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高中化学第三节 金属的腐蚀与防护精品复习练习题
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这是一份高中化学第三节 金属的腐蚀与防护精品复习练习题，文件包含43金属的腐蚀与防护原卷版docx、43金属的腐蚀与防护解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共37页， 欢迎下载使用。
『知识梳理』
一、金属的腐蚀
〖金属的腐蚀〗
◆金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
◆分类
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀：当不纯金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而发生的腐蚀。
〖析氢腐蚀和吸氧腐蚀〗
二、金属的保护
〖金属的防护〗
◆根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀。
◆采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀。
◆采用电化学保护法防止金属腐蚀等。
①牺牲阳极法
在被保护的金属设备上装上较活泼的金属，在发生腐蚀时，活泼金属被腐蚀而被保护的金属不受腐蚀，即牺牲负极保护正极的方法，习惯上称为牺牲阳极法。
②外加电流法：把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放到电解质溶液(如海水)里，外接直流电源。通电后，调整外加电压使电子强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。
〖金属腐蚀的快慢及判断方法〗
◆不同情况下，金属腐蚀的快慢情况
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
◆同一种金属腐蚀的快慢取决于它所接触的物质：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
◆活泼性不同的两种金属形成原电池而造成的腐蚀：两金属活泼性差异越大，较活泼的金属被腐蚀得越快。
◆对同一种电解质溶液来说：电解质溶液浓度越大，金属腐蚀得越快。
◆析氢腐蚀速率大于吸氧腐蚀速率。
『题型分析』
『题型一』金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
〖典例1〗下列有关电化学装置的叙述中错误的是（ ）
A．①装置盐桥中的移向锌电极
B．②装置正极反应式为：
C．③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
【答案】B
【详解】A．锌为负极，铜为正极，根据原电池“同性相吸”，则①装置盐桥中的移向锌电极，故A正确；B．②装置环境为KOH溶液，则正极反应式为：，故B错误；C．放电时，Pb为负极，因此③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连，故C正确；D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀，该装置是外接电流的阴极保护法，故D正确。综上所述，答案为B。
〖变式1-1〗化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是（ ）
A．ClO2可作自来水消毒剂B．SO2常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂
C．在弱酸性环境中，钢铁一定发生析氢腐蚀D．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置
【答案】C
【详解】A．ClO2能杀菌消毒，可作自来水消毒剂，A正确；B．SO2能杀菌且具有还原性，常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂，B正确；C．在酸性较强环境中，钢铁发生析氢腐蚀；弱酸性或碱性环境中钢铁发生吸氧腐蚀，C错误；D．燃料电池放电效率高，是一种高效、环境友好的发电装置，D正确；故选C。
〖变式1-2〗下列做法或措施与反应速率无关的是（ ）
A．船体上镶嵌锌块，避免船体遭受腐蚀
B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂
C．实验室利用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气
D．侯氏制碱法：向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳
【答案】D
【详解】A．牺牲船体上镶嵌的锌块，是利用锌的活泼性强于铁，铁作正极，被保护，减慢了船体的腐蚀速率，A项不符合题意；B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂，能延长肉制品保质期，与速率有关，B项不符合题意；C．二氧化锰可作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，加快了反应速率，C项不符合题意；D．侯氏制碱法中，向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳，是为了提高碳酸氢钠的浓度，与速率无关，D项符合题意。答案选D。
〖变式1-3〗化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．铁制品和铜制品均能发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可消除水中Cu2+等重金属离子污染
C．医用口罩“熔喷层”使用的是超细聚丙烯纤维，该纤维属于有机高分子材料
D．垃圾分类中，陶瓷碎片属于可回收垃圾，果皮属于厨余垃圾，过期药品属于有害垃圾
【答案】C
【详解】A．铜活动性弱于氢，铜制品不能发生析氢腐蚀，A错误；B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子为氢氧化铝胶体，其可吸附悬浮固体颗粒但不会吸附重金属离子，B错误；C．聚丙烯纤维属于有机合成高分子材料，C正确；D．陶瓷碎片属于不可回收垃圾，D错误；故选C。
『题型二』析氢腐蚀与吸氧腐蚀
〖典例2〗常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法不正确的是（ ）
A．在溶液中，主要发生的是析氢腐蚀
B．在溶液中，发生腐蚀时正极反应为：
C．由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难
D．钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响
【答案】C
【详解】A．在溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A正确；B．在溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为：，故B正确；C．中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C错误；D．不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D正确；故答案选C。
〖变式2-1〗下列说法正确的是（ ）
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故能用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的负极反应不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原
【答案】B
【详解】A．不锈钢和铝合金等耐腐蚀，所以合金也可能耐腐蚀，故A错误；B．金属作原电池的正极被保护，所以可以用原电池原理来减缓金属的腐蚀，故B正确；C．酸性较强时Fe主要发生析氢腐蚀，中性或弱酸性发生吸氧腐蚀，所以钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同，故C错误；D．金属被腐蚀实质是金属失电子，所以无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化，故D错误。故选B。
〖变式2-2〗有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe发生还原反应：Fe—2e—=Fe2+
B．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
C．镀层破损后，镀锡铁板的镀层仍能对铁制品起保护作用，比镀锌铁板更耐腐蚀
D．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
【答案】B
【详解】A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀中铁均为原电池的负极，都是铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式都为Fe—2e—=Fe2+，故A错误；B．在海轮外壳连接锌块的方法为牺牲阳极的阴极保护法，目的是保护外壳不受腐蚀，故B正确；C．镀层破损后，镀锡铁板中铁做原电池的负极，腐蚀速率加快，镀锌铁板中铁做正极被保护，则镀层破损后，镀锡铁板的镀层不能对铁制品起保护作用，过C错误；D．将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连做电解池的阴极，以保护地下输油钢管不受腐蚀，故D错误；故选B。
〖变式2-3〗下列关于金属腐蚀正确的是（ ）
A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M＋nH2O=M(OH)n＋H2↑
B．金属腐蚀的实质是：M--ne-=Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属在酸性条件下都能发生析氢腐蚀
D．在潮湿的中性环境中，金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀
【答案】D
【详解】A．金属在潮湿的空气中是吸氧腐蚀，实质是：M＋nH2O+O2=M(OH)2n，A错误；B．金属腐蚀的实质是：M_ne-=Mn+，化学腐蚀则电子直接转移给氧化剂，电化学腐蚀则电子转移到另一电极后与氧化剂结合，B错误；C．较活泼的金属在酸性条件下能发生析氢腐蚀，有些不活泼的金属在酸性条件下不能发生析氢腐蚀，发生的是吸氧腐蚀，C错误；D．在潮湿的中性环境中，金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀，D正确；故选D。
『题型三』金属的防护
〖典例3〗金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，了解金属的腐蚀与防护具有重要意义。下列说法正确的是（ ）
A．白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀
B．燃气灶中心部位的铁生锈发生的主要是电化学腐蚀
C．将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极的阴极保护法
D．把金属制成防腐的合金(如不锈钢)，应用的是电化学保护法
【答案】A
【详解】A．白铁(镀锌铁)中锌为负极，铁为正极，铁受到一定的保护，马口铁(镀锡铁)中铁为负极，锡为正极，因此白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀，故A正确；B．燃气灶中心的铁生锈主要是铁和氧气在点燃条件下反应，因此主要是化学腐蚀，故B错误；C．将钢闸门连接到直流电源的负极得以保护，应用的是外接电流的阴极保护法，故C错误；D．把金属制成防腐的合金，如不锈钢，是改变物质内部结构而防止金属腐蚀，不属于电化学保护法，故D错误。综上所述，答案为A。
〖变式3-1〗在城市中地下常埋有许多金属管道和输电线路，地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，下列有关说法错误的是（ ）
A．会引起金属管道或铁轨腐蚀
B．该过程金属管道或铁轨只发生了吸氧腐蚀
C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜防止被腐蚀
D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连
【答案】B
【详解】A．若金属管道或铁轨与电源的正极相连，则导致其做阳极被腐蚀，A正确；B．若金属管道或铁轨与电源的负极相连，则导致其做阴极而得到保护，不一定发生吸氧腐蚀；即使发生电化学腐蚀，若金属管道或铁轨处于酸性较强的环境，也可能发生析氢腐蚀，B错误；C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜，防止被腐蚀，C正确；D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连，使其做阴极而得到保护，D正确；故选B。
〖变式3-2〗用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是（ ）
A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应
B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌
C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极
D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【分析】可以利用牺牲阳极法和外加电流法保护金属。
【详解】A．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，发生氧化反应，故A正确；B．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，故B正确；C．当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁做阴极，a应连接电源的负极，故C正确；D．当a、b与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，故D错误；故选D。
〖变式3-3〗化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法错误的是（ ）
A．“玉兔二号”月球车使用的太阳能电池板材料是硅
B．施肥时，草木灰不能与铵盐混合使用，是因为它们之间发生反应会降低肥效
C．水垢中的，可先用溶液处理，而后用酸除去
D．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管反而会加速腐蚀
【答案】D
【详解】A．硅是良好的光电转化材料，可用于制作太阳能电池板，故A正确；B．草木灰主要成分为碳酸钾，与铵盐混合会相互促进水解，铵盐水解生成的一水合氨分解成氨气，氨气挥发导致肥效降低， 故B正确；C．与碳酸钠反应生成更难溶的碳酸钙，碳酸钙可溶于盐酸或硝酸，从而除去水垢，故C正确；D．镀锌钢管镀层破损后，形成原电池，Zn活泼作负极，能继续保护钢管不被腐蚀，故D错误；故选：D。
『巩固练习』
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=−57.3kJ·ml−1，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的ΔH
B．在外加电流的阴极保护法中，须将被保护的钢铁设备与直流电源负极相连
C．500℃、30MPa下，将0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：ΔH=-38.6kJ/ml
D．向CH3COOH溶液中加入少量NaOH，可促进醋酸电离，使H+浓度增大
【答案】B
【详解】A．中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1ml水时放出的热量，所以实际加入的酸碱的量的多少不会影响该反应的ΔH，故A错误；B．在外加电流的阴极保护法中，将被保护的钢铁设备与直流电源负极相连作阴极，被保护，故B正确；C．合成氨的反应为可逆反应，0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1ml，放热19.3kJ，则热化学方程式为 ΔH<-38.6kJ/ml，故C错误；D．加入NaOH，NaOH和氢离子反应生成水，能促进醋酸的电离，但c(H+)减小，故D错误；故答案选B。
2．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错误的是（ ）
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
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
【答案】B
【详解】A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确；B．由于是酸性环境，故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O，B错误；C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确；D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确；故选B。
3．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是（ ）
A．工业上可以通过电解熔融氯化铝制备金属铝
B．铵态氮肥不能与草木灰混合施用
C．牙膏中添加氟化物用于预防龋齿
D．地下钢铁管道用导线连接锌块可减缓管道的腐蚀
【答案】A
【详解】A．工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝，A错误；B．铵根离子与碳酸根离子发生双水解，所以铵态氮肥不能与草木灰混合施用，以免肥效流失，B正确；C．牙膏中添加氟化物，氟离子可以与羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石，用于预防龋齿，C正确；D．地下钢铁管道用导线连接锌块构成原电池，保护钢铁不被腐蚀，D正确；故选A。
4．北溪1号和2号天然气管道被炸毁，导致管道中被包裹的金属材料Fe被腐蚀。下列有关说法正确的是（ ）
A．钢铁在海水中主要发生析氢腐蚀
B．钢铁在海水中构成原电池，负极反应为
C．可利用外加电流法保护输气管道
D．可以在钢铁表面镀一层铜，当铜破损时，仍能保护钢铁
【答案】C
【详解】A．海水为中性，钢铁在海水中主要发生吸氧腐蚀，A错误；B．铁失去电子生成亚铁离子，负极反应为，B错误；C．可利用外加电流的阴极保护法保护输气管道，C正确；D．铜不如铁活泼，导致铁做负极加速铁的腐蚀，D错误；故选C。
5．下列离子方程式与所给事实不相符的是（ ）
A．用惰性电极电解AgNO3溶液：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑
B．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe−3e－=Fe3+
C．泡沫灭火器的灭火原理：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
D．KI溶液将AgCl转化为AgI：I－(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl－(aq)
【答案】B
【详解】A．用惰性电极电解AgNO3溶液，阳极有氧气生成，阴极生成银：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑，故A正确；B．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe−2e－=Fe2+，故B错误；C．泡沫灭火器的灭火原理是碳酸氢钠和硫酸铝反应生成硫酸钠、氢氧化铝和二氧化碳：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑，故C正确；D．AgI的溶度积比AgCl的溶度积小，则KI溶液将AgCl转化为AgI：I－(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl－(aq)，故D正确。
综上所述，答案为B。
6．电解溶液的装置如图所示，a、b均为惰性电极。下列说法不正确的是（ ）
A．a极上发生的反应为：
B．移向b极
C．转移2 ml ，理论上阳极产生11.2 L气体(标准状况下)
D．电解总反应：
【答案】B
【详解】A．a极为阳极，则阳极上发生的反应为：，故A 正确；B．电解池“异性相吸”，则移向阳极即a极，故B错误；C．根据，转移2 ml ，理论上阳极产生0.2ml氧气，其体积为11.2 L气体(标准状况下)，故C正确；D．阳极产生氧气，阴极产生氢气，则电解总反应：，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是（ ）
A．测定锌与稀硫酸反应速率B．测定中和反应的反应热
C．比较AgCl和溶解度大小D．探究铁的析氢腐蚀
【答案】A
【详解】A．反应中可以通过生成氢气速率的快慢来测定锌与稀硫酸反应速率，A符合题意；B．测定中和反应的反应热应该在量热计中进行，B不符合题意；C．反应中硝酸银过量，不能比较AgCl和溶解度大小，C不符合题意；D．探究铁的析氢腐蚀应该在酸性环境中，D不符合题意；故选A。
8．化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．抢救钡离子中毒患者时，可以用合适浓度的Na2SO4溶液洗胃
B．太阳能集水器将空气中水蒸气冷凝成饮用水的过程是放热反应
C．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
D．纽扣银锌电池体形小，含有害物质少，用后不用分类回收，可以随意处理
【答案】A
【详解】A．生成硫酸钡难溶于水，难溶于酸，可以使钡离子浓度达到安全范围，A正确；B．水蒸气冷凝成饮用水是物质状态的变化，没有新物质产生，因此发生的变化属于物理变化，B错误；C．铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，会形成铁作负极、锡作正极的原电池，从而加快对铁制品府蚀，则镀层不能对铁制品起保护作用，C错误；D．纽扣银锌电池含有重金属，能够引起环境污染，使用完后，应回收，不能随意丢弃，D错误。
综上所述答案为A。
9．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是（ ）
A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B．①中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝
C．②中变红是因为发生反应发生了还原反应
D．①和②中发生负极反应均可表示为(M代表锌或铁)
【答案】B
【详解】A．原电池的形成条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液作用是形成闭合回路，利于离子迁移，A正确；B．中性或碱性条件下，Zn、Fe形成原电池，发生吸氧腐蚀，促进了水的电离，但Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极上反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，导致酚酞变红，B错误；C．②中NaCl溶液、Cu、Fe形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极、Cu作正极，负极反应式Fe-2e-═Fe2+，正极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，发生还原反应，铜丝附近区域酚酞遇到碱而变红，C正确；D．①中Zn和②中Fe均作负极，均失去2e-生成+2价的阳离子（Zn2+和Fe2+）、发生氧化反应，所以Zn、Fe发生的氧化反应可表示为M-2e-═M2+，D正确；故答案为：B。
10．下列有关叙述中，错误的是（ ）
A．电解精炼铜时，阴极的电极反应为
B．工业电解饱和食盐水时，阴极区获得烧碱溶液和氢气
C．碱性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为
D．船舶的外壳安装若干镁合金或锌块以防止其生锈，该法叫外加电流保护法
【答案】D
【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，A正确；B．工业电解饱和食盐水时，阴极水电离出的氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，阳极区的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，因此阴极区获得NaOH溶液和氢气，B正确；C．碱性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；D．船舶的外壳安装若干镁合金或锌块以防止其生锈，利用的是原电池原理，该法叫牺牲阳极的阴极保护法，D错误；故选D。
11．用惰性电极电解1 L CuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0 ml·L−1，一段时间后两极均收集到标准状况下67.2 L的气体。下列说法错误的是（ ）
A．原溶液中c(Na+)为4 ml·L−1
B．电解过程共转移7 ml电子
C．电解过程阴极共析出32 g铜
D．加入CuCl2和HCl即可复原电解质溶液
【答案】D
【分析】用惰性电极电解1 L CuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0 ml·L−1，Cl-物质的量为5ml，阳极先发生的电极反应为2Cl- -2e-=Cl2↑，Cl-完全反应生成2.5mlCl2(标准状况下的体积为56L)，阳极接着发生的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，此过程产生O2的体积为67.2L-56L=11.2L；阴极依次发生的反应为Cu2++2e-=Cu、2H2O+2e-=H2↑+2OH-；据此分析结合计算解题。
【详解】A．阳极收集到3ml气体，n(Cl−)=5.0 ml，完全反应生成2.5 ml氯气，转移电子数为5ml；说明还生成了0.5ml氧气；转移电子数为2ml；总电子转移数为7 ml；阴极也收集到3ml氢气，转移电子数为6ml，说明Cu2+得到了1ml电子，n(Cu2+)=0.5 ml；n(Cl−)=5.0 ml，根据电荷守恒可知n(Na+)=4.0 ml，原溶液中c(Na+)为4 ml·L−1；故A正确；B．根据A项计算，电解过程共转移7 ml电子，故B正确；C．根据A项计算，n(Cu2+)=0.5 ml，所以电解过程阴极共析出32 g铜；故C正确；D．复原电解质溶液需加入CuCl2、HCl和H2O；故D错误；故答案选D。
12．支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是（ ）
A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料
B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法
【答案】C
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A错误；B．高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B错误；C．钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C正确；D．在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D错误；故选C。
13．“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如图所示。下列有关说法正确的是
A．正极反应：Fe-2e-=Fe2+
B．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)2
C．整个过程发生的是析氢腐蚀
D．为防止孔蚀发生可以将铁合金与外接电源的负极相连
【答案】D
【详解】A．在负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，在正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，A不正确；B．铁合金腐蚀，起初产物为Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中O2氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成Fe2O3，B不正确；C．整个过程中，O2为主要反应物，发生的是吸氧腐蚀，C不正确；D．将铁合金与外接电源的负极相连，能阻止铁失电子，从而防止孔蚀发生，D正确；故选D。
14．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A．利用装置I制取并收集纯净的B．利用装置Ⅱ收集并吸收多余的
C．利用装置Ⅲ除去气体中的D．利用装置Ⅳ应用电化学原理对钢闸门进行防护
【答案】B
【详解】A．一氧化氮可以和氧气反应，不能用排空气的方法收集，A错误；B．极易溶于水，可用水吸收，但需要采用倒扣漏斗防止倒吸，B正确；C．饱和碳酸钠可以和二氧化碳反应，应该用饱和碳酸氢钠吸收二氧化碳中的氯化氢，C错误；D．利用外加电流阴极保护法保护金属时，被保护的金属应该做阴极，D错误；故选B。
15．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．明矾和臭氧都可用于净水，均利用了其氧化性
B．天然气、沼气都是比较清洁的能源，其中沼气为可再生能源
C．工业燃煤时，加入少量大理石可减少温室气体的排放
D．钢管镀锡的目的是使钢与锡形成原电池，消耗锡而保护钢管免受腐蚀
【答案】B
【详解】A．明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体的吸附作用，未体现氧化性，臭氧净水是利用其氧化性杀菌消毒，A项错误；B．天然气、沼气都是比较清洁的能源，其中沼气为可再生能源，天然气为不可再生能源，B项正确；C．工业燃煤时，加入少量石灰石可以减少二氧化硫的排放，2CaCO3+2SO3+O22CaSO4+2CO2，但不能减少二氧化碳的排放，所以不能减少温室气体的排放，C项错误；D．铁比锡活泼，钢与锡形成原电池，铁作负极加速腐蚀，故镀锡不是使钢与锡形成原电池而保护钢管，D项错误。答案选B。
16．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，正确的是（ ）
A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀B．金属表面钝化处理可防止金属腐蚀
C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌D．阴极的电极反应式为
【答案】B
【详解】A．铜板打上铁铆钉，铜、铁和水膜构成原电池，铁做负极易被腐蚀，铜作正极不易腐蚀，A错误；B．金属表面钝化处理，可在金属表面形成致密的氧化膜，防止内部的金属与空气等反应，可防止金属腐蚀，B正确；C．连接锌棒后，锌作负极，电子从锌流向铁导管，C错误；D．阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应，废铁是阳极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，D错误；故答案选B。
二、原理综合题
17．I.某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为_______。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率_______。
(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的_______倍。
②若容器内温度升高，X的转化率减小，则该反应的正反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是_______(填字母)。
A．在时增大了压强B．在时加入催化剂
C．在时降低了温度D．时X的转化率最高
Ⅱ.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。
(5)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择_______(填字母序号)。
A．碳棒 B．锌板 C．铜板
(6)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上的电极反应式为_______，检测该电极反应产物的方法是_______。
【答案】(1)X+3Y2Z
(2)
(3) 0.95 放热
(4)B
(5)B
(6) 阴 将湿润的碘化钾试纸放在生成气体处，试纸变蓝色，说明生成氯气
【详解】（1）由图可知，XY量减小为反应物、Z量增加为生成物，反应的XYZ的物质的量之比为(1.0-0.9): (1.0-0.7): 0.2=1:3:2，反应后三种物质同时存在，则该反应的化学方程式为X+3Y2Z。
（2）反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率；（3）①根据阿伏伽德罗定律可知，相同条件下压强比等于物质的量比，故压强是开始时的倍；②若容器内温度升高，X的转化率减小，说明平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应。
（4）时刻正反应速率不变、逆反应速率瞬时增大，之后正反应速率增加、逆反应速率减小，则为加入了Z，平衡逆向移动，X转化率降低；时刻后，正逆反应速率均同步增大，平衡不移动，则为加入催化剂，X转化率不变；时刻正逆反应速率均瞬时减小，之后平衡逆向移动，则为减小压强，X转化率降低；由以上分析可知，时X的转化率最高；A．由分析可知，在时加入了Z，A错误；
B．由分析可知，在时加入催化剂，B正确；C．由分析可知，在时减小压强，C错误；
D．由分析可知，时X的转化率最高，D错误；故选B。
（5）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择比铁活泼的金属，故选B。
（6）图2中，减缓海水对钢闸门C的腐蚀，则钢闸门C做阴极，被保护；用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，D为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，则D上的电极反应式为，检测该电极反应产物的方法是：将湿润的碘化钾试纸放在生成气体处，试纸变蓝色，说明生成氯气。
18．25℃时，的电离常数。常温下，往25mL氢氧化钠标准溶液中逐滴加入的溶液，pH变化曲线如图所示：
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_______。
(2)A点对应的横坐标为25mL，请用离子方程式解释A点所示的溶液显碱性的原因：_______。
(3)A点所示的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是：_______。
(4)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。
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
(5)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2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_______(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为_______。
【答案】(1)0.1ml/L
(2)
(3)
(4)b
(5) 负
【详解】（1）据图片可知溶液起始pH=13，即c(H+)=1×10-13ml/L，c(OH-)==0.1ml/L，则c(NaOH)=0.1ml/L。
（2）A点为NaOH和醋酸恰好完全反应的点，此时溶液中溶质为醋酸钠，因为CH3COO-水解而使溶液呈碱性，水解反应方程式为。
（3）A点溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，因为A点溶液呈碱性，所以c(H+)c(CH3COO-)，反应后A点溶液中主要含大量醋酸钠，少量氢离子和氢氧根离子，所以c(CH3COO-)>c(OH-)，综上溶液中各离子浓度大小的排列顺序为：。
（4）原电池中正极上得电子发生还原反应而被保护，因此为了减少海水对钢闸门A的腐蚀，要保护钢闸门需要将其作为正极，则需选择金属活动性强于铁的金属作为B电极材料，所以选择锌作为负极，选b。
（5）“镁—次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，镁的活泼性比铂强，则Mg为负极，所以镁合金一端电极E为燃料电池的负极，正极上ClO-得电子生成Cl-，则正极的电极反应式为：。
19．电解原理在生产生活中应用广泛，回答下列问题：
(1)为防止铁器被腐蚀，常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源_________(填“正”或“负”，下同)极相连：电解精炼铜时，粗铜应与电源_________极相连。
(2)利用如图1装置可模拟铁的电化学防护。
①为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_________(填“M”或“N”)处。
②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，该电化学防护法称为_________。
(3)用石墨电极电解100mL和的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，原混合溶液中的物质的量浓度为_________。
(4)汽车尾气排放的CO、等气体是大气污染的主要来源，也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应消除的简易装置如图2所示。
①电极a的电极反应式为_________。
②常温下，若用该电池电解0.6L 1ml/L食盐水，当消耗336mL B气体(标准状况下)时，电解池中溶液的pH=_________(假设电解过程溶液体积不变)。
【答案】(1) 负 正
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
(3)1
(4) 13
【详解】（1）为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
（2）①模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关区应置于N处；②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，锌为负极，Fe为正极，故减缓铁的腐蚀，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
（3）用石墨电极电解100mL和的混合溶液，电解和的混合溶液，阳极发生的反应为:4OH-=2H2O+O2↑+4e- ，阴极上发生的电极反应为: Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)即为0.1ml，阳极生成0.1ml氧气说明转移了0.4ml电子，而阴极上生成的0.1mlH。只得到了0.2ml电子，所以剩余0.2ml电子由铜离子获得，且溶液中有0.1ml铜离子，据c =n÷V，得到铜离子的浓度为:。
（4）a 电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气: ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为 ，总反应: ，消耗标准状况下336 mLNO2时，电路中转移0.06 ml电子，电解池中生成0.06 mlOH-，c(OH-)=0.06ml÷0.6L=0.1ml·L-1， ，pH=13。
20．电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
(1)下图中，为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B可以选择_______(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：_______。
(2)利用电解法制备(下图为简易原理装置)。
在_______(填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程_______。
(3)用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图：
①燃料电池中的负极是_______(填“M”或“N”)电极，其电极反应为_______。
②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因_______。
【答案】(1) b 锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗
(2) C C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠
(3) M 铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，
【详解】（1）为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B应该选择比铁活泼的金属，故选锌板，选b；锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗，故锌板需要定期拆换。
（2）由图可知，C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠。
（3）①由燃料电池中氢离子移动方向可知，M为电池的负极，该极上二甲醚失去电子发生氧化反应，电极反应为。
②N极为正极，则电解池中左侧电极为阳极；铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，。类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜呈弱酸性或中性
水膜呈酸性
正极反应
O2+2H2O+4e-===40H⁻
2H++2e-===H2↑
负极反应
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-==Fe2+
电子如何流动形成电通路
Fe失去电子成为Fe2+进入溶液,电子流入C极,O2在C极获得电子成为OH⁻进入溶液
Fe失电子成为Fe2+进入溶液，电子流入C极,H+趋向于C极与电子结合成H2析出
最终腐蚀产物
铁锈(Fe2O3·xH2O)
普遍性
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
其他反应
Fe2++2OH-===Fe(OH)₂
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
溶液
腐蚀快慢
较快
慢
慢
较快
主要产物
操作
现象
一段时间后：①中……：②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
『知识梳理』
一、金属的腐蚀
〖金属的腐蚀〗
◆金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
◆分类
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀：当不纯金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而发生的腐蚀。
〖析氢腐蚀和吸氧腐蚀〗
二、金属的保护
〖金属的防护〗
◆根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀。
◆采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀。
◆采用电化学保护法防止金属腐蚀等。
①牺牲阳极法
在被保护的金属设备上装上较活泼的金属，在发生腐蚀时，活泼金属被腐蚀而被保护的金属不受腐蚀，即牺牲负极保护正极的方法，习惯上称为牺牲阳极法。
②外加电流法：把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放到电解质溶液(如海水)里，外接直流电源。通电后，调整外加电压使电子强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。
〖金属腐蚀的快慢及判断方法〗
◆不同情况下，金属腐蚀的快慢情况
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
◆同一种金属腐蚀的快慢取决于它所接触的物质：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
◆活泼性不同的两种金属形成原电池而造成的腐蚀：两金属活泼性差异越大，较活泼的金属被腐蚀得越快。
◆对同一种电解质溶液来说：电解质溶液浓度越大，金属腐蚀得越快。
◆析氢腐蚀速率大于吸氧腐蚀速率。
『题型分析』
『题型一』金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
〖典例1〗下列有关电化学装置的叙述中错误的是（ ）
A．①装置盐桥中的移向锌电极
B．②装置正极反应式为：
C．③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连
D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀
【答案】B
【详解】A．锌为负极，铜为正极，根据原电池“同性相吸”，则①装置盐桥中的移向锌电极，故A正确；B．②装置环境为KOH溶液，则正极反应式为：，故B错误；C．放电时，Pb为负极，因此③装置在充电的时候，Pb电极应与电源的负极相连，故C正确；D．④装置连接电源的作用是能阻止钢闸门发生吸氧腐蚀，该装置是外接电流的阴极保护法，故D正确。综上所述，答案为B。
〖变式1-1〗化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是（ ）
A．ClO2可作自来水消毒剂B．SO2常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂
C．在弱酸性环境中，钢铁一定发生析氢腐蚀D．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置
【答案】C
【详解】A．ClO2能杀菌消毒，可作自来水消毒剂，A正确；B．SO2能杀菌且具有还原性，常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂，B正确；C．在酸性较强环境中，钢铁发生析氢腐蚀；弱酸性或碱性环境中钢铁发生吸氧腐蚀，C错误；D．燃料电池放电效率高，是一种高效、环境友好的发电装置，D正确；故选C。
〖变式1-2〗下列做法或措施与反应速率无关的是（ ）
A．船体上镶嵌锌块，避免船体遭受腐蚀
B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂
C．实验室利用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气
D．侯氏制碱法：向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳
【答案】D
【详解】A．牺牲船体上镶嵌的锌块，是利用锌的活泼性强于铁，铁作正极，被保护，减慢了船体的腐蚀速率，A项不符合题意；B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂，能延长肉制品保质期，与速率有关，B项不符合题意；C．二氧化锰可作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，加快了反应速率，C项不符合题意；D．侯氏制碱法中，向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳，是为了提高碳酸氢钠的浓度，与速率无关，D项符合题意。答案选D。
〖变式1-3〗化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．铁制品和铜制品均能发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可消除水中Cu2+等重金属离子污染
C．医用口罩“熔喷层”使用的是超细聚丙烯纤维，该纤维属于有机高分子材料
D．垃圾分类中，陶瓷碎片属于可回收垃圾，果皮属于厨余垃圾，过期药品属于有害垃圾
【答案】C
【详解】A．铜活动性弱于氢，铜制品不能发生析氢腐蚀，A错误；B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子为氢氧化铝胶体，其可吸附悬浮固体颗粒但不会吸附重金属离子，B错误；C．聚丙烯纤维属于有机合成高分子材料，C正确；D．陶瓷碎片属于不可回收垃圾，D错误；故选C。
『题型二』析氢腐蚀与吸氧腐蚀
〖典例2〗常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法不正确的是（ ）
A．在溶液中，主要发生的是析氢腐蚀
B．在溶液中，发生腐蚀时正极反应为：
C．由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难
D．钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响
【答案】C
【详解】A．在溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A正确；B．在溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为：，故B正确；C．中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C错误；D．不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D正确；故答案选C。
〖变式2-1〗下列说法正确的是（ ）
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故能用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的负极反应不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原
【答案】B
【详解】A．不锈钢和铝合金等耐腐蚀，所以合金也可能耐腐蚀，故A错误；B．金属作原电池的正极被保护，所以可以用原电池原理来减缓金属的腐蚀，故B正确；C．酸性较强时Fe主要发生析氢腐蚀，中性或弱酸性发生吸氧腐蚀，所以钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同，故C错误；D．金属被腐蚀实质是金属失电子，所以无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化，故D错误。故选B。
〖变式2-2〗有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe发生还原反应：Fe—2e—=Fe2+
B．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
C．镀层破损后，镀锡铁板的镀层仍能对铁制品起保护作用，比镀锌铁板更耐腐蚀
D．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
【答案】B
【详解】A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀中铁均为原电池的负极，都是铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式都为Fe—2e—=Fe2+，故A错误；B．在海轮外壳连接锌块的方法为牺牲阳极的阴极保护法，目的是保护外壳不受腐蚀，故B正确；C．镀层破损后，镀锡铁板中铁做原电池的负极，腐蚀速率加快，镀锌铁板中铁做正极被保护，则镀层破损后，镀锡铁板的镀层不能对铁制品起保护作用，过C错误；D．将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连做电解池的阴极，以保护地下输油钢管不受腐蚀，故D错误；故选B。
〖变式2-3〗下列关于金属腐蚀正确的是（ ）
A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M＋nH2O=M(OH)n＋H2↑
B．金属腐蚀的实质是：M--ne-=Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属在酸性条件下都能发生析氢腐蚀
D．在潮湿的中性环境中，金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀
【答案】D
【详解】A．金属在潮湿的空气中是吸氧腐蚀，实质是：M＋nH2O+O2=M(OH)2n，A错误；B．金属腐蚀的实质是：M_ne-=Mn+，化学腐蚀则电子直接转移给氧化剂，电化学腐蚀则电子转移到另一电极后与氧化剂结合，B错误；C．较活泼的金属在酸性条件下能发生析氢腐蚀，有些不活泼的金属在酸性条件下不能发生析氢腐蚀，发生的是吸氧腐蚀，C错误；D．在潮湿的中性环境中，金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀，D正确；故选D。
『题型三』金属的防护
〖典例3〗金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，了解金属的腐蚀与防护具有重要意义。下列说法正确的是（ ）
A．白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀
B．燃气灶中心部位的铁生锈发生的主要是电化学腐蚀
C．将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极的阴极保护法
D．把金属制成防腐的合金(如不锈钢)，应用的是电化学保护法
【答案】A
【详解】A．白铁(镀锌铁)中锌为负极，铁为正极，铁受到一定的保护，马口铁(镀锡铁)中铁为负极，锡为正极，因此白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀，故A正确；B．燃气灶中心的铁生锈主要是铁和氧气在点燃条件下反应，因此主要是化学腐蚀，故B错误；C．将钢闸门连接到直流电源的负极得以保护，应用的是外接电流的阴极保护法，故C错误；D．把金属制成防腐的合金，如不锈钢，是改变物质内部结构而防止金属腐蚀，不属于电化学保护法，故D错误。综上所述，答案为A。
〖变式3-1〗在城市中地下常埋有许多金属管道和输电线路，地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，下列有关说法错误的是（ ）
A．会引起金属管道或铁轨腐蚀
B．该过程金属管道或铁轨只发生了吸氧腐蚀
C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜防止被腐蚀
D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连
【答案】B
【详解】A．若金属管道或铁轨与电源的正极相连，则导致其做阳极被腐蚀，A正确；B．若金属管道或铁轨与电源的负极相连，则导致其做阴极而得到保护，不一定发生吸氧腐蚀；即使发生电化学腐蚀，若金属管道或铁轨处于酸性较强的环境，也可能发生析氢腐蚀，B错误；C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜，防止被腐蚀，C正确；D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连，使其做阴极而得到保护，D正确；故选B。
〖变式3-2〗用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是（ ）
A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应
B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌
C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极
D．当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【分析】可以利用牺牲阳极法和外加电流法保护金属。
【详解】A．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，发生氧化反应，故A正确；B．当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，故B正确；C．当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁做阴极，a应连接电源的负极，故C正确；D．当a、b与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，故D错误；故选D。
〖变式3-3〗化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法错误的是（ ）
A．“玉兔二号”月球车使用的太阳能电池板材料是硅
B．施肥时，草木灰不能与铵盐混合使用，是因为它们之间发生反应会降低肥效
C．水垢中的，可先用溶液处理，而后用酸除去
D．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管反而会加速腐蚀
【答案】D
【详解】A．硅是良好的光电转化材料，可用于制作太阳能电池板，故A正确；B．草木灰主要成分为碳酸钾，与铵盐混合会相互促进水解，铵盐水解生成的一水合氨分解成氨气，氨气挥发导致肥效降低， 故B正确；C．与碳酸钠反应生成更难溶的碳酸钙，碳酸钙可溶于盐酸或硝酸，从而除去水垢，故C正确；D．镀锌钢管镀层破损后，形成原电池，Zn活泼作负极，能继续保护钢管不被腐蚀，故D错误；故选：D。
『巩固练习』
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=−57.3kJ·ml−1，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的ΔH
B．在外加电流的阴极保护法中，须将被保护的钢铁设备与直流电源负极相连
C．500℃、30MPa下，将0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：ΔH=-38.6kJ/ml
D．向CH3COOH溶液中加入少量NaOH，可促进醋酸电离，使H+浓度增大
【答案】B
【详解】A．中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1ml水时放出的热量，所以实际加入的酸碱的量的多少不会影响该反应的ΔH，故A错误；B．在外加电流的阴极保护法中，将被保护的钢铁设备与直流电源负极相连作阴极，被保护，故B正确；C．合成氨的反应为可逆反应，0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1ml，放热19.3kJ，则热化学方程式为 ΔH<-38.6kJ/ml，故C错误；D．加入NaOH，NaOH和氢离子反应生成水，能促进醋酸的电离，但c(H+)减小，故D错误；故答案选B。
2．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错误的是（ ）
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
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
【答案】B
【详解】A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确；B．由于是酸性环境，故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O，B错误；C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确；D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确；故选B。
3．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是（ ）
A．工业上可以通过电解熔融氯化铝制备金属铝
B．铵态氮肥不能与草木灰混合施用
C．牙膏中添加氟化物用于预防龋齿
D．地下钢铁管道用导线连接锌块可减缓管道的腐蚀
【答案】A
【详解】A．工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝，A错误；B．铵根离子与碳酸根离子发生双水解，所以铵态氮肥不能与草木灰混合施用，以免肥效流失，B正确；C．牙膏中添加氟化物，氟离子可以与羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石，用于预防龋齿，C正确；D．地下钢铁管道用导线连接锌块构成原电池，保护钢铁不被腐蚀，D正确；故选A。
4．北溪1号和2号天然气管道被炸毁，导致管道中被包裹的金属材料Fe被腐蚀。下列有关说法正确的是（ ）
A．钢铁在海水中主要发生析氢腐蚀
B．钢铁在海水中构成原电池，负极反应为
C．可利用外加电流法保护输气管道
D．可以在钢铁表面镀一层铜，当铜破损时，仍能保护钢铁
【答案】C
【详解】A．海水为中性，钢铁在海水中主要发生吸氧腐蚀，A错误；B．铁失去电子生成亚铁离子，负极反应为，B错误；C．可利用外加电流的阴极保护法保护输气管道，C正确；D．铜不如铁活泼，导致铁做负极加速铁的腐蚀，D错误；故选C。
5．下列离子方程式与所给事实不相符的是（ ）
A．用惰性电极电解AgNO3溶液：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑
B．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe−3e－=Fe3+
C．泡沫灭火器的灭火原理：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
D．KI溶液将AgCl转化为AgI：I－(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl－(aq)
【答案】B
【详解】A．用惰性电极电解AgNO3溶液，阳极有氧气生成，阴极生成银：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑，故A正确；B．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe−2e－=Fe2+，故B错误；C．泡沫灭火器的灭火原理是碳酸氢钠和硫酸铝反应生成硫酸钠、氢氧化铝和二氧化碳：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑，故C正确；D．AgI的溶度积比AgCl的溶度积小，则KI溶液将AgCl转化为AgI：I－(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl－(aq)，故D正确。
综上所述，答案为B。
6．电解溶液的装置如图所示，a、b均为惰性电极。下列说法不正确的是（ ）
A．a极上发生的反应为：
B．移向b极
C．转移2 ml ，理论上阳极产生11.2 L气体(标准状况下)
D．电解总反应：
【答案】B
【详解】A．a极为阳极，则阳极上发生的反应为：，故A 正确；B．电解池“异性相吸”，则移向阳极即a极，故B错误；C．根据，转移2 ml ，理论上阳极产生0.2ml氧气，其体积为11.2 L气体(标准状况下)，故C正确；D．阳极产生氧气，阴极产生氢气，则电解总反应：，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是（ ）
A．测定锌与稀硫酸反应速率B．测定中和反应的反应热
C．比较AgCl和溶解度大小D．探究铁的析氢腐蚀
【答案】A
【详解】A．反应中可以通过生成氢气速率的快慢来测定锌与稀硫酸反应速率，A符合题意；B．测定中和反应的反应热应该在量热计中进行，B不符合题意；C．反应中硝酸银过量，不能比较AgCl和溶解度大小，C不符合题意；D．探究铁的析氢腐蚀应该在酸性环境中，D不符合题意；故选A。
8．化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．抢救钡离子中毒患者时，可以用合适浓度的Na2SO4溶液洗胃
B．太阳能集水器将空气中水蒸气冷凝成饮用水的过程是放热反应
C．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
D．纽扣银锌电池体形小，含有害物质少，用后不用分类回收，可以随意处理
【答案】A
【详解】A．生成硫酸钡难溶于水，难溶于酸，可以使钡离子浓度达到安全范围，A正确；B．水蒸气冷凝成饮用水是物质状态的变化，没有新物质产生，因此发生的变化属于物理变化，B错误；C．铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，会形成铁作负极、锡作正极的原电池，从而加快对铁制品府蚀，则镀层不能对铁制品起保护作用，C错误；D．纽扣银锌电池含有重金属，能够引起环境污染，使用完后，应回收，不能随意丢弃，D错误。
综上所述答案为A。
9．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是（ ）
A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B．①中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝
C．②中变红是因为发生反应发生了还原反应
D．①和②中发生负极反应均可表示为(M代表锌或铁)
【答案】B
【详解】A．原电池的形成条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液作用是形成闭合回路，利于离子迁移，A正确；B．中性或碱性条件下，Zn、Fe形成原电池，发生吸氧腐蚀，促进了水的电离，但Zn比Fe活泼，Zn作负极、Fe作正极，正极上反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，导致酚酞变红，B错误；C．②中NaCl溶液、Cu、Fe形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极、Cu作正极，负极反应式Fe-2e-═Fe2+，正极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-，发生还原反应，铜丝附近区域酚酞遇到碱而变红，C正确；D．①中Zn和②中Fe均作负极，均失去2e-生成+2价的阳离子（Zn2+和Fe2+）、发生氧化反应，所以Zn、Fe发生的氧化反应可表示为M-2e-═M2+，D正确；故答案为：B。
10．下列有关叙述中，错误的是（ ）
A．电解精炼铜时，阴极的电极反应为
B．工业电解饱和食盐水时，阴极区获得烧碱溶液和氢气
C．碱性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为
D．船舶的外壳安装若干镁合金或锌块以防止其生锈，该法叫外加电流保护法
【答案】D
【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，A正确；B．工业电解饱和食盐水时，阴极水电离出的氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，阳极区的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，因此阴极区获得NaOH溶液和氢气，B正确；C．碱性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；D．船舶的外壳安装若干镁合金或锌块以防止其生锈，利用的是原电池原理，该法叫牺牲阳极的阴极保护法，D错误；故选D。
11．用惰性电极电解1 L CuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0 ml·L−1，一段时间后两极均收集到标准状况下67.2 L的气体。下列说法错误的是（ ）
A．原溶液中c(Na+)为4 ml·L−1
B．电解过程共转移7 ml电子
C．电解过程阴极共析出32 g铜
D．加入CuCl2和HCl即可复原电解质溶液
【答案】D
【分析】用惰性电极电解1 L CuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0 ml·L−1，Cl-物质的量为5ml，阳极先发生的电极反应为2Cl- -2e-=Cl2↑，Cl-完全反应生成2.5mlCl2(标准状况下的体积为56L)，阳极接着发生的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，此过程产生O2的体积为67.2L-56L=11.2L；阴极依次发生的反应为Cu2++2e-=Cu、2H2O+2e-=H2↑+2OH-；据此分析结合计算解题。
【详解】A．阳极收集到3ml气体，n(Cl−)=5.0 ml，完全反应生成2.5 ml氯气，转移电子数为5ml；说明还生成了0.5ml氧气；转移电子数为2ml；总电子转移数为7 ml；阴极也收集到3ml氢气，转移电子数为6ml，说明Cu2+得到了1ml电子，n(Cu2+)=0.5 ml；n(Cl−)=5.0 ml，根据电荷守恒可知n(Na+)=4.0 ml，原溶液中c(Na+)为4 ml·L−1；故A正确；B．根据A项计算，电解过程共转移7 ml电子，故B正确；C．根据A项计算，n(Cu2+)=0.5 ml，所以电解过程阴极共析出32 g铜；故C正确；D．复原电解质溶液需加入CuCl2、HCl和H2O；故D错误；故答案选D。
12．支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是（ ）
A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料
B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法
【答案】C
【详解】A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A错误；B．高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B错误；C．钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C正确；D．在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D错误；故选C。
13．“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如图所示。下列有关说法正确的是
A．正极反应：Fe-2e-=Fe2+
B．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)2
C．整个过程发生的是析氢腐蚀
D．为防止孔蚀发生可以将铁合金与外接电源的负极相连
【答案】D
【详解】A．在负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，在正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，A不正确；B．铁合金腐蚀，起初产物为Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中O2氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成Fe2O3，B不正确；C．整个过程中，O2为主要反应物，发生的是吸氧腐蚀，C不正确；D．将铁合金与外接电源的负极相连，能阻止铁失电子，从而防止孔蚀发生，D正确；故选D。
14．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A．利用装置I制取并收集纯净的B．利用装置Ⅱ收集并吸收多余的
C．利用装置Ⅲ除去气体中的D．利用装置Ⅳ应用电化学原理对钢闸门进行防护
【答案】B
【详解】A．一氧化氮可以和氧气反应，不能用排空气的方法收集，A错误；B．极易溶于水，可用水吸收，但需要采用倒扣漏斗防止倒吸，B正确；C．饱和碳酸钠可以和二氧化碳反应，应该用饱和碳酸氢钠吸收二氧化碳中的氯化氢，C错误；D．利用外加电流阴极保护法保护金属时，被保护的金属应该做阴极，D错误；故选B。
15．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．明矾和臭氧都可用于净水，均利用了其氧化性
B．天然气、沼气都是比较清洁的能源，其中沼气为可再生能源
C．工业燃煤时，加入少量大理石可减少温室气体的排放
D．钢管镀锡的目的是使钢与锡形成原电池，消耗锡而保护钢管免受腐蚀
【答案】B
【详解】A．明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体的吸附作用，未体现氧化性，臭氧净水是利用其氧化性杀菌消毒，A项错误；B．天然气、沼气都是比较清洁的能源，其中沼气为可再生能源，天然气为不可再生能源，B项正确；C．工业燃煤时，加入少量石灰石可以减少二氧化硫的排放，2CaCO3+2SO3+O22CaSO4+2CO2，但不能减少二氧化碳的排放，所以不能减少温室气体的排放，C项错误；D．铁比锡活泼，钢与锡形成原电池，铁作负极加速腐蚀，故镀锡不是使钢与锡形成原电池而保护钢管，D项错误。答案选B。
16．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，正确的是（ ）
A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀B．金属表面钝化处理可防止金属腐蚀
C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌D．阴极的电极反应式为
【答案】B
【详解】A．铜板打上铁铆钉，铜、铁和水膜构成原电池，铁做负极易被腐蚀，铜作正极不易腐蚀，A错误；B．金属表面钝化处理，可在金属表面形成致密的氧化膜，防止内部的金属与空气等反应，可防止金属腐蚀，B正确；C．连接锌棒后，锌作负极，电子从锌流向铁导管，C错误；D．阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应，废铁是阳极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，D错误；故答案选B。
二、原理综合题
17．I.某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为_______。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率_______。
(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的_______倍。
②若容器内温度升高，X的转化率减小，则该反应的正反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是_______(填字母)。
A．在时增大了压强B．在时加入催化剂
C．在时降低了温度D．时X的转化率最高
Ⅱ.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。
(5)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择_______(填字母序号)。
A．碳棒 B．锌板 C．铜板
(6)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上的电极反应式为_______，检测该电极反应产物的方法是_______。
【答案】(1)X+3Y2Z
(2)
(3) 0.95 放热
(4)B
(5)B
(6) 阴 将湿润的碘化钾试纸放在生成气体处，试纸变蓝色，说明生成氯气
【详解】（1）由图可知，XY量减小为反应物、Z量增加为生成物，反应的XYZ的物质的量之比为(1.0-0.9): (1.0-0.7): 0.2=1:3:2，反应后三种物质同时存在，则该反应的化学方程式为X+3Y2Z。
（2）反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率；（3）①根据阿伏伽德罗定律可知，相同条件下压强比等于物质的量比，故压强是开始时的倍；②若容器内温度升高，X的转化率减小，说明平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应。
（4）时刻正反应速率不变、逆反应速率瞬时增大，之后正反应速率增加、逆反应速率减小，则为加入了Z，平衡逆向移动，X转化率降低；时刻后，正逆反应速率均同步增大，平衡不移动，则为加入催化剂，X转化率不变；时刻正逆反应速率均瞬时减小，之后平衡逆向移动，则为减小压强，X转化率降低；由以上分析可知，时X的转化率最高；A．由分析可知，在时加入了Z，A错误；
B．由分析可知，在时加入催化剂，B正确；C．由分析可知，在时减小压强，C错误；
D．由分析可知，时X的转化率最高，D错误；故选B。
（5）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择比铁活泼的金属，故选B。
（6）图2中，减缓海水对钢闸门C的腐蚀，则钢闸门C做阴极，被保护；用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，D为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，则D上的电极反应式为，检测该电极反应产物的方法是：将湿润的碘化钾试纸放在生成气体处，试纸变蓝色，说明生成氯气。
18．25℃时，的电离常数。常温下，往25mL氢氧化钠标准溶液中逐滴加入的溶液，pH变化曲线如图所示：
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_______。
(2)A点对应的横坐标为25mL，请用离子方程式解释A点所示的溶液显碱性的原因：_______。
(3)A点所示的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是：_______。
(4)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。
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
(5)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2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_______(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为_______。
【答案】(1)0.1ml/L
(2)
(3)
(4)b
(5) 负
【详解】（1）据图片可知溶液起始pH=13，即c(H+)=1×10-13ml/L，c(OH-)==0.1ml/L，则c(NaOH)=0.1ml/L。
（2）A点为NaOH和醋酸恰好完全反应的点，此时溶液中溶质为醋酸钠，因为CH3COO-水解而使溶液呈碱性，水解反应方程式为。
（3）A点溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，因为A点溶液呈碱性，所以c(H+)
（4）原电池中正极上得电子发生还原反应而被保护，因此为了减少海水对钢闸门A的腐蚀，要保护钢闸门需要将其作为正极，则需选择金属活动性强于铁的金属作为B电极材料，所以选择锌作为负极，选b。
（5）“镁—次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，镁的活泼性比铂强，则Mg为负极，所以镁合金一端电极E为燃料电池的负极，正极上ClO-得电子生成Cl-，则正极的电极反应式为：。
19．电解原理在生产生活中应用广泛，回答下列问题：
(1)为防止铁器被腐蚀，常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源_________(填“正”或“负”，下同)极相连：电解精炼铜时，粗铜应与电源_________极相连。
(2)利用如图1装置可模拟铁的电化学防护。
①为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_________(填“M”或“N”)处。
②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，该电化学防护法称为_________。
(3)用石墨电极电解100mL和的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，原混合溶液中的物质的量浓度为_________。
(4)汽车尾气排放的CO、等气体是大气污染的主要来源，也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应消除的简易装置如图2所示。
①电极a的电极反应式为_________。
②常温下，若用该电池电解0.6L 1ml/L食盐水，当消耗336mL B气体(标准状况下)时，电解池中溶液的pH=_________(假设电解过程溶液体积不变)。
【答案】(1) 负 正
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
(3)1
(4) 13
【详解】（1）为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
（2）①模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关区应置于N处；②若将石墨棒改为锌棒，开关K置于M处，锌为负极，Fe为正极，故减缓铁的腐蚀，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
（3）用石墨电极电解100mL和的混合溶液，电解和的混合溶液，阳极发生的反应为:4OH-=2H2O+O2↑+4e- ，阴极上发生的电极反应为: Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)即为0.1ml，阳极生成0.1ml氧气说明转移了0.4ml电子，而阴极上生成的0.1mlH。只得到了0.2ml电子，所以剩余0.2ml电子由铜离子获得，且溶液中有0.1ml铜离子，据c =n÷V，得到铜离子的浓度为:。
（4）a 电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气: ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为 ，总反应: ，消耗标准状况下336 mLNO2时，电路中转移0.06 ml电子，电解池中生成0.06 mlOH-，c(OH-)=0.06ml÷0.6L=0.1ml·L-1， ，pH=13。
20．电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
(1)下图中，为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B可以选择_______(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：_______。
(2)利用电解法制备(下图为简易原理装置)。
在_______(填“A”或“C”)区生成。请结合电极反应式分析产生的过程_______。
(3)用二甲醚()燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有)转化为。原理如下图：
①燃料电池中的负极是_______(填“M”或“N”)电极，其电极反应为_______。
②用电极反应式和离子反应方程式解释阳极区域能将酸性含铬废水(主要含有)转化为的原因_______。
【答案】(1) b 锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗
(2) C C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠
(3) M 铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，
【详解】（1）为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀，材料B应该选择比铁活泼的金属，故选锌板，选b；锌板做铁锌原电池的负极，发生氧化反应而被损耗，故锌板需要定期拆换。
（2）由图可知，C为阴极区，水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，，B处钠离子进入C中得到氢氧化钠。
（3）①由燃料电池中氢离子移动方向可知，M为电池的负极，该极上二甲醚失去电子发生氧化反应，电极反应为。
②N极为正极，则电解池中左侧电极为阳极；铁为活泼电极，失去电子发生氧化反应，，亚铁离子具有还原性和发生氧化还原反应生成铁离子、铬离子，。类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜呈弱酸性或中性
水膜呈酸性
正极反应
O2+2H2O+4e-===40H⁻
2H++2e-===H2↑
负极反应
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-==Fe2+
电子如何流动形成电通路
Fe失去电子成为Fe2+进入溶液,电子流入C极,O2在C极获得电子成为OH⁻进入溶液
Fe失电子成为Fe2+进入溶液，电子流入C极,H+趋向于C极与电子结合成H2析出
最终腐蚀产物
铁锈(Fe2O3·xH2O)
普遍性
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
其他反应
Fe2++2OH-===Fe(OH)₂
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
溶液
腐蚀快慢
较快
慢
慢
较快
主要产物
操作
现象
一段时间后：①中……：②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
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