明是生物能转化为化学能；依据热化学方程式书写热化学方程式，标注物质聚集状态和对应反应的焓变；
（3）钢铁发生吸氧腐蚀时电解质溶液为中性或碱性环境，氧气在正极发生得电子的还原反应，据此书写电极反应式。
【详解】（1）①为了使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降，从而使反应现象更加明显，所以实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌，故答案为搅拌使混合物充分接触并反应；
②该反应中有氨气生成，氨气对人体有害的气体，会对环境造成污染，所以不能直接排放到大气中，应该所以完全吸收装置，可以使用稀硫酸吸收，故答案为吸收反应中产生的氨气；
（2）秸秆、杂草等废弃物。它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭或发电照明，说明是生物质能转化为化学能；
①已知标准状况下112 L甲烷物质的量为5 ml，完全燃烧生成液态水时放出4448 kJ的热量,所以1ml甲烷烷醛燃烧生成二氧化碳和液态水放热889.6 kJ，甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -889.6KJ•ml-1；
②如果上述反应生成的是水蒸气，液态转变为气态要吸收热量，故反应放出的热量小于4448kJ，故答案为<；
（3）钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
电极材料
电极名称
电极反应式
负极
正极
一、单选题
1．用下列仪器或装置(图中夹持装置略)进行相应实验，不能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
2．下列说法中，不正确的是
A．AB．BC．CD．D
3．2022年我国科技创新成果丰硕，下列有关说法正确的是
A．量子通信的光纤和超算“天河一号”的芯片主要材料均为
B．“深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保障船体不易腐蚀
C．“北斗卫星”授时系统的“星载铷钟”含铷元素，其单质遇水能缓慢反应放出
D．C919民航客机机身材料中的复合纤维属于天然有机高分子
4．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是
A．I>II>IIIB．I>III>IIC．II>I>IIID．II>III>I
5．国产航母山东舰已经列装服役，它采用模块制造然后焊接组装而成，对焊接有着极高的要求。实验室模拟海水环境和河水环境对焊接金属材料的影响，实验结果如图所示。下列说法正确的是
A．的金属性强于
B．甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况
C．两种环境下，铁被腐蚀时的电极反应式均为
D．为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
6．下列叙述不正确的是
A．钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，铁也不易腐蚀
C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
D．在海轮外壳上镶嵌锌块是采用原电池的原理减缓腐蚀
7．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应为：
B．用惰性电极电解饱和溶液：
C．少量气体通入84消毒液中：
D．向氨水中滴入少量硫酸铜溶液：
8．关于金属的腐蚀与防护，下列说法错误的是
A．铁板上使用铜铆钉，会加速铁板的腐蚀
B．白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后仍能对铁起到保护作用
C．将铁加工成不锈钢，能减缓钢铁的锈蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极的电极反应式为
9．下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A．用装置甲蒸发NaHCO3溶液得NaHCO3晶体B．用装置乙进行中和热的测定
C．用装置丙电解MgCl2溶液，制备金属MgD．用装置丁探究铁钉吸氧腐蚀
10．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B．图2可验证铁的吸氧腐蚀，负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+
C．图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D．图4若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀
二、填空题
11．电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。
Ⅰ．电解精炼镓的装置如图所示，粗镓含、、杂质，已知镓()的化学性质与铝()相似，金属活动性顺序为，镓()的熔点为29.8℃。
(1)电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有 。
(2)电解过程中阴极的电极反应式是 。
Ⅱ．载人航天器中的物质和能源资源十分宝贵，二氧化碳的富集与转化是氧气再生的核心问题，电化学富集二氧化碳的方法如图所示。回答下列问题：
(3)离子导体中，向多孔碳载镍 (填“A”或“B”)电极移动。
(4)负极的电极反应式是 。
(5)在多孔碳载镍A电极上消耗1，理论上多孔碳载镍B电极转化的在标准状况下的体积是 L。
Ⅲ．日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接触时，会在其表面的杂志附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图所示。
(6)钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 。
(7)下列关于金属腐蚀的防护说法正确的是 。
①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀。
②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀。
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极。
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源。
12．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
(1)我国最早使用的合金材料为 (填字母代号)。
A．铝合金 B．钢铁 C．青铜
(2)氮化硅陶瓷可用于制造发动机，它属于 (填字母代号)。
A．无机非金属材料 B．有机高分子材料 C．金属材料
(3)金属的腐蚀一般可分为 腐蚀和电化学腐蚀，钢铁在较强酸性的环境中发生电化学腐蚀时，其正极的电极反应式为 。
(4)为了保护轮船船身，通常在轮船船身上装上一定数量的 (填字母代号)。
A．铜块 B．锌块 C．铁块
13．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”)。
14．市场出售的“暖贴”中的主要成分是铁粉、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等，“暖贴”用塑料袋密封，使用时从塑料袋中取出轻轻揉搓就会释放热量，用完后袋内有大量铁锈生成。
(1)请指出炭粉和氯化钠的作用 。
(2)请写出“暖贴”中所形成的原电池的电极反应式及电池反应方程式 ，并分析铁锈产生的原因 。
15．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，放电时，负极反应式为 ，充电时，阳极反应式为 。
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于Ｎ处，该电化学防护法称为 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。
① A极的电极反应式是 。
② B极的电极反应式是 。
16．回答下列问题：
(1)炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：铁锅的锈蚀是 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：
(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
17．在打捞出来的“南海一号”沉船的文物中，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。请结合所学知识解释出现这些现象的原因 。
18．铜板上铁铆钉处雨天过后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，写出生锈过程中发生的化学反应方程式 。
19．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)，乙池箭头方向为电子移动方向。请回答：
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 棒；乙池中的 棒。
②在乙池中阳极的电极反应是 。
(2)若两池中均盛放滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液。
①甲池中的铁容易发生腐蚀，该腐蚀属于电化学腐蚀中的 腐蚀。
②测得乙池中有0.2ml电子发生转移，则标准状况下理论共有 L气体生成。
20．钢铁很容易生锈而被腐蚀，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)如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为 。
(2)钢铁表面常电镀一层铬(Cr)达到防腐蚀的目的，这是由于铬具有优良的抗腐蚀性能。电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连，把镀层金属铬作 极(填“阳”或“阴”)。电镀铬时，不能用含有CrO或Cr2O的溶液作电镀液，原因是 (用电极反应式表明原因)。
(3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学保护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处，该电化学保护法称为 若X为锌，开关K置于M处，铁棒上发生的电极反应式
三、实验探究题
21．下图为相互串联的三个装置，试回答：
(1)写出甲池负极的电极反应式： 。
(2)若利用乙池在铁片上镀银，则B是 (填电极材料)，电极反应式是 。
(3)若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则 极(填" A"或B")是粗铜。粗铜中杂质Au、Ag在精炼结束后，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。
(4)向丙池溶液中滴加几滴酚酞试液， 电极(填“石墨”或“Fe”)周围先出现红色，该电极方程式为： ；若甲池消耗3.2g CH3OH气体，则丙池中阳极上产生气体的物质的量为 ml。
(5)钢铁的吸氧腐蚀简单示意图如下图：
正极的电极反应式为 ，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请作出修改并标出电子流动方向 。
22．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A．用纯氧气代替试管内空气
B．用酒精灯加热试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐 (填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为 。
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
根据以上实验探究，试判断 (填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。
(4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式 。
23．（1）某同学设计了如下实验流程：在一个小烧杯里，加入20g Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体，然后将小烧杯放在事先已滴有3滴～4滴水的玻璃片上，并立即用玻璃棒迅速搅拌。实验流程示意图如下，回答下列问题：
①实验中玻璃棒的作用是 。
②浸有稀硫酸的棉花的作用是 。
（2）沼气是一种廉价能源，农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭。在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用 能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知：标准状况下的112.0LCH4气体完全燃烧，生成CO2和液态水，放出4448kJ的热量。
①写出CH4完全燃烧的热化学方程式为 。
②如果上述反应生成的是水蒸气，则反应放出的热量 4448kJ。（填“＞”或“＜”或“＝”）
（3）钢铁在潮湿的空气中生锈主要是由电化学腐蚀造成的，发生腐蚀时铁和内部的杂质碳及钢铁表面的电解质溶液形成原电池。钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式 。
验证牺牲阳极法
制作简单燃料电池
验证铁的吸氧腐蚀
在铁制镀件上镀铜
经过酸化的3%NaCl溶液
A
B
C
D
A．钢铁发生吸氧腐蚀
B．钢铁发生氢析腐蚀
C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好
D．钢闸门作为阴极而受到保护
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂
a 点附近溶液出现红色
a 点电极反应为①
然后再滴加 2~3 滴②
b 点周围出现蓝色沉淀
b 点电极反应为③
参考答案：
1．A
【详解】A．用胶头滴管取铁电极区域少量溶液于试管中，再向试管中滴加2滴K3[Fe(CN)6]，若无现象，说明无Fe2+生成，铁没被腐蚀，受到保护，不能直接将K3[Fe(CN)6]滴加到装置中，防止铁电极干扰检验，A错误；
B．关闭K2，打开K1，用惰性电极电解硫酸钠溶液，阳极产生氧气聚集在石墨a附近，阴极产生氢气，聚集在石墨b附近，然后打开K2，关闭K1，形成氢氧燃料电池，B正确；
C．铁钉在中性条件下，若发生吸氧腐蚀，装置内压强减小，会观察到导管末端形成一段水柱，C正确；
D．在铁制镀件上镀铜，铁制品做阴极，铜做阳极，硫酸铜为电解质溶液，D正确；
故答案选A。
2．C
【详解】A．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故A正确；
B．当钢铁表面的水膜显较强的酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，故B正确；
C．在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜为正极被保护，钢闸门为负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故C错误；
D．在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门与电源的负极相连，故D正确；
答案选D。
3．B
【详解】A．芯片主要材料为硅，不是二氧化硅，故A错误；
B．母船海水浸泡区的铝与船体构成原电池，金属性强于铁的铝基做原电池的负极被损耗，船体做正极被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．铷单质的金属性强，与水剧烈反应放出氢气，故C错误；
D．复合纤维属于合成有机高分子化合物，不是天然高分子化合物，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】Fe-C与水形成原电池，Fe发生吸氧腐蚀，Fe为负极，Fe腐蚀速率较快；Fe-Al与水形成原电池，Al为负极，Fe被保护；Fe在水中发生化学腐蚀，腐蚀速率较低，故腐蚀速率Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B项正确；
故选B。
5．D
【分析】在河水环境和海水环境下，均是为负极，为正极：
【详解】A．原电池中，一般情况下，金属性较强的为负极，所以的金属性强于，A项错误；
B．海水环境下电解质浓度较大，腐蚀更严重，乙是在海水环境下的腐蚀情况，B项错误；
C．两种环境下，负极发生的反应均为，C项错误；
D．在焊点附近用锌块打“补丁”，由于锌比铁活泼，构成原电池时，锌为负极被腐蚀，保护了铁不被腐蚀，D项正确；
故选D。
6．B
【详解】A．钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀，在干燥的空气中不易被腐蚀，故A正确；
B．镀锡铁镀层破损后，在电解质溶液中形成原电池，铁的活泼性大于锡，铁做负极，容易被腐蚀，故B错误；
C．金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，故C正确；
D．锌比铁活泼，锌、铁、海水构成了原电池，锌做负极被腐蚀，铁在正极得到保护，故D正确；
故选B。
7．C
【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应为，，A错误；
B．电解饱和 NaCl 溶液，，B错误；
C．少量二氧化碳通入次氯酸钠中生成次氯酸和碳酸氢钠，C正确；
D．当氨水过量时，会形成铜铵络合物，，D错误；
故答案为：C。
8．D
【详解】A．铁板上使用铜铆钉，构成原电池时相对活泼的铁为原电池的负极，会加速铁板的腐蚀，A项正确；
B．白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后，形成原电池时锌为负极，铁为正极，镀层仍能对铁起到保护作用，B项正确；
C．不锈钢是常见的耐蚀合金，将铁加工成不锈钢，能减缓钢铁的锈蚀，C项正确；
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极的电极反应式为，D项错误
故选D。
9．D
【详解】A．碳酸氢钠加热易分解，蒸发NaHCO3溶液不能制备NaHCO3，A不合题意；
B．图中缺少环形玻璃搅拌棒，则不能准确测定反应的最高温度，B不合题意；
C．用装置丙电解MgCl2溶液制备不到Mg，反应方程式为：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑，C不合题意；
D．钢铁在NaCl等中性溶液中发生吸氧腐蚀，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、O2+2H2O+4e-=4OH-，故用装置丁探究铁钉吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时右侧导管中液面上升，形成一段液柱，D符合题意；
故答案为：D。
10．D
【详解】A．装置①是原电池，总反应溶液中的铁离子与铁电极发生的氧化还原反应，则总反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，A错误；
B．装置②是原电池，铁做负极，失电子发生氧化反应生成二价铁，电极反应式为：Fe-2e- =Fe2+，B错误；
C．装置是电解池③，与电源正极连接的待镀铁件，反应为：Fe-2e-=Fe2+，与电源负极相连的为铜，反应为：Cu2++2e-=Cu，铜上出现铜，而不是铁上镀铜，C错误；
D．钢闸门与电源的负极相连，钢闸门为阴极，属于外加电流的阴极保护法，D正确；
故选D。
11．(1)Fe、Cu
(2)
(3)B
(4)
(5)5.6
(6)O2+2H2O+4e-=4OH-
(7)①②③④⑤
【详解】（1）粗镓含、、杂质，已知镓()的化学性质与铝()相似，则锌和镓因反应溶于氢氧化钠溶液，形成，而铁、铜不溶解，则电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有Fe、Cu。
（2）金属活动性顺序为，则电解过程中阴极不放电，只有放电产生金属Ga，则电解过程中阴极的电极反应式是。
（3）由图可知，电极A为负极，B为正极，原电池工作时阳离子向正极移动，则离子导体中，向多孔碳载镍B电极移动。
（4）由图可知，电极A为负极，氢气失电子得到氢离子，生成的氢离子结合碳酸根离子生成二氧化碳，负极的电极反应式是。
（5）电极B为正极，二氧化碳得电子发生还原反应，B极反应为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-，得失电子数守恒，在多孔碳载镍A电极上消耗1，转移2ml电子，理论上多孔碳载镍B电极转化的为0.25ml，在标准状况下的体积是5.6L。
（6）钢铁吸氧腐蚀，正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。
（7）①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，隔绝了Fe与空气、水的接触，故能够减缓金属的腐蚀，①正确；
②镀铜铁制品镀层受损后，形成原电池，铁比铜活泼作负极，则铁制品比受损前更易生锈，②正确；
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀，例如做成不锈钢，③正确；
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极，这是原电池原理，例如轮船的船底焊接锌块，锌比铁活泼作负极，铁作正极被保护，④正确；
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源，阴极因为电子的输入，则金属不会失去电子被保护，⑤正确；
故正确的有①②③④⑤。
12． C A 化学 2H++2e-=H2↑ B
【详解】(1)金属活动性越弱，其冶炼越容易，制取和使用就越早。由于金属活动性：Al＞Fe＞Cu，所以我国最早使用的合金材料为青铜器，故合理选项是C；
(2)氮化硅硬度大，熔沸点高，因此氮化硅陶瓷可用于制造发动机，它属于无机非金属材料，故合理选项是A；
(3)金属的腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，钢铁在较强酸性的环境中发生析氢腐蚀，在正极上溶液中的H+得到电子发生还原反应，所以正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
(4)为了保护轮船船身，通常利用原电池反应原理，在轮船船身上装上一定数量的活动性比铁强的锌块，使Fe作原电池的正极而得到保护，故合理选项是B。
13． 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。
14．(1)炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化
(2) 2Fe−4e−═2Fe2+、2H2O+O2+4e−═4OH−、2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
【详解】（1）炭粉构成原电池正极，正极上氧气得电子发生还原反应，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化，故本题正确答案为：炭粉构成原电池正极，NaCl溶液起电解质溶液作用，从而形成原电池，加速Fe的氧化。
（2）负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为2Fe−4e−═2Fe2+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e−═4OH−，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，故本题正确答案为：2Fe−4e−═2Fe2+，2H2O+O2+4e−═4OH−；氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁，4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
15． Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-＝PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法 4H+ + O2 + 4e-＝2H2O SO2 + 2H2O - 2e- ＝ SO42- + 4H+
【分析】(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；
(2)作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。
【详解】：(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案为：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
(2)①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：外加电流的阴极保护法；
②若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法．
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：①4H++O2+4e-=2H2O； ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
16．(1) 吸氧
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)
炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑，是由于铁与其中的碳和水渍构成原电池，造成吸氧腐蚀；其中铁作负极，空气中的氧气在正极得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式：。
(2)
①根据图示，若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁件应与外加直流电源的负极相连，形成保护，故开关K应置于N处；
②若X为锌，开关K置于M处，锌比铁活泼，装置构成了以锌为负极、以铁件为正极、以海水为电解质溶液的原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
17．金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
【详解】由题可知，三种金属被腐蚀程度不同，故从金属活动性角度解释问题：金属活动性越强，金属越活泼，越容易被腐蚀，“鎏金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损，说明金非常不活泼；铜镜表面有铜锈，说明铜的活动性比金强；铁器则锈迹斑斑，残存很少，说明铁比较活泼，在潮湿的空气中，易被氧气氧化，综合起来，活动性由强到弱的顺序是Fe>Cu>Au。
18．2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】略
19． C(碳) Fe(铁) 2H2O-4e-=4H++O2↑ 吸氧 4.48L
【分析】(1)若电解质溶液为硫酸铜溶液，甲池属于原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应；乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，阳极上氢氧根离子失电子；
(2)若电解质溶液为滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液，
①甲装置是原电池，铁易失电子作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电解质溶液为中性，据此分析解答；
②若电解质溶液为氯化钠溶液，则乙中为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气，根据电解池总反应计算解答。
【详解】(1)①若电解质溶液为硫酸铜溶液，甲装置是原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，生成红色的铜，乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成红色的铜；
②根据①分析可知，在乙池中铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成红色的铜，其电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；C电极为阳极，根据放电顺序，阳极上OH-（来源于水）放电，阳极的电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
(2)若电解质溶液为滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液，
①甲装置是原电池，铁易失电子作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，电解质溶液为中性，C为正极，其电极反应为：2H2O+O2+4eˉ=4OH-，该腐蚀属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；
②乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，Fe电极为阴极，乙中为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气，电解池总反应2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，根据反应可知，转移2ml电子生成1ml氢气和1ml氯气，则当有0.2ml电子发生转移时，生成0.1ml氢气和0.1ml氯气，标况下气体的体积为(0.1ml+0.1ml)×22.4L/ml=4.48L。
20．(1) b 析氢 2H++2e-=H2↑
(2) 负 阳 CrO或Cr2O均带负电荷，电镀过程中向阳极运动，不会再阴极上放电析出铬
(3) 外接电源的阴极保护法 O2+2H2O+ 4e- =4OH-
【详解】（1）①铁在酸性条件下发生析氢腐蚀，在中性条件下发生吸氧腐蚀；红墨水柱两边的液面变为左低右高，则b试管内盛有食盐水，b中消耗氧气压强减小、a中生成氢气压强变大。
②由①分析可知，a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳作为正极，氢离子放电生成氢气，发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
（2）电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的负相连，作为阴极，发生还原反应生成金属单质；把镀层金属铬作阳极，发生氧化反应，生成铬离子。电解池中阴离子向阳极运动，电镀铬时，不能用含有CrO或Cr2O的溶液作电镀液，原因是CrO或Cr2O均带负电荷，电镀过程中向阳极运动，不会再阴极上放电析出铬；
（3）若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处，此时铁做电解池阴极被饱和，该电化学保护法称为外接电源的阴极保护法；若X为锌，开关K置于M处，此时铁做原电池的正极，铁棒上水中溶解氧放电发生还原反应，O2+2H2O+ 4e- =4OH-。
21．(1)CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(2) 铁片 Ag++e-=Ag
(3) A 以单质的形式沉积在A (阳极)下方
(4) Fe 2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH- 0.3
(5) O2+4e-+2H2O=4OH- 或
【分析】甲醇燃料电池中氧气发生还原反应为正极，甲醇发生氧化反应为负极；则A、石墨为阳极，B、铁为阴极；
【详解】（1）甲池中甲醇发生氧化反应在碱性环境中生成碳酸根离子，为负极，电极反应式：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
（2）利用乙池在铁片上镀银，则铁为阴极，故B为铁片，电极反应式是银离子在铁极放电生成银单质，Ag++e-=Ag；
（3）若利用乙池进行粗铜的电解精炼，则粗铜为阳极，故为A。粗铜中杂质Au、Ag活动性较弱，在精炼结束后，它们在电解槽中以单质的形式沉积在A (阳极)下方形成阳极泥；
（4）丙池中石墨为阳极，氯离子放电生成氯气；铁极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，故Fe电极周围先出现红色，该电极方程式为：2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH-；若甲池消耗3.2g CH3OH（为0.1ml）气体，丙池中阳极反应为2Cl－-2e－=Cl2↑，根据电子守恒可知，CH3OH~6e-~ 3Cl2↑，则产生气体的物质的量为0.3ml。
（5）图示为钢铁的吸氧腐蚀，则正极的电极反应式为氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子O2+4e-+2H2O=4OH-，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，则可以铁外接电源的负极或将碳更换为活泼金属锌等，故图示和电子流动方向为：或。
22．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3) O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－ 铁氰化钾溶液或 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e－=Fe2+ b
(4)3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+
【详解】（1）甲图中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管的导管中液面上升。
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故选ACD。
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，1min~3min、3min ~5min、5min ~7min、7~9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.7cm、0.5cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱；
（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－；b点则为Fe失电子生成Fe2+或Fe3+，b点周围出现蓝色沉淀说明加入铁氰化钾验证Fe2+的存在，电极反应为Fe-2e－=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；
（4）阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应为3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+；
23． 搅拌使混合物充分接触并反应 吸收反应中产生的氨气 生物质 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -889.6KJ•ml-1 ＜ O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】（1）①固体混合物的反应用玻璃棒搅拌有利于充分接触，加速反应进行，快速搅拌使温度快速下降；
②氨气对人有害，不能直接排放，需要进行尾气吸收；
（2）秸秆、杂草等废弃物．它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭或发电照明，说明是生物能转化为化学能；依据热化学方程式书写热化学方程式，标注物质聚集状态和对应反应的焓变；
（3）钢铁发生吸氧腐蚀时电解质溶液为中性或碱性环境，氧气在正极发生得电子的还原反应，据此书写电极反应式。
【详解】（1）①为了使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降，从而使反应现象更加明显，所以实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌，故答案为搅拌使混合物充分接触并反应；
②该反应中有氨气生成，氨气对人体有害的气体，会对环境造成污染，所以不能直接排放到大气中，应该所以完全吸收装置，可以使用稀硫酸吸收，故答案为吸收反应中产生的氨气；
（2）秸秆、杂草等废弃物。它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可用来点火做饭或发电照明，说明是生物质能转化为化学能；
①已知标准状况下112 L甲烷物质的量为5 ml，完全燃烧生成液态水时放出4448 kJ的热量,所以1ml甲烷烷醛燃烧生成二氧化碳和液态水放热889.6 kJ，甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -889.6KJ•ml-1；
②如果上述反应生成的是水蒸气，液态转变为气态要吸收热量，故反应放出的热量小于4448kJ，故答案为<；
（3）钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
电极材料
电极名称
电极反应式
负极
正极
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