2023届新高考化学一轮课时跟踪练第21讲电解池与金属的电化学腐蚀

课时跟踪练21一、选择题1．(2021·汉中汉台中学月考)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一种制取Cu2O的电解池示意图如下，电池总反应为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up17(电解))Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A．石墨电极上的反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．电解后溶液的pH减小C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成解析：石墨作阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A项正确；由电解总反应2Cu＋H2O=Cu2O＋H2↑可知，溶剂水的量减少，所以氢氧根离子浓度变大，所以电解后溶液的pH增大，故B项错误；铜电极是电解池的阳极，与直流电源的正极相连，故C项错误；反应2Cu＋H2O=Cu2O＋H2↑中失电子物质的量为2mol，生成氧化亚铜1mol，所以当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，故D项错误。答案：A2．(2021·广西北海中学月考)粗银的精炼工艺原理如图，下列叙述错误的是()A．y极电极材料为粗银B．x极主要电极反应式为Ag－e－=Ag＋C．装置乙将化学能转化为电能D．n极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O解析：阳极材料是粗银，需要发生反应为Ag－e－=Ag＋，故x为粗银，A项错误；x极失去电子被氧化，故Ag－e－=Ag＋，B项正确；装置乙为原电池，作用是将化学能转换为电能，C项正确；因装置乙中溶液为硫酸，质子交换膜仅允许氢离子通过，故n极的氧气发生的还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，D项正确。答案：A3．(2021·眉山仁寿第一中学北校区月考)某二氧化氯复合消毒剂发生器的工作原理如图所示。通电后，产生的成分为ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合气体甲，被水吸收后可制得具有更强的广谱杀菌灭毒能力的二氧化氯复合消毒剂。下列说法正确的是()A．m端为电源正极，隔膜为阴离子交换膜B．产生ClO2的电极反应式为Cl－＋5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋C．通电后d口所在极室pH升高，e口排出NaOH溶液D．标准状况下，b口每收集到2.24L气体乙，电路中转移电子0.4NA解析：左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极室，故m为电源的正极，n为电源的负极，右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换膜为阳离子交换膜，左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室，溶液丙为NaOH溶液。据此分析解答。左室中氯元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极室，故m为电源的正极，n为电源的负极，右室发生还原反应，水放电生成氢气与氢氧根离子，离子交换膜为阳离子交换膜，故A项错误；Cl－转化为ClO2发生氧化反应，应是失去电子，故B项错误；右室是水放电生成氢气与氢氧根离子，右室pH升高，左室中的钠离子通过离子交换膜进入右室，e口排出NaOH溶液，故C项正确；标准状况下，b口每收集到2.24L(0.1mol)气体乙，电路中转移电子0.2NA，故D项错误。答案：C4．(2021·东莞中学松山湖学校月考)在N羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是()A．石墨电极作阴极B．理论上NHPI的总量在反应前后不变C．CH3CH2OHeq\o(=,\s\up17(通电))CH3CHO＋H2↑D．每消耗1mol乙醇，产生22.4mL氢气解析：由图中信息可知石墨上发生反应2H＋＋2e－=H2↑，石墨作阴极，A项正确；NHPI和PINO循环转化，则理论上NHPI的总量在反应前后不变，故B项正确；由图可知，循环物质在总反应中不体现，则总反应为CH3CH2OHeq\o(=,\s\up17(电解))CH3CHO＋H2↑，故C项正确；没有说明是否在标准状况下，无法计算气体体积，故D项错误。答案：D5．(2021·东莞市虎门外国语学校月考)工业上采用电化学法对煤进行脱硫处理，减少硫排放。脱硫原理：将Mn2＋氧化成Mn3＋，Mn3＋再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3＋和SOeq\o\al(2－,4)，模拟装置如图所示。已知：FeS2＋15Mn3＋＋8H2O=Fe3＋＋15Mn2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋。下列说法错误的是()A．电极b为负极B．石墨1上的反应式为Mn3＋＋e－=Mn2＋C．电子流向：b→石墨2，石墨1→aD．电路上转移1.5mol电子理论上处理12.0gFeS2解析：由Mn2＋离子氧化为Mn3＋可知，与直流电源正极a相连的石墨1为电解池的阳极，＋，与负极b相连的石墨电极2为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。据此分析解答。与直流电源负极b相连的石墨电极2为阴极，故A项正确；与直流电源正极a相连的石墨1为电解池的阳极，Mn2＋离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成Mn3＋离子，电极反应式为Mn2＋－e－=Mn3＋，故B项错误；电子由电源的负极b流向电解池的阴极石墨2，由阳极a流向电源正极a，故C项正确；根据反应式知，1molFeS2被氧化时，反应转移15mol电子，则电路上转移1.5mol电子理论上处理FeS2的质量为0.1mol×120g·mol－1＝12.0g，故D项正确。答案：B6．(2021·广东茂名第一中学月考)电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是()A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜B．阴极区电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．X为淡盐水，Y为浓盐水D．该方法可得到副产品NaOH解析：根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，＋2OH－，B项正确；X为淡盐水，Y为浓盐水，C项正确；根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项正确。答案：A7．(2021·湖北武汉二中月考)雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程如图(Ce为铈元素)。下列说法错误的是()A．SO2的VSEPR模型是平面三角形B．“装置Ⅲ”进行电解，Ce3＋在阴极反应，使Ce4＋得到再生C．“装置Ⅳ”进行氧化，1L2mol·L－1NOeq\o\al(－,2)的溶液，至少需要标准状况下22.4LO2D．“装置Ⅳ”获得粗产品NH4NO3的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶解析：SO2中心S的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，VSEPR模型是平面三角形，故A项正确；在装置Ⅲ中进行电解，HSOeq\o\al(－,3)被还原为S2Oeq\o\al(2－,4)，阴极反应式为2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O；Ce3＋被氧化生成Ce4＋，阳极方程式为2Ce3＋－2e－=2Ce4＋，故B项错误；NOeq\o\al(－,2)的浓度为2mol·L－1，要使1L该溶液中的NOeq\o\al(－,2)完全转化为NH4NO3，则失去电子2mol·L－1×1L×(5－3)＝4mol，设消耗标准状况下氧气的体积是V，则失电子eq\f(V,22.4)×2×(2－0)mol，根据电子守恒得4mol＝eq\f(V,22.4)×2×(2－0)，解得V＝22.4L，故C项正确；NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)与加入的氨和氧气在装置Ⅳ中发生反应生成NH4NO3，蒸发浓缩、冷却结晶可以得到NH4NO3，故D项正确。答案：B8．(2021·淮北第一次模拟)普通电解水制氢气和氧气的缺点是温度高，能耗大。铈钒液流电池在充电状态下产生的Ce4＋和V2＋离子可在低温催化条件下用于制备氢气和氧气，该装置示意图如图。下列说法错误的是()A．在催化剂作用下有利于降低分解水制氢的能耗B．铈钒液流电池在充电状态下总反应为Ce3＋＋V3＋eq\o(=,\s\up17(电解))Ce4＋＋V2＋C．工作时，H＋通过质子交换膜由a往b移动D．制氧气的离子方程式为：4Ce4＋＋4OH－eq\o(=,\s\up17(RuO2))4Ce3＋＋O2↑＋2H2O解析：催化剂能够改变反应途径降低反应的活化能，因而能够降低分解水制氢能耗，A项正确；由题干可知，充电状态下可产生Ce4＋、V2＋，因而根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应方程式为Ce3＋＋V3＋eq\o(=,\s\up17(电解))Ce4＋＋V2＋，B项正确；由题图可知，在装置的右侧产生H2，因此H＋会通过质子交换膜由a往b移动，C项正确；装置中含有质子交换膜，因此有H＋参加反应，制备O2的反应方程式中不能有OH－，D项错误。答案：D9．(2021·北京第一〇一中学怀柔分校月考)用如图1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随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如图2、图3。下列说法不正确的是()A．压强增大主要是因为产生了H2B．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解析：Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气；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。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项正确；锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，由于溶液均为酸性，所以发生的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，B项正确；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，C项错误；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，正极电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑和O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D项正确。答案：C10.(2021·黑龙江大庆实验中学月考)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是()A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe－2e－=Fe2＋C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域解析：NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)=Fe2＋，液滴边缘是正极区，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－(发生还原反应)，在液滴外沿，由于Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，形成了棕色铁锈环(b)，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3。据此分析解答。根据以上分析，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3，故A项正确；铁片作负极，发生的氧化反应，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，故B项错误；O2在液滴外沿反应，正极电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－(发生还原反应)，故C项正确；铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域，而是液滴中心区，故D项正确。答案：B11．(2019·铜陵浮山中学月考)某同学做了如下实验。下列说法正确的是()装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流计指针会发生偏转B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀解析：Fe在氯化钠溶液中发生腐蚀，加热后铁片Ⅰ失电子的速率加快，会有电子通过电流计，电流计指针会发生偏转，A项正确；Fe发生电化学腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，加KSCN溶液无现象，无法检验是否有亚铁离子生成，则不能判断正、负极，B项错误；形成原电池会增大反应速率，由于铁片Ⅲ所处的电解质溶液浓度大，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片Ⅰ快，C项错误；铁片Ⅰ、铁片Ⅱ所处的化学环境相同，分别发生化学腐蚀，不能形成原电池，电路中没有电流通过，铁片Ⅰ、Ⅱ腐蚀的速率相同，D项错误。答案：A12．(2021·咸阳第三次模拟)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是()①在Fe表面生成蓝色沉淀②试管内无明显变化③试管内生成蓝色沉淀A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼解析：对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2＋，②中Fe被保护，A项正确；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，B项正确；对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误。答案：D二、非选择题13．(2021·衡阳常宁第五中学月考)某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：装置分别进行的操作现象ⅰ.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞_____________________________________________________________________ⅱ.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。①实验ⅰ中的现象是__________________________________________________________。②用电极反应式解释实验ⅰ中的现象：__________________________________________。(2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是________________。②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：实验滴管试管现象0.5mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液ⅲ.蒸馏水无明显变化ⅳ.1.0mol·L－1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀ⅴ.0.5mol·L－1Na2SO4溶液无明显变化以上实验表明：在有Cl－存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。为探究Cl－的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl－的作用是________________________________。(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ⅱ结果的影响，又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是______(填字母)。实验试剂现象A酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)产生蓝色沉淀B酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)产生蓝色沉淀C铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀D铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀(4)综合以上实验分析，利用实验ⅱ中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：连好装置一段时间后，_________________________________________________________________________________________________________________________________(回答相关操作、现象)，则说明负极附近溶液中产生了Fe2＋，即发生了电化学腐蚀。解析：(1)①实验ⅰ中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生O2得电子生成OH－的反应，从而使碳棒附近溶液变红。②在碳棒上，O2得电子生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。(2)①有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就有可能发生K3[Fe(CN)6]与Fe的直接作用。②用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验ⅲ，铁片表面产生蓝色沉淀，则Cl－的作用与硫酸相同，也是破坏铁表面的氧化膜。(3)已除O2的铁片不能发生吸氧腐蚀，只能发生铁片、K3[Fe(CN)6]溶液的反应，从而表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe2＋，实验A符合题意；酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)，同时满足两个反应发生的条件，既可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2＋，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀，实验B不合题意；铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)，不能发生吸氧腐蚀，只能是Cl－破坏氧化膜，然后K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2＋，实验C符合题意；铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2＋，也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2＋，实验D不合题意。(4)为证实铁发生了电化学腐蚀，可连好装置一段时间后，取Fe电极附近的溶液，放在另一试管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液，进行Fe2＋的检验。答案：(1)①碳棒附近溶液变红②O2＋4e－＋2H2O=4OH－(2)①K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2＋，会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2＋的检验②Cl－破坏了铁片表面的氧化膜(3)AC(4)取铁片(负极)附近溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀14．以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、炭粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如图所示：①实验ⅰ的现象说明，得电子的物质是_________________________________________。②炭粉的作用是_____________________________________________________________。③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是_________________________________________________________________________________________________________。(2)向如图2所示装置的烧杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。①取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作________极。②加热后，指针发生偏转的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。实验ab指针偏转方向Ⅰ0.1%0.01%向右Ⅱ0.1%3.5%向左Ⅲ3.5%饱和溶液向右①Ⅱ中，b中电极发生的电极反应式是________________________________________。②Ⅲ中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：_________________________________________________________________________________________________________________。(4)根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2。②铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，铁作原电池负极，碳作正极。③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是，用水作电解质，代替氯化钠进行上述实验。(2)①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，说明a中生成二价铁离子，b中无变化，b中没有二价铁离子生成，所以a作负极，b作正极。②加热后，指针发生偏转的原因可能是温度升高，Fe还原性增强，反应速率增大。(3)①依据题表中Ⅱ组数据及指针向左偏转，则可知：b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe－2e－=Fe2＋。②要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象。(4)通过上述实验可知，对钢铁腐蚀有影响的因素是温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。答案：(1)①O2②与铁组成原电池，作原电池的正极③用水代替NaCl溶液进行上述实验(2)①正②温度升高，Fe还原性增强，反应速率增大(3)①Fe－2e－=Fe2＋②另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象(4)温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度15．(2021·东莞市东莞六中月考)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。请回答下列问题：(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu和________。(2)继续查阅资料，了解到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和有害锈，结构如图1所示：Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请解释原因：__________________。(3)文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请结合图2回答：①过程Ⅰ的正极反应物是____________。②过程Ⅰ负极的电极反应式是__________________________________________________。(4)青铜器的修复有以下三种方法：ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈。ⅱ.碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3。ⅲ.BTA保护法如图3。①写出碳酸钠法的离子方程式：_________________________________________________。②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有____________(填字母)。A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜B．替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”解析：(1)铜锈为Cu2(OH)2CO3，由质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变，参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2。(2)结合题图1可知，Cu2(OH)2CO3为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈。Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈。(3)①结合题图2可知，正极得电子发生还原反应，过程Ⅰ的正极反应物是氧气，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。②结合题图2可知，过程Ⅰ中Cu作负极，电极反应式是Cu－e－＋Cl－=CuCl。(4)①碳酸钠法＋2COeq\o\al(2－,3)=2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－。②在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，能保护内部金属铜，这能使BTA保护法应用更为普遍，故A项正确；Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈，BTA保护法替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈，这能使BTA保护法应用更为普遍，故B项正确；酸浸法会破坏无害锈Cu2(OH)2CO3，BTA保护法不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”，这能使BTA保护法应用更为普遍，故C项正确；答案选ABC。答案：(1)O2、H2O、CO2(2)碱式碳酸铜为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜；而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀(3)①氧气(H2O)②Cu－e－＋Cl－=CuCl(4)①4CuCl＋O2＋2H2O＋2COeq\o\al(2－,3)=2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－②ABC16．(2021·吉安市吉安一中月考)研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。(1)图甲为一种常用的探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的是________(填字母)。A．用纯氧气代替试管内空气B．用酒精灯加热试管提高温度C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末D．换成更细的导管，水中滴加红墨水(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”),你认为影响因素为______________________________________________________________________________________________________________