Question

5．（1）對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命．以下為鋁材表面處理的一種方法

①堿洗的目的是洗去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，其原因是2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑（用離子方程式表示）．為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的b．
a．NH₃        b．CO₂         c．NaOH        d．HNO₃
②以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極的電極反應(yīng)式為2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．電解后的鋁材需氨洗的目的是中和表面的酸溶液．
（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨做陽極的原因是補(bǔ)充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺濃度恒定．
（3）利用圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)．若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)該置于N 處．若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽極保護(hù)法（或犧牲陽極的陰極保護(hù)法）．

Answer 1

分析 （1）①有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；因堿洗槽液中有AlO₂^-，故應(yīng)通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀還會(huì)繼續(xù)溶解；
②鋁為陽極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；酸堿可發(fā)生中和反應(yīng)；
（2）用銅作電極可及時(shí)補(bǔ)充電鍍液中消耗的Cu²⁺，保持其濃度恒定．
（3）根據(jù)金屬的防護(hù)，若K置于N處，必須讓被保護(hù)的金屬接電源負(fù)極；若開關(guān)K置于M處，形成原電池，鋅作負(fù)極，為犧牲陽極保護(hù)法（或犧牲陽極的陰極保護(hù)法）．

解答 解：（1）①鋁能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，Al（OH）₃具有兩性，既能與強(qiáng)堿反應(yīng)也能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水，堿洗槽液中有AlO₂^-，故應(yīng)通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀還會(huì)繼續(xù)溶解，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑；b；
②鋁為陽極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；電解后的鋁材需要加氨水洗可中和表面的酸溶液，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；中和表面的酸溶液；
（2）電鍍銅時(shí)用銅做陽極，陽極上銅被氧化，電解質(zhì)溶液濃度不變，用銅作電極可及時(shí)補(bǔ)充電鍍液中消耗的Cu²⁺，保持其濃度恒定，采用石墨無法補(bǔ)充Cu²⁺，
故答案為：補(bǔ)充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺濃度恒定；
（3）金屬的防護(hù)有犧牲陽極保法和外加電源陰極保護(hù)法，若K置于N處，必須讓被保護(hù)的金屬接電源負(fù)極；若開關(guān)K置于M處，形成原電池，鋅作負(fù)極，為犧牲陽極保護(hù)法（或犧牲陽極的陰極保護(hù)法），故答案為：N；犧牲陽極保護(hù)法（或犧牲陽極的陰極保護(hù)法）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查金屬的性質(zhì)、鹽類的水解、電解、電鍍以及金屬的腐蝕及防護(hù)知識(shí)，考查較為綜合，做題時(shí)注意把握好Al、AlO₂^-、Al（OH）₃等物質(zhì)的性質(zhì)，掌握電解、電鍍等知識(shí)的原理，了解金屬的防護(hù)措施，難度不大，但要注意知識(shí)的積累，厚積而薄發(fā)．