1.3.1金属的电化学腐蚀
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是
A．压强增大主要是因为产生了H2
B．pH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+→2H2O
C．负极的反应都为：Fe-2e-→ Fe2+
D．都发生了吸氧腐蚀
2．电化学在生活生产中的应用非常广泛。下列应用错误的是
A．利用外加电流保护法保护钢闸门 B．铁棒镀铜防腐蚀 C．冶炼金属镁 D．制取家用环保型消毒液，a为电源的负极
A．A B．B C．C D．D
3．下列说法正确的是
A．地沟油可回收加工成飞机燃油或其它化工原料
B．纤维素属于多糖，是能被人体消化吸收的营养物质
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，其中石墨烯属于烯烃
D．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是外加电流的阴极保护法
4．某实验小组要定量探究铁锈蚀的因素，设计如图所示实验装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，时刻，加入2 mL饱和氯化钠溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。下列说法错误的是
A．铁发生锈蚀的反应是放热反应
B．温度降低是因为反应速率减慢了
C．BC段压强减小是因为铁和氧气直接反应生成了氧化铁
D．压强变大是因为发生了铁的析氢腐蚀
5．下列叙述不正确的是
A．金属的化学腐蚀比金属的电化学腐蚀更普遍
B．用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
C．钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀
D．把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
6．化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述不正确的是
A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是运用电化学的保护方法
B．针对新冠肺炎疫情，可用医用酒精、84消毒液等对场所进行杀菌消毒
C．我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺，是利用了催化剂使平衡正向移动的原理
D．免洗洗手液的有效成分之一活性银离子能使病毒蛋白质变性
7．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是
A．防腐原理主要是避免发生反应：
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
8．硫酸盐还原菌SRB分布很广泛，在水体中会促使许多金属及合金发生腐蚀，其腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关分析正确的是
A．在SRB作用下，铁合金发生吸氧腐蚀
B．与的反应可表示为
C．在SRB作用下，Fe合金腐蚀后最终会生成
D．当转化为时，理论上正极反应会消耗4mol水
9．下列实验装置不能达到实验目的的是
A．用做喷泉实验 B．验证与浓硝酸反应的热量变化 C．探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀 D．探究压强对平衡的影响
A．A B．B C．C D．D
10．下列如图所示实验能达成相应目的的是
A．实验室制氧气 B．验证铁钉发生吸氧腐蚀 C．配制NaOH溶液 D．制备Fe(OH)3胶体
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
11．钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。
(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的 腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与直流电源的 (填“正”或“负”)极相连。
(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图所示，请回答：
①应将铁件置于 极(填A或B)，另一电极材料应为 。
②若电镀前铁、铜两片金属的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者的质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
12．根据要求，回答下列问题：
Ⅰ.原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图。
①电池的负极是 电极(填“a”或“b”)，该极的电极反应为 。
②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视。可用碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质，一氧化碳为负极燃气，空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，其负极反应为CO+CO-2e-=2CO2。
①正极反应是 。
②总反应是 。
Ⅱ.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法，如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
(3)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为 ，正极反应为 。
(4)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 。
(5)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 处(填“M”或“N”)。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为 。
13．I．钢铁容易生锈而被腐蚀，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)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式 。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊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
(3)图乙所示方案也可降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
II．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，弃去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计的装置示意图如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的 。
a．H2SO4 b．CH3CH2OH c．Na2SO4 d．NaOH
(2)电解过程中，电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个为2H2O-4e-=O2↑+4H+，则另一个电极反应式为 。
(3)熔融盐燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极，正极的电极反应式为 。
(4)实验过程中，若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况) L。
14．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：
图1
（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
（1）铁片上的电极反应式为 ，铜片上的电极反应式为 ；
（2）铜片周围溶液会出现的现象 。
（3）若2min后测得铁片质量减少5.6g，导线中流过的电子的物质的量为 mol；
（4）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
①图2 B中的Sn为 极，Sn极附近溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
②图2 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 。
（5）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：
氢氧燃料电池的正极电极反应是： 。电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度 （填“增大”“减小”或“不变”）。
15．能源是现代文明的原动力，随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。新能源包括风能、氢能、沼气、酒精、甲醇等，新能源的使用与研究在一定程度上助力中国实现“碳达峰、碳中和”。通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)二氧化碳的资源化利用是目前研究的热点问题之一，西北工业大学团队研究锂－二氧化碳二次电池，取得了重大科研成果。该电池放电的总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C。下列说法正确的是 。
A．该电池的电解液可以是稀硫酸
B．放电时，若消耗1.5molCO2时，转移2mol电子
C．放电时，电子从锂电极流出，通过电解液流回锂电极，构成闭合回路
D．放电时，锂电极作正极
(2)如图所示为CH4燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)： (填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为： ；当消耗甲烷的体积为11.2L(标准状况下)时，消耗KOH的质量为 g。
(3)用上述CH4燃料电池连接成如图装置。
乙池中X为阳离子交换膜，石墨电极(C)作 极，写出乙池总反应的离子方程式 。
(4)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁发生 腐蚀，写出碳棒的电极反应式： 。若将乙装置中两电极连接电源的正负两极，铁连接电源的 极(填“正”或“负”)时，可防止铁腐蚀。
(5)若丙中要实现铁上镀银，b电极材料为 。
16．《化学与生活》
(1)合理膳食，保持营养均衡，是青少年学生健康成长的重要保证。
①蛋白质是人体必需的营养物质，它在人体内最终分解为( )。
A．葡萄糖 B．氨基酸 C．脂肪酸
②现有下列五种物质 A．食盐 B．食醋 C．苹果汁 D．葡萄糖 E．青霉素，请按下列要求填空(填序号)。
富含维生素C的是 ；可直接进入血液，补充能量的是 ；应用最广泛的抗生素之一的是 ；即可作为调味剂，又可作为防腐剂、着色剂的是 ；食用过多会引起血压升高、肾脏受损的 。
(2) 材料是人类生存和发展的物质基础，合理使用材料可以改善我们的生活。
①居室装修所使的人造板材会释放出一种挥发性物质，长期接触会引起过敏性皮炎，免疫功能异常，该挥发性物质是 ( )。
A．酒精 B．蔗糖 C．甲醛
②一般情况下，合金比组成它的成分金属硬度 (填大、小)。
③ 腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因，自行车的钢圈通常采用 （填涂油漆或镀Cr）防腐蚀。
17．用化学用语填空：
（1）原子核内有8个质子和10个中子，则表示该核素的符号为
（2）二氧化碳的结构式 。
（3）用石墨电极电解饱和食盐水的阳极的电极反应式 。
（4）钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式 。
18．写出钢铁生锈的电极反应式(水膜呈中性)：
负极： ；正极： ；总反应： 。
19．(1)图中甲装置为CH3OCH3碱性燃料电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H2SO4溶液。
①写出甲装置中B极的电极反应式 。
②写出乙装置中D极的电极反应式 。
③当有46 g二甲醚参加反应时，电路中通过的电子的物质的量为 mol。
(2)钢铁锈蚀图示如图丙所示：
①用箭头画出图丙中电子的运动方向。
②请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是
(3)我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，变废为宝，设计由SO2和O2来制备硫酸，设计装置如图丁所示，电极A、B为多孔的材料。
①A极为 (填“正极”或“负极”)。
②B极的电极反应式是 。
20．金属的腐蚀
(1)概念
或 与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀。
(2)金属腐蚀的分类
金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生 反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀： 或 发生 反应，使 的金属失去电子而引起的腐蚀。
在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。
三、实验探究题
21．（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 。
22．化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。
（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 。
（2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如下。请回答：
① A电极对应的金属是 (写元素名称)，B电极的电极反应式是 。
② 若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，两者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子数目为 (设NA为阿伏伽德罗常数的值)。
23．(1)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为 B极的Fe发生 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)
②若开始时开关K与b连接，则装置内总反应的离子方程式为 ；根据此时的装置，判断下列说法正确的是 (填序号)
a. 溶液中Na＋向A极移动
b. 从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
c. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
d. 若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
(2)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示：
①已知该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”)，该电极反应式为 。
②用此电池电解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL，假如电路中转移了0.02mole-，且电解池的电极均为惰性电极，则阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】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，A正确；
B．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，B错误；
C．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+，C正确；
D．由题干溶解氧随时间变化曲线图可知，三种pH环境下溶解氧的浓度都有减小，则都发生了吸氧腐蚀，D正确；
故答案为：B。
2．C
【详解】A．利用“外加电流的阴极保护法”保护钢闸门时，钢闸门应与外接电源的负极相连，图示正确，选项A正确；
B．铁棒镀铜防腐蚀时将铁连接电源负极作为阴极，铜连接正极作为阳极，氯化铜溶液为电解质溶液，装置正确，选项B正确；
C．Mg为活泼金属，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，电解氯化镁溶液得不到镁，选项C错误；
D．a为电源的负极，连接负极的电极上产生氢气，同时附近产生氢氧化钠，与连接正极的阳极上产生的氯气反应生成次氯酸钠，选项D正确；
答案选C。
3．A
【详解】A．地沟油的主要成分是油脂，能燃烧，回收加工成飞机燃油，可在碱性条件下发生皂化反应生成高级脂肪酸盐，制得肥皂，故A正确；
B．人体无消化纤维素的酶，故纤维素不是人体的营养物质，故B错误；
C．石墨烯属于碳单质，不是烯烃，故C错误；
D．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，故D错误；
故选：A。
4．C
【详解】A．由温度曲线可知，铁发生锈蚀的反应是放热反应，温度升高，A正确；
B．温度降低是因为装置中氧气被消耗，导致铁被锈蚀反应速率减慢了，B正确；
C．BC段压强减小是因为铁在氧气、水共同作用下反应生成了铁锈，铁锈主要成分为氧化铁，C错误；
D．压强变大是因为注射器中盐酸被压入三颈烧瓶中，盐酸和铁生成氢气，发生了铁的析氢腐蚀，D正确；
故选C。
5．A
【详解】A．金属的电化学腐蚀比金属的化学腐蚀更普遍，故A错误；
B．用铜质铆钉铆接铁板，构成原电池，铁作负极，铁板易被腐蚀，故B正确；
C．钢铁在干燥的空气中，不构成原电池，不易被腐蚀，故C正确；
D．把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，构成原电池，铜作正极，铜片表面出现气泡，故D正确；
选A。
6．C
【详解】A．镁比铁活泼，镁铁连接后，镁易失电子而被腐蚀，从而保护了铁不被腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．84消毒液具有强氧化性、酒精通过渗入细胞中使蛋白质凝固变性，都能使蛋白质变性而死亡，医用酒精、84消毒液等可用于杀菌消毒，故B正确；
C．“酒曲”酿酒工艺中，酒曲为催化剂，能加快反应速率，但不影响化学平衡，不能使平衡发生移动，故C错误；
D．重金属离子能使蛋白质发生变性，银离子是重金属离子，所以免洗洗手液的有效成分活性胶质银离子能使蛋白质变性，故D正确；
故选C。
7．C
【详解】A．钢构件是铁碳合金，铁为活泼金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有、等，故A正确；
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等，防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，故B正确；
C．外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法。外加电流的阴极保护法中，钢铁作阴极被保护，阳极可以采用惰性电极不需用活泼金属作电极，故C错误；
D．不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，故D正确；
答案选C。
8．B
【详解】A．根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的，A错误；
B．由图可知，与反应生成水和硫离子，该反应的方程式为：，B正确；
C．由图可知，在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，C错误；
D．当1mol在SRB的作用下转化为硫离子时需要8mol[H]，lmol水能产生Imol[H], 所以理论上正极反应会消耗8 mol水，D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．能与溶液反应，该实验装置能形成喷泉实验，A正确；
B．与浓硝酸反应，放出大量的热，具支试管中的空气受热膨胀，U形管中的红墨水左低右高，可验证与浓硝酸反应的热量变化，B正确；
C．左边溶液呈中性，生铁发生吸氧腐蚀，气体体积减小，右边溶液呈酸性，生铁发生析氢腐蚀，气体体积增大，红墨水左高右低，能达到探究目的，C正确；
D．该可逆反应是气体分子数保持不变的反应，增大压强，虽然气体颜色变深，但平衡不移动，该装置只是增大压强使气体浓度增大而已，不能达到探究目的，D错误；
故答案为：D。
10．B
【详解】A．加热固体时，为避免水蒸气冷凝回流炸裂试管，试管口应略向下，A错误；
B．若铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀，试管内气体减小，压强降低，右侧玻璃导管中液面会上升，B正确；
C．溶解NaOH固体应在烧杯中进行，不能在容量瓶中进行，C错误；
D．硫酸不挥发，制备Fe(OH)3胶体应该用氯化铁饱和溶液，D错误；
综上所述答案为B。
11．(1) 吸氧 负
(2) N 牺牲阳极法
(3) B Cu 0.04
【详解】（1）钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，在电解池中，阴极是被保护的电极，可以把船体与浸在海水里的Zn块相连，电解池中和阴极被保护，所以并与电源的负极相连，故答案为：吸氧；负；
（2）若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，铁应作阴极，则开关K应置于N处，通过外加电流法缓解铁的腐蚀；若X为锌，开关K应置于M处构成原电池，铁作正极被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极法，故答案为：N；牺牲阳极法；
（3）①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液，所以图中A电极为Cu，B电极为Fe；
②阳极反应式为Cu-2e－＝Cu2+，阴极反应式为Cu2++2e－＝Cu，设电路中转移电子xmol，则64x+64x=5.12，解得x=0.04。
故答案为：B；Cu；0.04。
12．(1) a CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 减小
(2) O2+4e-+2CO2=2CO 2CO+O2=2CO2
(3) Fe-2e-=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 负 阳 CrO、Cr2O均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出金属铬
(5) N 牺牲阳极法
【解析】(1)
①氧气中氧得到电子发生还原反应，为电池正极；甲烷在a电极发生氧化反应为负极；由图可知，电解液为碱性，该极的电极反应为甲烷失去电子生成碳酸根离子和水，CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O。
②正极反应为2O2+4H2O+8e-=8 OH-，由反应可知，消耗氢氧根离子更多，反应后氢氧根离子浓度减小，碱性变弱，电解质溶液的pH减小。
(2)
①碳酸锂和碳酸钠的熔融盐混合物作电解质，一氧化碳为负极燃气，空气与二氧化碳的混合气为正极助燃气，正极反应为氧气的电子反应还原反应生成碳酸根离子，O2+4e-+2CO2=2CO。
②负极反应为CO+CO-2e-=2CO2，则总反应是一氧化碳和氧气生成二氧化碳，2CO+O2=2CO2。
(3)
钢铁发生吸氧腐蚀时，负极中铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，Fe-2e-=Fe2+；正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，O2+4e-+2H2O=4OH-。
(4)
电镀时，待镀的金属制品所在电极电子发生还原反应为阴极，把待镀的金属制品与直流电源的负极相连，把镀层金属铬与电源正极相连，作阳极。电镀铬时，不能用含有CrO或Cr2O的溶液作电镀液，原因是CrO、Cr2O均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出金属铬。
(5)
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N，使铁做阴极被保护；若X为锌，开关K置于M处，锌被腐蚀铁被保护，该电化学保护法称为牺牲阳极法。
13． O2+4e-+2H2O═4OH- C 负 c Fe-2e-═Fe2+ O2+2CO2+4e-═2CO(或2O2+4CO2+8e-═4CO) 11.2
【分析】金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，在正极上都是得电子的还原反应；在原电池中，较为活泼的金属做负极易被腐蚀；在电解池中，作阴极材料的金属被保护，不易被腐蚀。
能使导电能力增强的电解质必须是易溶于水的，且只能是中性的；活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电；燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应，甲烷失电子在熔融碳酸盐为电解质中生成二氧化碳；燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程，结合电荷守恒和原子守恒写出电极反应；在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。
【详解】I．(1)金属的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，在正极上都是得电子的还原反应，析氢腐蚀中，正极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，吸氧腐蚀中，正极反应为：O2+4e-+2H2O═4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
(2)在原电池中，较为活泼的金属做负极易被腐蚀，为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用比金属铁活泼的金属，但是金属钠和水反应剧烈，不能做电极材料，可以用金属锌，故答案为：C；
(3)在电解池中，作阴极材料的金属被保护，不易被腐蚀，为保护铁闸门，可以让金属铁作阴极，和电源的负极相连，故答案为：负。
II．(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：c；
(2)活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电，故答案为：Fe-2e-═Fe2+；
(3)燃料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO(或2O2+4CO2+8e-=4CO)，故答案为：O2+2CO2+4e-═2CO(或2O2+4CO2+8e-═4CO)；
(4)阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O，当转移4mol电子时，消耗CH4(标准状况)的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol =11.2L，
故答案为：11.2。
14． Fe-2e-=Fe2+ Cu2++2e-=Cu 溶液颜色变浅 0.2 正 增大 Zn B>A>C O2+4H++4e-=2H2O 减小
【详解】(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；
(2)铜片周围，Cu2+不断被消耗，其浓度逐渐降低，则溶液颜色变浅；
(3)铁片质量减少5.6g，即参加反应的铁的物质的量为0.1mol，则根据铁片的电极反应式可知，导线中流过电子的物质的量为0.2mol；
(4)①B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，pH增大；
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；
(5)该电池为原电池，电解质溶液为稀硫酸，正极上，O2和H+反应生成水：O2+4H++4e-=2H2O；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。
15．(1)B
(2) B 56
(3) 阳
(4) 吸氧 负
(5)银
【详解】（1）A．硫酸会和锂反应，故该电池的电解液不可以是稀硫酸，A错误；
B．根据总反应可知，3CO2~4e-，则放电时，若消耗1.5molCO2时，转移2mol电子，B正确；
C．电子不会进入电池内电路，C错误；
D．放电时，锂电极发生氧化反应，作负极，D错误；
故选B；
（2）CH4燃料电池的装置中氧气从正极通入、甲烷从负极通入，根据电子流向可知，B为负极，故B处电极入口通甲烷，其电极反应式为：；总反应为，当消耗甲烷的体积为11.2L(标准状况下为0.5mol)时，消耗KOH的物质的量为1mol，质量为56g；
（3）由图可知，乙池中铁为阴极、石墨极为阳极，总反应为电解食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为；
（4）若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁较活泼，溶液为中性，铁会发生吸氧腐蚀，碳棒做原电池的正极，电极反应式：。若将乙装置中两电极连接电源的正负两极，铁连接电源的负极时，铁做阴极被保护，可防止铁腐蚀。
（5）b为阳极，若丙中要实现铁上镀银，b电极材料为镀层金属银单质。
16．(1) B C D E B A
(2) C 大 电化学（或吸氧） 镀Cr
【详解】（1）①蛋白质是人体必需的营养物质，它在人体内最终分解为各种氨基酸，选B。
②水果、蔬菜中富含维生素C，富含维生素C的是苹果汁，选C；
可直接进入血液，补充能量的是葡萄糖，选D；
应用最广泛的抗生素之一的是青霉素，选E；
食醋具有酸味，即可作为调味剂，又可作为防腐剂、着色剂的是食醋，选B；
食盐食用过多会引起血压升高、肾脏受损，选A。
（2）①甲醛有毒，易挥发，长期接触会引起过敏性皮炎，免疫功能异常，选C。
②一般情况下，合金比组成它的成分金属硬度要大，熔点比成分金属低。
③钢铁属于合金，易构成原电池，所以电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因，自行车的钢圈通常采用镀Cr防腐蚀。
17． O=C=O 2Cl-- 2e-= Cl2↑ O2+2H2O +4e-= 4OH-
【分析】(1)原子核内有8个质子的元素为氧元素，同时有10个中子的核素的质量数为18；
(2)二氧化碳为直线型共价化合物，分子内含有碳氧双键；
(3)用石墨电极电解饱和食盐水，阳极上Cl-失电子被氧化生成Cl2；
(4)钢铁发生吸氧腐蚀时正极是氧气得电子发生还原反应。
【详解】(1)原子核内有8个质子的元素为氧元素，同时有10个中子的核素的符号为；
(2)二氧化碳为直线型共价化合物，分子内含有碳氧双键，其结构式O=C=O；
(3)用石墨电极电解饱和食盐水，阳极上Cl-失电子被氧化生成Cl2，阳极的电极反应式为2Cl-- 2e-= Cl2↑；
(4)钢铁发生吸氧腐蚀时正极是氧气得电子发生还原反应，正极电极反应式为O2+2H2O +4e-= 4OH-。
18． Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓
【详解】钢铁属于铁合金，含有铁和碳等物质，发生腐蚀时，铁作负极失电子，溶解在溶液中的氧气得电子做正极，所以负极为：Fe-2e-=Fe2+，正极为：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应为：Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；O2+2H2O+4e-=4OH-；Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓。
19． O2＋2H2O＋4e－=4OH－ PbSO4＋2e－=Pb＋SO42- 12 当电解质溶液酸性较强时，铁轨发生析氢腐蚀，铁失电子；当电解质溶液呈弱酸性或中性时，铁轨发生吸氧腐蚀，铁失电子 正极 SO2＋2H2O－2e－=SO42-＋4H＋
【分析】(1)①CH3OCH3碱性燃料电池中，加入CH3OCH3的电极是负极，即A极为负极，B极为正极，通入氧气得电子；
②乙装置为电解池，电解时D极与原电池的负极相连，D极作阴极，得电子；
③由CH3OCH3＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O进行计算；
(2)①钢铁中铁为负极，碳为正极，电子由负极经过钢铁内部流向正极。
②高铁铁轨锈蚀的原因是发生了析氢腐蚀或吸氧腐蚀。
(3)①由题意可知设计原电池的目的是用SO2和O2来制备硫酸，根据题图知B极生成硫酸，则通入的气体为SO2。
②B极通入SO2，发生氧化反应，SO2转化为SO。
【详解】(1)①CH3OCH3碱性燃料电池中，加入CH3OCH3的电极是负极，即A极为负极，B极为正极，通入氧气得电子，因此B极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－==4OH－；答案为：O2＋2H2O＋4e－==4OH－；
②乙装置为电解池，电解时D极与原电池的负极相连，D极作阴极得电子，其电极反应式为：PbSO4＋2e－==Pb＋SO；答案为：PbSO4＋2e－==Pb＋SO；
③设题中所求通过的电子的物质的量为x mol，
由CH3OCH3＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O
46 g 12mol
46 g x mol
解得x＝12。答案为：12；
(2)①钢铁中铁为负极，碳为正极，电子由负极流向正极，电子的运动方向如图所示。
答案为：；
②高铁铁轨锈蚀的原因是发生了析氢腐蚀或吸氧腐蚀。答案为：当电解质溶液酸性较强时，铁轨发生析氢腐蚀，铁失电子；当电解质溶液呈弱酸性或中性时，铁轨发生吸氧腐蚀，铁失电子；
(3)①由题意可知设计原电池的目的是用SO2和O2来制备硫酸，根据题图知B极生成硫酸，则通入的气体为SO2，发生氧化反应，故B极为负极，A极为正极。答案为：正极；
②B极通入SO2，发生氧化反应，电极反应式为SO2＋H2O－2e－==SO＋4H＋。答案为：SO2＋2H2O－2e－==SO42-＋4H＋。
20．(1) 金属 合金
(2) 氧化还原 不纯的金属 合金 原电池 较活泼
【详解】（1）金属的腐蚀是指：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀；
（2）①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀；
②电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子而引起的腐蚀。
21． 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 mol-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 mol，完全燃烧生成液态水时放出4448 kJ的热量,所以1mol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 mol-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-。
22． BD 铜 Cu2++2e-Cu 0.08NA
【分析】保护金属，可以添加涂层、作原电池的正极、电解池的阴极等方法；电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极。
【详解】（1）保护金属，可以在金属表面添加涂层，或者作原电池的正极，或者作电解池的阴极。B中铁作正极、D中铁作阴极，故BD正确；A中铁作负极，其腐蚀加快，C中的铁得不到保护；（2）①电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，故B为铁件，溶液中的铜离子得电子，在铁的表面生成单质铜，电极反应式：Cu2++2e-Cu ，A为铜；②A极反应式：Cu-2e- =Cu2+，两极质量差为5.12g，则阳极溶解的铜和阴极生成的铜的质量均为2.56g，物质的量为0.04mol，则转移0.08mol电子，即0.08NA。
23． O2＋2H2O＋4e-=4OH- 吸氧 2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ b 正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 0.168L
【分析】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极；
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4；
②根据离子的放电顺序，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑；
【详解】(1)①若开始时开关K与a连接，构成原电池，铁是负极、石墨为正极，电解质为中性，属于Fe的吸氧腐蚀，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式是O2＋2H2O＋4e-=4OH-；
②若开始时开关K与b连接，构成电解池，石墨作阳极，阳极氯离子失电子生成氯气、阴极氢离子得电子生成氢气，则装置内总反应的离子方程式为2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑；a. 原电池中阳离子移向阴极，所以溶液中Na＋向B极移动，故a错误；
b. A是阳极，生成氯气，所以从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故b正确；
c. 电解饱和食盐水放出氢气和氯气，所以反应一段时间后加适量氯化氢可恢复到电解前电解质的浓度，故c错误；
d.溶液中通过离子移动导电，溶液中没有电子移动，故d错误。
(2)①根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，所以FePO4是正极，电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4；
②0.1 mol/LCuSO4和0.1 mol/LNaCl的混合溶液100 mL含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl，阳极电极反应依次为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，当电路中转移了0.02 mole-时，生成氯气0.005mol，转移0.001mol电子，利用电子守恒生成氧气0.0025mol，所以阳极上生成的气体在标准状况下的体积=(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。
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