4.3 金属的腐蚀与防护 课时作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.3 金属的腐蚀与防护 课时作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．化学与生产、生活、科技密切相关。下列有关说法不正确的是（　　） A．一次性保暖贴利用了铁被腐蚀时放热的原理 B．植树造林有利于实现“碳中和”，其捕获和储存大气中的CO2过程涉及了氧化还原反应 C．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法 D．“绿氢”燃料电池客车投入“冰丝带”：光伏电解水制氢可作为“绿氢”的主要来源 2．化学与生活密切相关，下列说法错误的是 A．下水井盖可由生铁铸造 B．不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料 C．当马口铁(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．市售的食用油中普遍加入叔丁基对苯二酚(TBHQ)等抗氧化剂，以确保食品安全 3．下列说法正确的是（　　） A．淀粉、蛋白质、油脂均属于天然有机高分子化含物 B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成 C．可漂白纸浆，可用于杀菌、消毒 D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 4．下列关于电化学腐蚀及防护的说法错误的是（　　） A．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极 B．白铁皮是在薄钢板表面镀锌，即便镀层破损，仍然可以保护钢板不被腐蚀 C．在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都可以避免钢铁腐蚀 D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜酸性很弱时，仍然以吸氧腐蚀为主 5．劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是（　　） 选项 劳动项目 化学知识 A 传承工艺：使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉，制作饴糖（又称麦芽糖饴） 麦芽糖水解可生成葡萄糖 B 环保活动：用Fe2(SO4)3作净水剂 Fe3+水解形成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物 C 学农活动：向盐碱地（含Na2CO3、NaCl）洒石膏进行处理 Na2CO3能与CaCl2发生复分解反应 D 学工活动：将铝制品电解氧化形成保护膜 铝制品与电源负极相连能够受保护 A．A B．B C．C D．D 6．金属腐蚀造成了相当大的经济损失和环境污染，因此研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法正确的是（　　） A．金属腐蚀是指金属单质或合金与其他物质发生化学反应的过程 B．铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更容易锈蚀 C．纯银器表面在空气中主要因电化学腐蚀渐渐变暗 D．钢铁设施采用牺牲阳极法时，需将钢铁连接到直流电源的负极 7．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．阳极电极反应式为：2H++2e→H2↑ B．此过程中电子从 Fe 移向 Cu，铁铆钉发生还原反应 C．此过程中铜会被腐蚀，发生氧化反应 D．此过程中铁做负极，被氧化 8．关于下列各装置图的叙述错误的是（　　） A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液 B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向左烧杯 C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护 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相同 9．利用小粒径零价铁（ZVI）的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示。H+，O2，NO3－等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法错误的是（　　） A．反应①②③④均在正极发生 B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=amol C．④的电极反应式为NO3－+10H++8e－=NH4++3H2O D．增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量，可使nt增大 10．下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．铜与浓硫酸反应需要加热 B．加热蒸干FeCl3溶液最终得到Fe(OH)3 C．使用催化剂提高合成氨的生产效率 D．钢管与铜管堆放一处，钢管更易腐蚀 11．下列情形中，相同材质的铁最不易被腐蚀的是（　　） A． B． C． D． 12．化学与人类生产、生活密切相关。物质的性质与用途具有对应关系推测不正确的是 选项 材料 组成和结构变化 性能变化 A 导电高分子 聚乙炔中掺杂 具有与金属材料一样的导电性 B 聚氯乙烯 加入增塑剂、稳定剂 提高用于食品包装袋的柔韧性、稳定性 C 顺丁橡胶 以二硫键等把线型结构连接为网状结构 弹性和强度均得到增强 D 铁 表面镀上一层锌 镀层破坏后，仍能有效防止铁腐蚀 A．A B．B C．C D．D 13．为防止海水中钢铁的腐蚀，可将金属连接在钢铁设施表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是 A．金属做正极，钢铁做负极 B．极的电极反应式为 C．过程中化学能转化为电能 D．将金属换成金属也能起到保护作用 14．劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识有关的是（　　） 选项 劳动项目 化学知识 A 自主探究：以草木灰为原料制钾盐 钾盐水解呈碱性 B 家务劳动：用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸属于有机物 C 学工活动：用生石灰富集海水中的 的溶解度小于 D 社区服务：社区人民给铁护栏粉刷油漆 电化学保护法防止铁腐蚀 A．A B．B C．C D．D 15．下列说法正确的是（　　） A．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的负极相连 B．反应H2S(g)＋ZnO(s)=H2O(g)＋ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，则ΔH>0 C．常温常压，氢氧燃料电池工作消耗2.24 L O2时，转移电子的数目为0.4×6.02×1023 D．常温下，Ksp[Cu(OH)2]＝2.6×10－19，pH＝10的含Cu2＋的溶液中，c(Cu2＋)≥2.6×10－11mol·L－1 16．下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（　　） A．图1：铁钉发生析氢腐蚀 B．图2：可以在铁件上镀铜 C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变 D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 17．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌的作用下能被腐蚀，原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．腐蚀过程中正极附近碱性增强 B．该腐蚀过程属于吸氧腐蚀 C．硫酸盐还原菌SRB加快了金属的腐蚀 D．可在管道上镶嵌锌块以减缓腐蚀，这种方法叫做牺牲阳极保护法 18．下列过程不涉及氧化还原反应的是（　　） A．金属的冶炼 B．湿润的红色布条遇到氯气褪色 C．明矾净水 D．刻蚀印刷电路板 19．关于电化学知识的下列说法正确的是（　　） A．化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料，活泼性强的电极材料不一定作电池负极 B．用惰性电极电解强酸强碱盐溶液时，两个电极上的气体产物一定是氢气和氧气 C．用惰性电极电解500mL2NaCl溶液，当电路中通过1时，可加入一定量稀盐酸使溶液复原至原浓度 D．电解精炼铜时，粗铜中含有少量Zn、Fe、Ni等，阳极溶解的金属质量一定等于阴极析出的金属质量 20．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(p)随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下，下列说法错误的是（　　） 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、综合题 21．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。 （1）经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为　 　。 （2）为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。 ①下列说法错误的是　 　。 A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+ B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀 C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连 D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同 ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为　 　。 （3）船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。 ①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。 下列说法正确的是　 　 A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈 B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液 C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层 D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” ②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为　 　。 （4）考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：　 　。 22．芜湖是安徽省第二个建设轨道交通的城市，目前1、2号线在建，工程建设需要大量水泥、钢铁等材料。 （1）工业上生产水泥的主要原料是石灰石和　 　。轨道交通信息传输系统中使用的光导纤维主要成分是　 　。 （2）钢铁在潮湿的空气中可发生析氢腐蚀，其中正极电极反应式为　 　。 （3）轨道交通的使用有助于缓解城市交通压力，提高环境质量。 ①空气质量报告的各项指标可反映出空气质量。下列物质已纳入我国空气质量报告的是　 　(填字母)。 a. b.可吸入颗粒物 c. ②在机动车尾气系统中安装催化转化器，可将尾气中的 、 转化为无害的 和　 　。 ③复合材料“钙塑板”质轻、消声、隔热，以高压聚乙烯、轻质碳酸钙及少量助剂为原料压制而成，聚乙烯的结构简式为　 　。 23． （1）下列说法正确的是_______(填字母序号)。 A．化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键的形成，在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然伴随着能量的变化 B．钢铁生锈腐蚀时，铁被氧化 C．放热反应发生时，不一定要加热。但吸热反应必须要加热才能发生 （2）在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气完全燃烧的热化学方程式表示为　 　。 （3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。如图1表示该反应进行过程中能量的变化(单位为：kJ·mol-1)，该反应是△H　 　0(选填“>”“=”或“<”)。 （4）图2装置属于原电池的是　 　(填序号)。在选出的原电池中，　 　是负极，发生　 　(选填“氧化”或“还原”)反应，正极的现象　 　。此原电池反应的化学方程式为　 　。 24．按如图所示装置进行下列不同的操作，请回答有关问题：操作：①只接通K1；②只接通K2；③只接通K3；④都断开。 （1）铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是　 　(填操作序号)。 （2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是　 　（填序号）。 （3）若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，则当电路中通过0.01mol电子时：(填“铁”或“石墨”)　 　电极增重　 　g，此时溶液的pH=　 　(忽略溶液体积变化)。 （4）若把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，且只进行操作②，则装置中可观察到的现象为：　 　。通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为　 　。 25．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： 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 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：　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A、铁被腐蚀的过程中，将化学能转化为热能释放出来，故A正确； B、植物光合作用将二氧化碳转化为有机物，该过程中碳元素的化合价发生变化，涉及氧化还原反应，故B正确； C、将桥墩钢铁与外接电源负极相连，形成原电池，桥墩做阴极被保护，为外加电流的阴极保护法，故C错误； D、光伏电解水生成氢气，氢气燃烧的产物只有水，环保无污染，是清洁能源，故D正确； 故答案为：C。 【分析】A、铁生锈放热； B、氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化； C、将桥墩钢铁与外接电源负极相连，形成原电池，桥墩做阴极被保护； D、光伏电解水生成氢气。 2．【答案】C 3．【答案】C 【解析】【解答】A．油脂是高级脂肪酸甘油酯，不是高分子化合物，A不符合题意； B．氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，B不符合题意； C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白纸浆、毛和丝等，还可用于杀菌消毒，例如，在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫，起到杀菌、抗氧化作用，C符合题意； D．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】易错分析：A.油脂不属于高分子化合物，高分子化合物的分子量一般从几千到十几万不等。 4．【答案】A 【解析】【解答】A．牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极，用其他比铁活泼的金属做负极去消耗牺牲，故A符合题意； B．锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极，对铁制品起保护作用，故B不符合题意； C．在钢铁制品表面喷漆等可隔绝与氧气接触，避免发生化学腐蚀，故C不符合题意； D．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D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A.牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极； B.原电池中负极金属被腐蚀，正极金属被保护； C.在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都能隔绝水分、空气； D.钢铁在弱酸性或中性溶液中均能发生吸氧腐蚀。 5．【答案】B 【解析】【解答】A、使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉制作饴糖，淀粉水解为麦芽糖，故A不符合题意； B、Fe3+水解形成的氢氧化铁胶体具有吸附性，可以吸附水中的悬浮物，故B符合题意； C、石膏的成分是CaSO4，向盐碱地（含Na2CO3、NaCl）洒石膏进行处理，Na2CO3能与CaSO4发生复分解反应生成碳酸钙沉淀，降低碳酸根离子的浓度，使土壤的碱性减弱，故C不符合题意； D、将铝制品电解氧化形成保护膜，是让铝制品与电源正极相连发生氧化反应，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、淀粉水解得到麦芽糖； B、氢氧化铁胶体具有吸附性； C、Na2CO3能与CaSO4发生复分解反应生成碳酸钙沉淀； D、铝制品电解氧化形成氧化铝膜。 6．【答案】A 【解析】【解答】A．金属腐蚀是指金属单质或合金与其他物质接触发生反应而引起损耗的现象，故A正确； B． 铝的金属活动性比铁强 ，但铝制品表面易形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了铝的进一步锈蚀， 铝制品比铁制品更耐锈蚀 ，故B错误； C．纯金属易发生化学腐蚀；金属不纯时主要发生电化学腐蚀时。纯银器主要发生化学腐蚀，故C错误； D．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备作原电池正极，故D错误； 故答案为：A。 【分析】金属腐蚀是指金属单质或合金与其他物质接触发生反应而引起损耗的现象实质是金属原子失电子的过程。 7．【答案】D 【解析】【解答】A.此电池的正极是氧气得到电子，电极方程式为：O2+2H2O+4e=4OH-，故A不符合题意； B.此过程中电子从 Fe 移向 Cu，铁铆钉发生氧化反应，故B不符合题意； C.此过程中铁做负极，被腐蚀发生氧化反应，故C不符合题意； D.此过程中铁做负极，铜做正极，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】根据图示即可得到铁做负极，铁失去电子发生氧化反应，铜做正极，氧气得到电子发生还原反应，结合选项即可判断。 8．【答案】D 【解析】【解答】A. 根据装置图中电流方向可知，a电极为阳极、b电极为阴极，铁上镀铜时，Cu为阳极、Fe作阴极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，即a电极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A不符合题意； B. 双液铜锌原电池中，Zn为负极、Cu为正极，原电池工作时：阳离子移向正极、阴离子移向负极，即盐桥中KCl的Cl－移向负极，移向左烧杯，故B不符合题意； C. 图③装置是利用电解原理防止钢闸门生锈，即外加电流的阴极保护法，其中钢闸门接外加电源的负极、作阴极，发生得电子的还原反应，故C不符合题意； D. 图④中两装置均为原电池，左侧Al电极为负极，电极反应式为 ，左侧Zn电极为负极，电极反应式为 ，装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的关系式为 ，消耗负极材料的物质的量不同，故D符合题意。 故答案为：D。 【分析】A.由电流方向判断电极的阴阳，电镀铜中阳极为铜，电镀液为硫酸铜溶液； B.原电池中，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动； C.金属防腐中的阴极保护法； D.两者均为原电池，根据电极反应式中转移电子数计算即可。 9．【答案】B 【解析】【解答】A.由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，A不符合题意； B.三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1 mol C2HCl3转化为1 molC2H4时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时ne = 2a mol，B符合题意； C.由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO3_ + 8e_ — NH4+，由于生成物中有NH4+所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH_来配平，所以 ④的电极反应式为NO3_ + 10H+ + 8e_ = NH4+ + 3H2O，C不符合题意； D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化判断； B．根据化合价变化计算得失电子数； C．根据N元素的化合价变化书写； D．根据反应速率的影响因素考虑，增大ZVI的投入量，可以加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大。 10．【答案】B 【解析】【解答】A．铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，不涉及化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，A与题意不符； B．FeCl3为强酸弱碱盐，铁离子水解生成Fe(OH)3和H+，反应是吸热反应，加热促进水解，能用勒夏特列原理解释，B符合题意； C．使用催化剂能加快反应速率，不能使化学平衡移动，能用勒夏特列原理解释，C与题意不符； D．钢管与铜管堆放一处，铁、铜及金属表面的水膜形成原电池，能加快铁的腐蚀，则钢管更易腐蚀，属于电化学腐蚀，能用勒夏特列原理解释，D与题意不符； 故答案为B。 【分析】 勒夏特列原理是解释可逆反应，而氯化铁制取氢氧化铁胶体就是利用铁离子的水解得到，而水解是可逆反应符合题意即可判断 11．【答案】C 【解析】【解答】A．图中的铁勺和铜盆以及食醋一同构成原电池，铁勺做原电池的负极，发生氧化反应，腐蚀较快，A项不符合题意； B．铁做负极、合金中的碳等材料做正极，食盐水为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，B项不符合题意； C．图中的塑料盆不导电，铁球表面镀了层铜，可以起到防腐蚀的作用，因此腐蚀速很慢，C项符合题意； D．酸雨为电解质溶液，可以和金属铁之间反应，金属铁发生化学腐蚀，D项不符合题意； 故答案为：C。 【分析】（1）掌握阴极保护法的原理； （2）在隔绝空气或者隔绝水的条件下，金属单质最不容易被腐蚀。 12．【答案】B 13．【答案】B 14．【答案】C 【解析】【解答】A．以草木灰为原料制钾盐是利用钾盐的可溶性与杂质的不溶性实现物质的分离，选项A不符合题意； B．用白醋清洗壶中的水垢是利用其酸性溶解CaCO3或Mg(OH)2，选项B不符合题意； C．向海水中加入生石灰生成Ca(OH)2，使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，利用了Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，选项C符合题意； D．刷油漆能隔绝空气，使金属铁不易腐蚀，属于物理防护法，选项D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．利用钾盐的可溶性与杂质的不溶性实现物质的分离； B．利用乙酸的酸性； C．利用沉淀转化转化原理； D．刷油漆能隔绝空气，属于物理防护法。 15．【答案】A 【解析】【解答】A. 在外加电流的阴极保护法中，把被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连作为电解池的阴极被保护，故A项符合题意； B. 反应H2S(g)＋ZnO(s)=H2O(g)＋ZnS(s)反应前后气体的体积不变，则ΔS = 0，故B项不符合题意； C. 氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2 2H2O，但消耗的O2的体积未指明是否是标准状况，无法计算氧气的物质的量及电子转移数，故C项不符合题意； D. 常温下，pH＝10的含Cu2＋的溶液中，c(OH-) = = = 1×10-4，则根据Ksp[Cu(OH)2]＝2.6×10－19可知，c(Cu2＋)的最大浓度为 = = 2.6×10－11mol·L－1，即c(Cu2＋)≤ 2.6×10－11mol·L－1，故D项不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A. 外加电流的阴极保护法利用的是电解池原理； B.ΔS是指发生化学反应时物质混乱度的变化； C.题设中气体的状态未知； D. 根据Ksp[Cu(OH)2]的表达式求出生成沉淀时的铜离子最低浓度c(Cu2＋)。 16．【答案】D 【解析】【解答】A.该电解质溶液的酸碱性未知，无法判断铁钉发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，A不符合题意； B.在铁件上镀铜，则铁件为镀件，应做阴极，与电源的负极相连，铜为镀层金属，做阳极，与电源的正极相连，B不符合题意； C.电解精炼铜的初期，由于粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属，阳极由Zn、Fe发生失电子的氧化反应，此时阴极由电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应，因此电解过程中，溶液中c(Cu2+)减小，C不符合题意； D.将输油管与电源负极相连，则输油管作为阴极，由溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，起到保护作用，可防止输油管腐蚀，D符合题意； 故答案为：D 【分析】A.根据析氢腐蚀的过程分析； B.根据电镀过程分析； C.根据电解精炼铜的过程分析； D.根据外加电流的阴极保护法分析； 17．【答案】B 【解析】【解答】A．正极上，转化为S2-，正极的电极反应式为，正极有生成，正极附近碱性增强，A项不符合题意； B．该腐蚀过程是在硫酸盐还原菌的作用下Fe被腐蚀，没有氧气的参与，不是吸氧腐蚀，B项符合题意； C．SRB加快了→S2-，从而加快了金属的腐蚀，C项不符合题意； D．管道上镶嵌更为活泼的锌块以减缓腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】由图可知，转化为S2-，发生还原反应，则正极反应为，铁合金为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+。 18．【答案】C 【解析】【解答】A．金属冶炼，化合价改变发生，涉及氧化还原反应，A不符合题意； B．湿润的红色布条遇氯气褪色，氯气与水反应生成的HClO，有漂白性，涉及氧化还原反应，B不符合题意； C．明矾净水是铝离子水解生成了氢氧化铝胶体，不是氧化还原反应，C符合题意； D．刻蚀印刷电路板是铁离子与铜的反应，有化合价变化，涉及氧化还原反应，D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A．金属冶炼，涉及氧化还原反应； B．湿润的红色布条遇氯气褪色，氯气与水反应生成的HClO，有漂白性，涉及氧化还原反应； C．铝离子水解生成了氢氧化铝胶体，不是氧化还原反应； D．铁离子与铜的反应，涉及氧化还原反应。 19．【答案】A 【解析】【解答】A．化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料，如燃料电池，活性较强的电极材料不一定作电池的负极，如Al、Mg、NaOH构成原电池，Al为负极，故A符合题意； B．用惰性电极电解NaCl溶液，总电极反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故B不符合题意； C．用惰性电极电解NaCl溶液，总电极反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，500mL2mol·L－1NaCl溶液中NaCl的物质的量为1mol，当通过1mole－时，NaCl完全被电解，因此恢复原浓度，需要加入一定量的HCl(g)，不能加入盐酸，故C不符合题意； D．精炼铜时，粗铜为阳极，粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ni，Zn、Fe比铜活泼，先失电子，即Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，因此阳极溶解的金属质量不等于阴极析出的金属质量，故D不符合题意； 故答案为A。 【分析】A.化学电源中，电极材料可以是活性相同的材料； B.用惰性电极电解饱和食盐水生成氢气和氯气； C.电解NaCl溶液时离开体系的物质为氢气和氯气； D.电解精炼铜时，粗铜为阳极，阳极有包括铜在内的多种金属放电。 20．【答案】C 【解析】【解答】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，故A不符合题意； B．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故B不符合题意； 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，故C符合题意； 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：2H++2e-═H2↑和O2+4e-+4H+═2H2O，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；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，会导致锥形瓶内压强减小。 21．【答案】（1）Fe-2e-=Fe2+ （2）C；O2+4e-+2H2O=4OH- （3）A；4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl- （4）脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀 【解析】【解答】(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+； (2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确； B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确； C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C不正确； D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确； 故答案为：C； ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-； (3)①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以属于有害锈，故A正确； B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B不正确； C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C不正确； D．HNO3溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D不正确； 故答案为：A； ②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；故答案为：4CuCl +O2+2H2O+2CO =2Cu2(OH)2CO3+4Cl-； (4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀；故答案为：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。 【分析】（1）钢铁的电化学腐蚀，负极反应式为 Fe-2e-=Fe2+； （2） ①A． 牺牲阳极的阴极保护法，Zn做负极，发生氧化反应； B．舰体 作为正极，有电子流入被保护起来，可以减缓腐蚀； C.外加电流的阴极保护法，被保护的金属应该做阴极，与电源的负极相连； D. 地下钢铁管道用导线连接锌块 ，也是属于牺牲阳极的阴极保护法； ① 海水做电解质，电解质溶液呈中性，舰体上氧气被还原为OH-； (3) ① A．疏松的Cu2(OH)3Cl，不能阻止内部的铜继续被氧化，属于有害锈； B．Cu2(OH)2CO3属于碱式盐，只能溶于稀盐酸，不会和氢氧化钠反应； C．青铜器表面涂一层食盐水，NaCl属于电解质，形成原电池，加快腐蚀； D．铜与HNO3会反应； ② 根据题目反应物有 CuCl和Na2CO3，生成物有 Cu2(OH)2CO3 ，分析发现CuCl发生了氧化反应，氧化剂是氧气，结合环境，根据得失电子守恒、电荷守恒、物料守恒写出方程式； （4） “脱盐、干燥”的防腐原理 就是破坏了构成原电池得条件之一，没有了电解质溶液； 22．【答案】（1）黏土； （2） （3）abc；； 【解析】【解答】(1) 工业上生产水泥的主要原料是石灰石和黏土。光导纤维的成分是二氧化硅。 (2)析氢腐蚀是原电池，酸性环境下的正极反应 。 (3) ①二氧化硫、二氧化氮都是有毒气体，可吸入颗粒物影响人类身体健康， 故答案为：abc； ②NO可以转化为无毒的氮气； ③聚乙烯有乙烯加聚而成，结构简式为 。 【分析】（1）了解无极非金属材料及水泥、玻璃、陶瓷的生产装置、原料、发生的主要反应； （2）析氢腐蚀，正极反应就是H+得到电子生成氢气； （3） ① 空气污染指标有SO2、NO2、CO、O3、可吸入颗粒物； ② 根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，生成的无害物质应该还有N2； ③ 熟悉常见有机合成高分子化合物的结构简式； 23．【答案】（1）A；B （2）2H2(g)+O2(g)＝2H2O（1） ΔH=-571.6 kJ•mol-1 （3）＜ （4）⑤；Fe；氧化；有气泡产生；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 【解析】【解答】（1）A．化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键的形成，在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，由于反应物和生成物的能量不等，必然发生能量的变化，故A正确； B．钢铁发生腐蚀，铁失电子发生氧化反应，故B正确； C．放热反应发生时不一定要加热，如氧化钙和水之间的反应，吸热反应不一定加热才能发生，如氯化铵和氢氧化钡晶体之间的反应，如碳酸氢铵分解，在常温下就能发生，故C不正确； 故答案为AB； （2）2gH2即1mol完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ热量，所以该热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)＝2H2O（1） ΔH=-571.6 kJ•mol-1； （3）由于反应物能量高于生成物能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0； （4）构成原电池的条件为：活泼性不同的电极、电解质溶液、构成闭合回路，能发生自发的氧化还原反应。①中没有两个活泼性不同的电极，所以不能构成原电池；②没有构成闭合回路，所以不能构成原电池；③酒精为非电解质溶液，所以不能构成原电池；④两材料相同，所以不能构成原电池；⑤符合原电池的构成条件，所以能构成原电池；故答案为⑤；该装置中，铁易失电子而作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，所以有气泡生成，电池反应式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。 【分析】(1)A.根据化学反应的实质以及能量守恒分析； B.铁失电子发生氧化反应； C.放热反应发生时不一定要加热，吸热反应不一定加热才能发生； (2)根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答； (3)根据反应物和生成物能量大小判断热效应； (4)依据原电池的相关知识分析解答。 24．【答案】（1）①＞③＞④＞② （2）③①② （3）铁；0.32；1 （4）两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，产生的气体体积比约为2：1，漏斗中液面上升（或两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，漏斗中液面上升）；8：1 【解析】【解答】(1)只接通K1时，该装置是电解池，铁作阳极，腐蚀最快，只闭合K3时，该装置构成原电池，铁作负极发生吸氧腐蚀，腐蚀较快，只闭合K2时，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1＞只闭合K3＞都断开＞只闭合K2，即铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是①＞③＞④＞②；(2)应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故试剂添加的合理顺序是③①②；(3)若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，铜离子得电子的还原反应Cu2++2e-=Cu，则当电路中通过0.01mol电子时，产生金属铜质量0.005mol×64g/mol=0.32g，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，则当电路中通过0.01mol电子时，消耗氢氧根离子是0.01mol，溶液氢离子是0.01mol，氢离子浓度为 =0.1mol/L，pH=1；(4)把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，金属铁是阴极，氢离子得到电子产生氢气(还原产物)，石墨电极是阳极，氢氧根失电子产生氧气(氧化产物)，阴阳两极产生的气体体积比约为2：1，通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为8：1。 【分析】(1)铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：作电解池阳极＞原电池负极＞不形成电池＞电解池阴极；(2)抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系；(3)若把 U 形管中的 NaCl 溶液换成100mL0.1 mol/L 的 CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，氢离子得电子的还原反应，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，据电子守恒进行计算即可；(4)把 U 形管中的 NaCl 溶液换成加入了2mol AgNO3、1mol Na2SO4 和 1mol BaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，据电子守恒进行计算即可。 25．【答案】（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 【解析】【解答】（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。 【分析】（1）碳钢管形成原电池时，Fe在负极失去电子生成Fe2+； （2）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； （4）①金属发生析氢腐蚀时，H+在正极得电子生成H2； ②A、B两城市中年均湿度较高，并且SO2的浓度也较高，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。 学科网（北京）股份有限公司 $$