Question

对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______．
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH      d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄ 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为______．取少量废电解液，加入NaHCO₃，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是______．
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______．
（3）利用图装置，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______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①有气泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；因碱洗槽液中有AlO₂^-，故应通入CO₂来回收Al（OH）₃，发生反应2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或
CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀还会继续溶解．
②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-与H⁺反应使H⁺浓度减小，产生Al（OH）₃沉淀．
（2）用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu²⁺，保持其浓度恒定．
（3）根据金属的防护，若K置于N处，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，锌作负极，为牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）．
解答：解：（1）①铝能与强碱反应产生氢气，Al（OH）₃具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO₂^-，故应通入CO₂来回收Al（OH）₃，发生反应2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀还会继续溶解．故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑；b；
②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有
Al³⁺，和HCO₃^-发生了互促水解．或HCO₃^-与H⁺反应使H⁺浓度减小，产生Al（OH）₃沉淀．故答案为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-与H⁺反应使H⁺浓度减小，产生Al（OH）₃沉淀；
（2）电镀铜时用铜做阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu²⁺，保持其浓度恒定，采用石墨无法补充Cu²⁺，故答案为：阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu²⁺；
（3）金属的防护有牺牲阳极保法和外加电源阴极保护法，若K置于N处，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，锌作负极，为牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）． 故答案为：N；牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）．
点评：本题考查金属的性质、盐类的水解、电解、电镀以及金属的腐蚀及防护知识，考查较为综合，做题时注意把握好Al、AlO₂^-、Al（OH）₃等物质的性质，掌握电解、电镀等知识的原理，了解金属的防护措施，难度不大，但要注意知识的积累，厚积而薄发．