1.4 金属的腐蚀与防护 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一1.4 金属的腐蚀与防护 一、单选题 1．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法不正确的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式为 C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 D．断电时，正极上的电极反应式为 2．下列实验方案、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 白铁皮(镀Zn)镀层划损后，放入酸化的3%NaCl溶液中，一段时间后，取溶液于试管中，滴加KSCN溶液 无红色出现 铁未被腐蚀，已破损的镀层锌仍能起到保护的作用 B 以铁粉为主的食品脱氧剂样品溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁 C 在一块已除锈的铁片上滴2滴含有酚酞的食盐水，静置2-3min 溶液边缘出现红色 铁片上发生析氢腐蚀 D 两只试管中分别放入两颗大小形状相同的锌粒和等体积等浓度的稀盐酸，其中一支试管再滴入2滴硫酸铜溶液 滴入硫酸铜的试管产生气泡速率加快 形成原电池，加快金属的腐蚀 A．A B．B C．C D．D 3．一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的示意图如图，下列说法正确的是 A．铜板表面有气泡生成 B．在干燥空气中该铜板也容易腐蚀 C．铁铆钉表面的电极反应： D．一段时间后，向水膜滴加一滴酚酞溶液，出现浅红色 4．下列有关金属腐蚀和保护的说法，不正确的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．铁被氧化腐蚀的电极反应式为 C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀 D．铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀 5．下图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述错误的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨附近pH最大 C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，Fe腐蚀情况前者更慢 D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上电极反应为： 6．利用下图所示装置可模拟电解原理在工业上的应用。下列说法中正确的是 A．外加电流的阴极保护法，Y是待保护金属 B．铁制品表面镀锌，X为锌、Y为铁、Z为 C．铜的精炼，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 D．氯碱工业，X为铁、Y为石墨，Z为精制饱和食盐水 7．铬(Cr)与铝的性质相似，其转化关系如图所示，下列推断正确的是 A．向溶液中加入过量NaOH溶液可制备 B．可用酸性溶液检验酒驾 C．向溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色变为橙色 D．由上图可知铬的金属活动性弱于锌 8．钢铁在一定条件下可能会发生各种腐蚀生锈现象，下列说法错误的是 A．输气的钢管被天然气中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀 B．在船舶外壳上安装锡块是利用了牺牲阳极法来保护钢铁设备 C．可以用化学方法使钢铁部件表面生成致密的氧化膜 D．对于已经生锈的钢铁，可以用溶液进行除锈处理 9．下列生活中的做法正确的是 A．用钢刷擦洗铝制品 B．自行车的链条喷漆防锈 C．生活中通过煮沸来降低水的硬度 D．水基型灭火器用于扑灭图书、档案引起的失火 10．下列现象与电化学腐蚀有关的是 A．金属钠置于空气中表面变暗 B．银质物品久置表面变暗 C．钢铁在潮湿空气中发生腐蚀 D．输油钢管被原油中的硫化物腐蚀 11．化学与生活、科技及环境密切相关。下列说法正确的是 A．足量的Zn与稀反应时，滴入几滴溶液可以加快反应速率，因为是催化剂 B．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 C．电解饱和NaCl溶液可以制取金属钠 D．在铁制品表面镀锡，可以防止铁制品的腐蚀，而且镀层有损坏，仍可对铁制品起到保护作用 12．合理的防腐蚀措施对延长跨海大桥使用年限，提高安全性和降低维修成本至关重要。下列措施不正确的是 A．涂覆新型聚氨酯系列防腐涂料，能够有效防止大气、海水和阳光对大桥部件的侵蚀 B．采用热浸镀锌对钢材进行防腐蚀处理，以起到永久防护效果 C．水下钢段可以连接外加电源的负极 D．桥梁浪溅区应选择耐腐蚀合金钢 13．四甲基氢氧化铵[]常用作电子工业清洗剂，下图为以四甲基氯化铵[]为原料，利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成，下列叙述中正确的是 A．a极电极反应式： B．保持电流恒定，升高温度可以加快合成的反应速率 C．c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 D．制备36.4g时，两极共产生6.72L气体(标准状况) 14．高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+ B．放电时，正极区溶液的pH减小 C．充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 D．充电时，电能没有全部转化为化学能 15．生产、生活中蕴含了丰富的化学知识，下列有关说法正确的是 选项 生产活动 化学原理 A 蒸馒头前，在和面过程中加入少量发酵粉 发酵粉的主要成分是 B 葡萄酒中添加 适量可以起到防腐、抗氧化的作用 C 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检测氨气管道 氨气液化吸热 D 船员常在出海的轮船底部镶嵌锌块 利用了外加电流法减轻船体腐蚀 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．电化学原理在探究物质性质和实际生产中应用广泛，据此回答下列问题。 (1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量，其工作原理如图所示。 ①固体电解质中O2-向 极移动(填“正”或“负”)。 ②发生在V2O5电极的电极反应式： 。 (2)人工光合系统装置，如图所示，可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是_____。 A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．电池工作时，H+向Cu电极科动 C．GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole- (3)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用下列 (填装置序号)装置进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。 (4)电镀在工业上有广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银，该电解池的阳极反应可表示为 。 (5)已知存在反应：2+2H+=+H2O。用如图装置，以石墨作电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7溶液其转化原理可描述为 。 17．某化学兴趣小组设计如图所示装置来研究电化学知识。 回答下列问题： (1)闭合开关K，丙装置将 能转化为 能。Pt电极的名称 (填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极，石墨电极上的电极反应式为 。 (2)乙装置锥形瓶中发生反应的化学方程式为 、 ；长颈漏斗的作用是 。 (3)若装置气密性良好，乙中反应进行完全，当电路中有0.1mol电子发生转移时，理论上乙中生成物质的物质的量浓度为 (忽略溶液体积变化)。 (4)某小组在反应进行一段时间后断开开关K过一段时间再闭合开关K发现电流表指针偏转的方向与开始时不同，出现该现象的原因可能是 。 18．按要求回答问题： (1)以和为电极，稀为电解质溶液形成的原电池中： ①向 极移动(填“正”或“负”)。 ②若有流过导线，则理论上负极质量减少 g。 ③若将稀硫酸换成浓硝酸，其负极的电极方程式为： 。 (2)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制使海水分解得到氢气的新技术。分解海水时，实现了从太阳能转变为化学能。生成的氢气用于燃料电池时，实现化学能转变为电能。分解海水的反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。 (3)有人以化学反应：为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有一定浓度的进行工作。则原电池的负极材料是锌，发生的电极反应为 。 (4)常温下，暴露在空气中的生铁容易发生吸氧腐蚀，请写出正极的电极反应式 。 19．铝作为一种应用广泛的金属，在电化学领域也发挥着举足轻重的作用。回答下列问题： (1)某同学根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)，设计如图所示的原电池。 ①两个电极一个是铜，一个是铝，电极X的化学式为 。 ②盐桥中的阴离子向 (填化学式)溶液中移动。 (2)新型电池中的铝电池类型较多。Li-Al/FeS是一种二次电池，可用于车载电源，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe。放电时的正极反应式为 。 (3)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 三、计算题 20．下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： (1)列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积是多少? (2)电极c的质量变化多少克? 21．用Pt电极电解500mL含KNO3和NaCl混合溶液一段时间，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，电解前后溶液体积不变， (1)写出阴极极反应式： ；阳极极反应式： ； (2)求所得溶液中NaOH的物质的量浓度 。 22．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入O2电极的电极反应式为 。 (2)乙池中C(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应的化学方程式为 。 (3)当乙池中D极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)，转移的电子数为 。 (4)丙池中 (填“E”或“F”)极析出铜。 (5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年1月14日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D B C A C B C C 题号 11 12 13 14 15 答案 B B D D B 1．C 【分析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极，据此回答。 【详解】A．通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确； B．通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为，B正确； C．因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误； D．断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为，D正确； 故选C。 2．D 【详解】A．将镀层有破坏的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，构成原电池，Zn为负极，Fe为正极被保护，滴加KSCN溶液只检验铁离子，无红色出现，不能证明Fe是否被腐蚀，A错误； B．将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，Fe3+能被Fe还原为Fe2+，溶液呈浅绿色，滴加KSCN溶液，溶液不变红色，不能说明铁粉没有变质，B错误； C．在一块已除锈的铁片上滴2滴含有酚酞的食盐水，静置2-3min，溶液边缘出现红色，则有氢氧根离子生成，发生的是吸氧腐蚀，C错误； D．锌可以将铜离子置换出来，两者充当电极，形成原电池，加快反应速率，加快负极锌的腐蚀，D正确； 故选D。 3．D 【分析】铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中形成一个铁铜原电池，铁为负极，发生Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，又因为是中性环境，发生吸氧腐蚀，发生O2+4e-十2H2O=4OH-。 【详解】A．Cu表面发生O2+4e-十2H2O=4OH-，没有气泡产生，故A错误； B．在干燥的空气中不能形成原电池，不易腐蚀，故B错误； C．Fe表面发生腐蚀，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，故C错误； D．铜为正极，发生O2+4e-十2H2O=4OH-碱性增强，加入酚酞后，出现浅红色，故D正确； 答案选D。 4．B 【详解】A．生铁是含碳的铁合金，容易形成原电池，此时铁作负极被腐蚀，所以生铁比纯铁容易生锈，故A正确； B．铁被氧化腐蚀时，铁做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故B错误； C．铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池，加快铁管腐蚀，所以埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀，故C正确； D．镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层银、铁与外界环境形成原电池，铁作负极被腐蚀，所以铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀，故D正确； 故选B。 5．C 【详解】A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点处水面上铁与空气及水蒸气接触，最易发生腐蚀，铁锈最多，A正确； B．若X为食盐水，K与M连接，形成原电池，碳棒为正极，发生吸氧腐蚀，，氢氧根离子浓度增大，pH最大，B正确； C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，都形成原电池，接M时铁为负极，腐蚀加快，而接N时铁为正极，被保护，Fe腐蚀情况前者更快，C错误； D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上氢离子得电子产生氢气，电极反应为，D正确； 故答案选C。 6．A 【分析】由图可知，电解池中X电极为阳极、Y电极为阴极。 【详解】A．该装置的保护方法为外加电流的阴极保护法，Y是待保护金属，故A正确； B．铁制品表面镀锌时，镀层金属锌为阳极、镀件铁为阴极、电解质溶液为硫酸锌，故B错误； C．精炼铜时，粗铜做阳极、纯铜做阴极、电解质溶液为硫酸铜，故C错误； D．氯碱工业中，惰性电极石墨做阳极、活性电极铁做阴极、电解质溶液为精制饱和食盐水，故D错误； 故选A。 7．C 【详解】A．由铬与铝的性质相似可知，加氢氧化钠溶液：Al3+→Al(OH)3→[Al(OH)4]-，则溶液中加入过量NaOH溶液：Cr3+→Cr(OH)3→[Cr(OH)4]-或，A错误； B．由于K2Cr2O7具有强氧化性，能将乙醇氧化，故可用酸性溶液检验酒驾，B错误； C．溶液中加稀硫酸，会发生，溶液由黄色变为橙色，C正确； D．过量锌与反应生成，说明锌无法置换出铬，锌的金属活动性弱于铬，D错误； 故选C。 8．B 【详解】A．Fe与天然气中的含硫化合物直接发生化学反应，引起腐蚀，属于化学腐蚀，A正确； B．Fe比Sn更活泼，在船舶外壳安装Sn会使得Fe成为负极，加速腐蚀，无法保护钢铁，B错误； C．用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理，可生成一层致密的四氧化三铁薄膜，C正确； D．铁锈的主要成分是疏松的水合氧化铁，溶液因水解显弱酸性，可以与铁锈反应，故可以用溶液进行除锈处理，D正确。 故选B。 9．C 【详解】A．用钢刷擦洗铝制品，破坏铝制品表面的氧化膜，A错误； B．自行车的链条涂油起到润滑防锈的作用，B错误； C．生活中通过煮沸将水中的碳酸氢钙转化为碳酸钙，降低水的硬度，C正确； D．扑灭图书档案处的火灾不能有水，容易使图书档案受损，不能用水基型灭火器用于扑灭图书、档案引起的失火，D错误； 故答案为：C。 10．C 【详解】A．金属钠置于空气中表面变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成氧化钠，与电化学腐蚀无关，A错误； B．银质物品久置表面变暗，是银和氧气直接反应生成氧化银的结果，该过程为化学腐蚀，B错误； C．钢管在潮湿土壤中发生腐蚀是典型的电化学腐蚀现象。潮湿土壤中存在电解质溶液(如水分和溶解的盐类)，钢管中的铁和少量的碳构成原电池，由于条件不同，可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，导致钢管逐渐被腐蚀，C正确； D．输油钢管被原油中的硫化物腐蚀，该过程为化学腐蚀，D错误； 故选C。 11．B 【详解】A．锌和稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，Zn置换出硫酸铜中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池反应加快化学反应速率，A错误； B．用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理生成一层致密的四氧化三铁薄膜，B正确； C．电解饱和氯化钠溶液，阴极根据阳离子放电顺序是水中电离出的氢离子放电生成氢气，不能得到金属钠，C错误； D．当镀锡铁制品的镀层受损后，镀层与Fe形成原电池，Fe失电子，被腐蚀，镀层不能对铁制品起保护作用，D错误； 答案选B。 12．B 【详解】A．涂覆新型聚氨酯系列防腐涂料，能够隔绝空气和水，具有防腐作用，A正确； B．热浸镀锌对钢材进行防腐蚀处理，破损后，形成锌铁原电池，加快腐蚀，B错误； C．外加电源防腐将保护的材料接在电源的负极，做阴极，C正确； D．耐腐蚀合金钢改良了钢材的结构，具有防腐的作用，D正确； 故选B。 13．D 【分析】根据de池中浓度变化得出，钠离子从b极池通过e膜，氯离子从cd池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，以此解答。 【详解】A．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为，故A错误； B．保持电流恒定，则单位时间a极得到的电子数目是恒定的，升高温度，电极反应的速率不变，故B错误； C．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，故C错误； D．36.4g的物质的量为= 0.4mol，a极电极反应式为2+2H2O+2e-=2+H2↑，收集氢气0.2mol，转移电子为0.4mol，b极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，收集氧气为0.1mol，标况下两极可得气体体积为0.3mol22.4L/ mol =6.72L L，故D正确； 故选D。 14．D 【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，则所在电极为正极，正极反应式为：，负极反应式为：；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。 【详解】A．放电时，放电时为原电池，金属Zn为负极，电极反应为：，故A项错误； B．放电时为原电池，放电时右侧为正极，正极反应式为：，即正极区溶液的pH增大，故B项错误； C．充电时装置为电解池，电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，故C项错误； D．充电时，电能转化为化学能和热能，电能没有全部转化为化学能，故D项正确； 故本题选D。 15．B 【详解】A．发酵粉的主要成分是NaHCO3，其分解生成的二氧化碳气体受热膨胀，从而使馒头变得松软，A不正确； B．葡萄酒中含有的某些细菌会使葡萄酒变质，葡萄酒中的花青素易被氧化，适量添加少量二氧化硫，可杀死细菌，还能起到抗氧化作用，B正确； C．浓盐酸挥发出的氯化氢遇氨气相遇，产生大量白烟，用此来检验管道是否漏气，C不正确； D．出海的轮船底部镶嵌锌块，构成锌、铁、海水原电池，锌作负极，阻止铁失电子，从而保护铁，利用了牺牲阳极的阴极保护法减轻船体腐蚀，D不正确； 答案选B。 16．(1) 负极 SO2-2e-+2O2-=SO (2)AD (3) ②③ 2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH- (4)Ag-e-=Ag+ (5)阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，c(H+)增大，发生2+2H+=+H2O 【详解】（1）①该装置为化学电源，根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，即O2-向负极移动，故答案为负极； ②根据①分析，Pt电极作正极，V2O5电极作负极，负极上失去电子，电极反应式为SO2-2e-+2O2-=SO，故答案为SO2-2e-+2O2-=SO； （2）A．根据图示可知，该装置将太阳能转化为电能和化学能，故A说法错误； B．根据电子移动方向，GaN为负极，Cu是正极，因此电池工作时，H+向Cu电极移动，故B说法正确； C．根据装置图可知，GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，故C说法正确； D．根据反应方程式可知，每消耗1molCO2转移8mole-，故D说法错误； 答案为AD； （3）①中铁的金属性强于铜，铁作负极，被腐蚀，②锌的金属性强于铁，锌作负极，铁作正极，铁被保护；③有外接电源，铁作阴极，根据电解原理，铁被保护；因此②③装置可以防止铁被腐蚀；阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应式为2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-，故答案为②③；2H2O+2Cl-Cl2↑+H2↑+2OH-； （4）在铜牌表面上电镀一层银，铜牌作阴极，银片作阳极，阳极反应式为Ag-e-=Ag+，故答案为Ag-e-=Ag+； （5）根据装置图可知，右端电极为阳极，其电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，c(H+)增大，发生2+2H+=+H2O，故答案为阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，c(H+)增大，发生2+2H+=+H2O。 17．(1) 电 化学 阳 (或) (2) 平衡气压，充当安全瓶 (3) (4)断开开关后，由于硝酸的浓度变稀，溶解了表面的氧化膜，再闭合开关，此时为原电池的负极 【详解】（1）由图分析可知，若闭合开关K，甲装置为原电池，丙装置为电解池，因此丙装置将电能转化为化学能。甲装置中铝与浓硝酸反应钝化，因此铜为原电池的负极，铝为原电池的正极，则Pt电极为阳极，石墨为阴极，阴极氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e−=2OH−+H2↑(或2H++2e−=H2↑)。 （2）铝为原电池的正极，正极硝酸根离子得电子生成NO2，Pt电极为阳极，阳极氢氧根离子失电子生成O2，即甲装置向乙装置中通入了NO2，丙装置向乙装置中通入了O2，因此发生反应的化学方程式为：3NO2+H2O=NO+2HNO3，2NO+O2=2NO2，而长颈漏斗的作用是平衡气压，充当安全瓶。 （3）当电路中转移0.1mol电子时，甲装置产生二氧化氮0.1mol，丙装置中产生氧气0.025mol，若乙中反应完全，则有反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，二氧化氮和氧气恰好完全反应生成0.1mol硝酸，则硝酸浓度为0.1mol/0.2L=0.5mol/L。 （4）随着反应进行，硝酸浓度变稀，断开开关K后，由于硝酸的浓度变稀，溶解了Al表面的氧化膜，再闭合开关K，此时Al为原电池的负极。 18． 正 28 吸热 【详解】(1)以和为电极，稀为电解质溶液形成的原电池中，电极失电子为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，电极上H+得电子为为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑。 ①原电池中阳离子向正极移动，所以向正极移动； ②负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，若有流过导线，则理论上负极有0.05mol Fe损耗，质量减少为28g； ③若将稀硫酸换成浓硝酸，铁电极钝化做正极，铜电极做负极，失电子，则负极的电极方程式为：。 (2)氢气和氧气燃烧生成水为放热反应，所以水分解生成氢气和氧气为吸热反应，答案为吸热。 (3)根据电极反应可知负极发生的电极反应为。 (4)吸氧腐蚀时氧气在正极参与反应得电子，此时溶液不能为强酸性溶液，所以正极的电极反应式为。 19．(1) Cu Al2(SO4)3 (2)2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe/ FeS+2e-=S2-+Fe (3) 2H+ +2e- =H2↑ C 【详解】（1）①根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)设计原电池，Al作负极，则根据装置图可知，电极X为Cu，作正极，电极Y为Al； ②原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子向Al2(SO4)3溶液中移动； （2）Li－Al/FeS是一种二次电池，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe，由化合价变化可知，Li作负极，FeS作正极，则放电时的正极反应式为2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe； （3）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，故选C。 20．(1)2.8L (2)16g 【详解】（1）丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x，由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol；由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，则生成O2为，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L；故答案为2.8L。 （2）整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，可知转移0.5mol电子生成的m(Cu)=×64=16g；故答案为16g。 21． 2H++2e﹣=H2↑ 2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑ 2mol/L 【详解】用Pt电极电解500 mL含KNO3和NaCl混合溶液时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上先氯离子放电生成氯气，后氢氧根离子放电生成氧气，生成11.2 L氢气得到电子的物质的量=，生成11.2 L氯气失去电子的物质的量=，生成11.2 L氧气失去电子的物质的量=，要使两个电极生成相同体积的气体，且转移电子相等，则阳极上只能只生成氯气，不能生成氧气； (1)阴极上电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，阳极上电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑； (2)根据分析可知，电解过程相当于电解氯化钠溶液，根据2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑知，生成氢氧化钠的物质的量浓度= =2 mol/L。 22． 原电池 O2+4H++4e-=2H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 0.05NA F 增大 【分析】A极加入CH3OH，B极通入O2，则该电池为燃料电池，其中A极为负极，B极为正极； 从而得出乙池、丙池为电解池，其中C极与电源的正极相连，做阳极，D极做阴极；E极与阴极相连，为阳极，F极为阴极。 【详解】(1)由以上分析可知，甲池为原电池，通入O2电极为正极，O2得电子产物与H+反应生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。答案为：原电池；O2+4H++4e-=2H2O； (2)乙池中C(石墨)电极与电源正极相连，为电解池的阳极，用惰性电极电解硝酸银溶液，生成银、氧气和硝酸，总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3； (3)乙池中，D极生成Ag，质量为5.4g，n(Ag)==0.05mol，依据得失电子守恒，可建立如下关系式：4Ag——O2——4e-，则甲池中理论上消耗O2的体积为=280mL(标准状况)，转移的电子数为0.05mol ×NAmol-1=0.05NA。答案为：280；0.05NA； (4)丙池中，F极为阴极，Cu2+在该电极上得电子生成Cu，所以F极析出铜。答案为：F； (5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，发生反应2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，所以丙中溶液的pH将增大。答案为：增大。 【点睛】燃料电池属于原电池，在该电池中，通入燃料的电极为负极。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$