1.3 金属的腐蚀与防护 同步练习
一、单选题
1．如图的烧杯中盛的都是海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为（ ）
A．③④②① B．③④①② C．④②①③ D．②①③④
2．下列关于金属腐蚀的说法正确的是（ ）
A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M+nH2O═M（OH）n+ H2↑
B．金属的化学腐蚀的实质是：M﹣ne﹣═Mn+，电子直接转移给还原剂
C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
3．金属的防腐蚀措施有利于延长金属的使用寿命，图1和图2是两种防腐蚀措施的示意图。下列说法错误的是（ ）
A．图1是牺牲阳极法的示意图，锌块作负极
B．图1中，钢闸门上发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
C．图2中的钢闸门连接直流电源的负极
D．图2中，高硅铸铁处发生还原反应
4．如图试管中盛有酸雨浸泡过的铁钉，U形管中盛有一段红墨水．开始时U型管左端红墨水水柱下降，一段时间后U型管左端红墨水水柱又上升．下列说法不正确的是（ ）
A．开始时发生的是析氢腐蚀
B．﹣段时间后发生的是吸氧腐蚀
C．两段时间内负极的电极反应相同
D．两段时间内正极的电极反应相同
5．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A．图1中，开关由M改置于N时，Cu﹣Zn合金的腐蚀速率减小
B．图2中，Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
C．图3中，滴加少量K3[Fe（CN）6]溶液，没有蓝色沉淀出现
D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极
6．潮湿环境、Cl-、溶解氧是造成青铜器锈蚀的主要环境因素，腐蚀严重的青铜器表面大多存在起催化作用的多孔催化层。图为青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是（ ）
A．腐蚀过程中，青铜基体是正极
B．若有64gCu腐蚀，理论上耗氧体积为22.4L（标准状况）
C．多孔催化层的形成加速了青铜器的腐蚀速率，是因为改变了反应的焓变
D．环境中的Cl-、正负极产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为：2Cu2++3OH-+Cl-＝Cu2(OH)3Cl↓
7．下列说法正确的是（ ）
A．Na2O2在空气中久置，因分解成 Na2O 和 O2而变成白色固体
B．接触室里面采用粗管里面嵌套细管，主要为了增大接触面积，加快反应速率
C．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是外加电源的阴极保护法
D．稀有气体比较稳定，只能以单质形式存在
8．下列事实与电化学腐蚀无关的是（ ）
A．生铁比纯铁易生锈
B．黄铜（铜锌合金）制品不易产生铜绿
C．纯银饰品久置表面变暗
D．与铜管连接的铁管易生锈
9．如图装置中，在U形管底部盛有CCl4，分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸溶液，并使a、b两处液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，密封好，放置一段时间后，下列有关叙述中错误的是（ ）
A．铁丝在两处的腐蚀速率：a＜b
B．a、b两处相同的电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+
C．一段时间后，a处液面高于b处液面
D．生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极
10．下列叙述中，正确的是（ ）
A．钢铁腐蚀的负极反应为：Fe-3e-=Fe3+
B．Mg-Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为Mg
C．无隔膜电解饱和NaCl溶液所得产物之一是“84”消毒液中的有效成分NaClO
D．H2-O2燃料电池中电解液为H2SO4，则正极反应式为：O2+4e-=2O2-
11．下列叙述不正确的是（ ）
A．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化
B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应是：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
C．将地下钢管与直流电源的正极相连，用来保护钢管
D．氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应
12．如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）
A．④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑥＞④＞②＞①＞③＞⑤
C．④＞②＞⑤＞③＞⑥＞① D．⑥＞③＞②＞④＞①＞⑤
13．下列说法不正确的是（ ）
A．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是2H2O+O2+4e﹣=4 OH﹣
B．在空气中，金属铝表面能迅速被氧化形成保护膜，因此铝不容易被腐蚀
C．铸铁输油管道应埋在干燥致密不透气的土壤中
D．白铁（镀Zn铁）表面有划损时，也能阻止铁被氧化
14．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．正极的电极反应式为：2H＋＋2e－＝H2↑
B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程中电子从Fe移向Cu
15．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是（ ）
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜．
A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．全部
16．支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极．下列有关表述不正确的是（ ）
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
二、综合题
17．请回答下列问题：
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：
CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+260kJ mol﹣1
已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ mol﹣1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为 ；
（2）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1/4．
钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式．
正极： ；负极： ．
18．市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋使用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，袋内有大量铁锈存在。
（1）“热敷袋”放出的热量是利用了铁 放出的热量。
（2）碳粉的主要作用是 。
（3）氯化钠的主要作用是 。
（4）写出电极反应，正极 ，
负极 ，若铁锈的主要成分为Fe2O3，写出产生Fe2O3的有关反应方程式
。
19．写出下列反应的热化学方程式．
（1）25℃，1.01×105Pa下，1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出表示硫燃烧生成1molSO2的热化学方程式
（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜．已知：
Cu（s）+2H+（aq）=Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64.39kJ/mol
2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g）△H=﹣196.46kJ/mol
H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.84kJ/mol 在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 ．
（3）下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 （填序号）
20．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
21．对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命．
（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈．现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，除去铁锈的化学反应的离子方程式为： ．
（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 ．
（3）图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，转移的电子数为 NA．铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀，如果铁件部分未镀上铜，或镀层破损，镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀，请简要说明原因： ．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】解：根据图知，①③④装置是原电池，在③④中，金属铁做负极，①中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀，所以③＞④＞②，原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，则②＞①，所以被腐蚀的速率由快到慢的顺序为③④②①，故选A．
【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，从而确定腐蚀快慢顺序．
2．【答案】D
【解析】【解答】解：A．金属在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，所以没有生成氢气，故A错误；
B．金属发生化学腐蚀时金属和氧化剂直接接触，电子直接转移给氧化剂，故B错误；
C．在弱酸性或中性条件下，金属发生吸氧腐蚀，在酸性条件下，金属发生析氢腐蚀，故C错误；
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，故D正确；
故选D．
【分析】金属被腐蚀的实质是金属失电子发生氧化反应，金属被腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀，在酸性条件下发生析氢腐蚀，在弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，据此分析解答．
3．【答案】D
【解析】【解答】A．根据装置图，构成原电池，锌比铁活泼，锌作负极，钢闸门作正极，钢闸门被保护，该方法为牺牲阳极法，故A说法不符合题意；
B．根据选项A的分析，钢闸门作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故B说法不符合题意；
C．图2有外加电源，根据电解原理，钢闸门应作阴极，连接直流电源的负极，被保护起来，该方法叫外加电流法，故C说法不符合题意；
D．图2中高硅铸铁作阳极，根据电解原理，阳极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，故D说法符合题意；
答案为D。
【分析】A.该装置构成原电池，Zn易失电子作负极；
B.该装置构成原电池，Zn易失电子作负极，钢闸门作正极，正极上氧气得电子发生还原反应；
C.该装置构成电解池，被保护的金属钢闸门做阴极，连接电源负极；
D.该装置构成电解池，高硅铸铁作阳极，发生氧化反应。
4．【答案】D
【解析】【解答】解：A、酸雨的pH小于5.6，电解质溶液显酸性，故开始钢铁发生析氢腐蚀，故A正确；
B、反应一段时间后，溶液的酸性减弱，钢铁腐蚀吸氧腐蚀，故B正确；
C、无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都作负极，负极上发生的电极反应式都为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故C正确；
D、开始时发生的是析氢腐蚀，正极反应为：2H++2e﹣=H2↑；后来发生的是吸氧腐蚀，正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故两段时间内的正极的电极反应不同，故D错误．
故选D．
【分析】酸雨的pH小于5.6，而酸性条件下，钢铁能发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe﹣2e﹣═Fe2+，正极反应为：2H++2e﹣=H2↑，导致试管内气体压强增大；反应一段时间后，溶液的酸性减弱，钢铁腐蚀吸氧腐蚀，负极反应为：Fe﹣2e﹣═Fe2+，正极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，导致试管内气体压强减小．据此分析．
5．【答案】A
【解析】【解答】解：A、开关由M改置于N时，合金为正极，则Cu﹣Zn合金被保护，腐蚀速率减小，故A正确；
B、图2中，该原电池中锌作负极，二氧化锰作正极，正极上得电子发生还原反应，所以Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的还原作用引起的，故B错误；
C、该装置构成原电池，铁作负极，负极上发生的电极反应式为：Fe﹣2e﹣=Fe2+，铁氰化钾和亚铁离子反应生成蓝色沉淀，故C错误；
D、用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁作负极而易被腐蚀，铁作正极被保护，故D错误；
故选A．
【分析】A、开关由M改置于N时，Zn为负极，合金为正极；
B、图2中，正极上得电子发生还原反应，体现还原作用；
C、该装置构成原电池，铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应；
D、牺牲阳极的阴极保护法中，作负极的金属易被腐蚀．
6．【答案】D
【解析】【解答】A．根据图示可知，Cu失去电子生成Cu2+，故腐蚀过程中，青铜基体是负极，A项不符合题意；
B．由题给信息可知，原电池负极的电极反应式为：Cu-2e–=Cu2+，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e–=4OH–，根据得失电子守恒可得关系式：2Cu～O2，据此可知，若有64gCu腐蚀，理论上耗氧体积为 （标准状况），B项不符合题意；
C．多孔催化层起催化剂的作用，催化剂能降低反应的活化能，从而加快反应速率，但不能改变反应的初态和终态，所以反应焓变不变，C项不符合题意；
D．根据题给信息，结合原电池的电极产物，可知Cl–与正负极产物发生反应：2Cu2++3OH–+Cl–＝Cu2(OH)3Cl↓，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】据图可知，O2得电子生成OH–，Cu失去电子生成Cu2+，过程中发生了吸氧腐蚀。据此可判断出原电池的正负极。根据原电池的工作原理，可写出电极反应式，根据得失电子守恒可进行相关计算。据此分析。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．Na2O2在空气中久置与空气中的CO2反应生成Na2CO3，A不符合题意；
B．接触室里面采用粗管里面嵌套细管，主要为了增大接触面积，加快反应速率，B符合题意；
C．Mg比Fe活泼，当发生化学腐蚀时Mg作负极而被腐蚀，从而阻止Fe被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，C不符合题意；
D．稀有气体比较稳定，自然界以单质形式存在，在实验室中通过一定的条件，可以合成化合物，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A. Na2O2久置于空气中会吸收水蒸气变成NaOH，再和CO2气体反应最终变成Na2CO3白色粉末;
B. 加快反应速率的方法很多，增大接触面积就是其中之一；
C. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀 是原电池原理，为牺牲阳极的阴极保护法；
D. 稀有气体结构稳定，以单质的形式存在，但在一定条件下也能形成化合物.
8．【答案】C
【解析】【解答】A、生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故A不符合题意；
B、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故B不符合题意；
C、纯银饰品长久置表面变暗是由于金属银和空气中的氧气发生反应生成氧化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C符合题意；
D、铜、铁和合适的电解质溶液能构成原电池，铁作负极而被腐蚀，和电化学腐蚀有关，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】电化学腐蚀一定要形成原电池。即一定要有活泼性不同的两极，而C中只有Ag.
9．【答案】D
【解析】【解答】解：生铁和氯化钠溶液、稀硫酸溶液都能构成原电池，左边试管中，生铁发生吸氧腐蚀，右边试管中，生铁发生析氢腐蚀，
A．生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大，故A正确；
B．a处负极上铁失电子，正极上氧气得电子，b处负极上铁失电子，正极上氢离子得电子，所以a、b两处相同的电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故B正确；
C．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致溶液从b处向a处移动，所以a处液面高于b处液面，故C正确；
D．生铁中的碳在a、b两处都作正极，故D错误；
故选D．
【分析】生铁中含有碳、铁，生铁遇到合适的电解质溶液能构成原电池，酸性条件下，发生析氢腐蚀，中性或弱酸性条件下，发生吸氧腐蚀，据此分析解答．
10．【答案】C
【解析】【解答】A. 钢铁腐蚀的负极反应为Fe-2e-=Fe2+，A不符合题意；
B. Mg-Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为Al，因为铝可以溶于氢氧化钠溶液、镁不能，B不符合题意；
C. 无隔膜电解饱和NaCl溶液，阳极生所的氯气和阴极生成的氢氧化钠可以反应，生成次氯酸钠和氯化钠，NaClO是“84”消毒液中的有效成分，C符合题意；
D. H2-O2燃料电池中电解液为H2SO4，则正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A.钢铁腐蚀负极生成亚铁离子；
B.Mg、Al在NaOH溶液中发生氧化反应；
C.氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠具有消毒作用；
D.氢氧酸性燃料电池中正极氧气发生还原反应生成水.
11．【答案】C
【解析】【解答】解：A．金属腐蚀的本质是金属原子在负极上失去电子而被氧化的过程，故A正确；
B．钢铁吸氧腐蚀的正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应是：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，故B正确；
C．将地下钢管与电源负极相连，作电解池的阴极被保护，能防止钢铁锈蚀，故C错误；
D．氢氧燃料电池中，在负极上是燃料氢气失电子发生氧化反应的过程，故D正确．
故选C．
【分析】A．金属原子失去电子被氧化；
B．钢铁吸氧腐蚀的正极是氧气发生得电子的还原反应；
C．钢管与直流电源的正极相连，阳极金属易被腐蚀；
D．燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应．
12．【答案】B
【解析】【解答】解：金属Fe发生腐蚀快慢顺序为：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，
①中Fe发生化学腐蚀；
②中Fe作负极，加速被腐蚀；
③中Fe作正极，被保护；
④Fe作负极而加速被腐蚀，但其被腐蚀速率大于②；
⑤作电解池阴极，被保护；
⑥作电解池阳极而加速被腐蚀；
所以Fe被腐蚀快慢顺序是⑥＞④＞②＞①＞③＞⑤，故选B．
【分析】金属Fe发生腐蚀快慢顺序为：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，据此分析解答．
13．【答案】A
【解析】【解答】解：A．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故A错误；
B．Al是亲氧元素，极易被空气中氧气氧化生成致密的氧化物薄膜氧化铝，能防止铝被腐蚀，故B正确；
C．空气、水是钢铁被腐蚀的条件之一，隔绝空气或水能防止铁被腐蚀，故C正确；
D．Zn、Fe和电解质溶液构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，所以铁被保护，故D正确；
故选A．
【分析】A．钢铁发生电化学腐蚀时，负极上铁失电子发生氧化反应；
B．氧化铝薄膜能防止铝被腐蚀；
C．空气、水是钢铁被腐蚀的条件之一；
D．作原电池负极的金属加速被腐蚀，作原电池正极的金属被保护．
14．【答案】A
【解析】【解答】A.由分析可知，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，选项错误，A符合题意；
B.由分析可知，负极反应生成Fe2＋，正极反应生成OH－，二者可结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，选项正确，B不符合题意；
C.由于铜的金属性比铁，反应过程中，铜不会被腐蚀，选项正确，C不符合题意；
D.在原电池中，电子由负极移向正极，因此电子由Fe移向Cu，选项正确，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】铁发生吸氧腐蚀的过程中，其负极的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项进行分析。
15．【答案】D
【解析】【解答】解：①金属表面涂抹油漆能防止金属和水、空气接触，防止金属形成原电池，从而防止金属被腐蚀，故正确；②改变金属内部结构增强金属被腐蚀性能，所以能防止金属被腐蚀，故正确；③保持金属表面清洁干燥能防止金属与水分接触，从而防止金属被腐蚀，故正确；④金属表面进行电镀，使不活泼金属与空气、水接触，不能形成原电池，从而防止金属被腐蚀，故正确；⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，从而阻止金属进一步被氧化，所以能防止金属被腐蚀，故正确；
故选D．
【分析】如果隔绝空气、隔绝水分、改变金属内部结构等方法都能防止或减缓金属被腐蚀，据此分析解答．
16．【答案】C
【解析】【解答】A．被保护的钢管桩应作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱腐蚀的发生，故A正确；
B．通电后，惰性高硅铸铁作阳极，海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应，电子经导线流向电源正极，再从电源负极流出经导线流向钢管桩，故B正确；
C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，故C错误；
D．在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，故D正确；
故选C．
【分析】外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失电子，据此解答．
17．【答案】（1）2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ mol﹣1
（2）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；Fe﹣2e﹣=Fe2+
【解析】【解答】解：（1）已知：①CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+260kJ mol﹣1，②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ mol﹣1，根据盖斯定律①×2+②可得：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ mol﹣1；故答案为：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=﹣46kJ mol﹣1；（2）钢铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，负极上Fe失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故答案为：正极：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；负极：Fe﹣2e﹣=Fe2+．
【分析】（1）已知：①CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+260kJ mol﹣1，②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ mol﹣1，根据盖斯定律①×2+②可得；（2）钢铁发生吸氧腐蚀，负极上Fe失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应．
18．【答案】（1）氧化
（2）与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑氧化
（3）溶于水形成电解质溶液
（4）2H2O＋O2＋4e－===4OH－；Fe－2e－===Fe2＋；Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
【解析】【解答】首先铁应为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极上必然为空气中的氧气得电子：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；使用过程中放出大量热必定为Fe被氧化而产生的，最后得到大量铁锈，O2在反应中得电子变为O2－与水生成OH－，结合Fe2＋生成Fe(OH)2转化为Fe(OH)3。加入碳粉自然是提供形成原电池的正极，而加入NaCl溶于水就是为了形成电解质溶液。
【分析】此题为结合日常生活应用的实践题目，涉及原电池原理、电极反应方程式的书写等，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
19．【答案】（1）S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣299.52 kJ mol﹣1
（2）Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）=Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=﹣319.6KJ/mol
（3）④②①③
【解析】【解答】解：（1）质量换算物质的量结合反应热计算得到生成1mol二氧化硫气体的焓变，1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，生成1molSO2的反应放出的热量=9.36KJ×32=299.52 kJ；依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态，和对应量的反应热；热化学方程式为：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣299.52 kJ mol﹣1；
故答案为：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣299.52 kJ mol﹣1；（2）①Cu（s）+2H+（aq）=Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64.39kJ/mol
②2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g）△H=﹣196.46kJ/mol
③H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.84kJ/mol
依据盖斯定律①+ ②+③得到：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）=Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=﹣319.6KJ/mol；
故答案为：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）=Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=﹣319.6KJ/mol；（3）①是铁的化学腐蚀；②是原电池反应铁做负极被腐蚀；③形成原电池反应，铁做正极被保护；④电解池反应，铁做阳极被腐蚀；电解池阳极腐蚀最快，其次是原电池的负极，原电池正极被保护，所以Fe片腐蚀由快到慢的顺序是④②①③；
故答案为：④②①③；
【分析】（1）质量换算物质的量结合反应热计算得到生成1mol二氧化硫气体的焓变，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态，和对应量的反应热；（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；（3）①是铁的化学腐蚀；②是原电池反应铁做负极被腐蚀；③形成原电池反应，铁做正极被保护；④电解池反应，铁做阳极被腐蚀；
20．【答案】（1）吸氧；
（2）N；牺牲阳极的阴极保护法
【解析】【解答】(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。
【分析】(1)在中性或碱性环境中铁发生吸氧腐蚀；
(2)①根据外加电源的阴极保护法；
②若利用原电池反应原理分析。
21．【答案】（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
（2）N；牺牲阳极的阴极保护法
（3）0.1；在潮湿的环境中形成原电池
【解析】【解答】解：（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和酸反应生成盐和水，；离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2）①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处，故答案为：N；
②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，
故答案为：N；牺牲阳极的阴极保护法；（3）图中若X为粗铜，此装置为电镀装置，即在铁件上镀铜，阴极反应：Cu2++2e﹣=Cu，铁件质量增加3.2g即为铜的质量，即增加铜的物质的量n= = =0.05mol，根据阴极反应可知，当阴极上有0.05mol铜析出时，转移0.1mol电子即0.1NA个；如果铁件部分未镀上铜，会在潮湿的环境中形成原电池，铁做负极，加快铁的腐蚀，故答案为：0.1，在潮湿的环境中形成原电池．
【分析】（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和酸反应生成盐和水；（2）若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极；
若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护；（3）图中若X为粗铜，此装置为电镀装置，即在铁件上镀铜，据阴极反应来分析转移电子情况；如果铁件部分未镀上铜，会在潮湿的环境中形成原电池，铁做负极．
