题目内容

5．铁、铝是现代金属材料的主角．但其腐蚀造成很大的经济损失，寻求金属制品抗腐蚀处理的方法意义重大．
（1）一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡． 但是加热或在稀 HNO3 中，铁与硝酸会不断反应．不同浓度的 HNO3 与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图1．
①钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是：铁在浓HNO3中会“铁化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜．
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是：硝酸易挥发，不稳定，见光易分解，故不易操作，生成物对环境污染严重．
③由图示可知，密度等于1.35g/mL 的硝酸与铁反应时，其还原产物主要是NO2、NO； 请用一句话概括该图反映出的基本结论硝酸浓度（密度）越大，其还原产物化合价越高．
（2）以下为铝材表面处理的一种方法（如图2）
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2Al+2OH-+2H2O═2AlO+3H2↑（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b．
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2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+．电解后的铝材再经氨洗的目的是中和表面的酸溶液．
③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HCO3-与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀．

分析 （1）①冷的浓硝酸具有强的氧化性，铁在浓HNO3中会“钝化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜；
②浓硝酸具有易挥发，见光分解，生成产物污染空气等性质；
③根据图象知，该条件下，硝酸主要被还原为NO2、NO，依据硝酸的密度结结合图象分析硝酸还原产物百分含量的变化规律；
（2）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↓+CO32-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+；根据氨显碱性分析；
③HCO3-与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀．

解答 解：（1）①浓硝酸具有强的氧化性，铁在浓HNO3中会“钝化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜，
故答案为：铁在浓HNO3中会“铁化”在钢铁表面形成一层致密氧化膜；
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，浓硝酸具有易挥发，见光分解，生成产物污染空气等性质，
故答案为：硝酸易挥发，不稳定，见光易分解，故不易操作，生成物对环境污染严重；
③从图中可以看出，当其他条件一致时，在浓硝酸（密度等于l.35g•mL-1）中，主要产物NO2、NO，随着硝酸浓度逐渐降低，产物NO2逐渐减少而NO的相对含量逐渐增多；该图反映出的基本结论：硝酸的密度越大、浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高，
故答案为：NO2、NO；硝酸浓度（密度）越大，其还原产物化合价越高；
（2）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↓+CO32-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+；因为氨显碱性，所以电解后的铝材再经氨洗的目的是中和表面的酸溶液，故答案为：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；中和表面的酸溶液；
③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：HCO3-与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀．

点评 本题考查了硝酸的性质，铝的性质，金属的腐蚀及防护知识以及电化学知识等，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．

练习册系列答案
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15．下列各组物质间的反应与反应类型不相符的是（　　）
A．乙烯与溴水（加成反应）
B．苯与浓硝酸（取代反应）
C．乙醇与乙酸（酯化反应）
D．乙醇与氧气在铜作催化剂下反应（取代反应）
16．设NA代表阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下22.4LH20中共价键总数为2NA
B．32gO3中含有NA个氧原子
C．向装有催化剂的密闭容器加入1molN2和3 mol H2，充分反应后得2NA个NH3分子
D．1.8g的NH4+中含有电子的物质的量为1mol
13．已知：芳香烃A的苯环上只有一个取代基，B、C分子式均为C8H9Cl．它们有如下的转化关系（无机物已略去）：

根据要求回答问题：
（1）A的结构简式．
（2）D转化成F的反应的类型氧化反应．
（3）B、C在一定条件下加热可以生成同一种有机物M（能发生加聚反应）．
①一定条件是指氢氧化钠的乙醇溶液；
②以M为单体合成高分子化合物的化学反应方程式为．
（4）H与E反应生成I的方程式为．
（5）写出符合下列条件的H的同分异构体的结构简式（任写2种）：（其中两种）．
①不能与FeCl3溶液作用显紫色；②能发生银镜反应；③苯环上的一卤代物有2种．
20．（1）有机化学中的反应类型较多，将下列反应归类（填序号）．
①由乙炔制氯乙烯   ②乙烷在空气中燃烧   ③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色     ⑤由乙烯制聚乙烯   ⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应 
⑦溴乙烷和氢氧化钠乙醇溶液共热   ⑧溴乙烷和氢氧化钠溶液共热
其中属于取代反应的是⑥⑧；属于氧化反应的是②④；
属于加成反应的是①③；属消去反应的是⑦；
属于聚合反应的是⑤．
（2）写出上述反应③⑤⑦⑧化学方程式；
③CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br，⑤，⑦CH3CH2Br+NaOH$→_{△}^{醇}$CH2=CH2+NaBr+H2O，⑧CH3-CH2Br+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH3-CH2OH+NaBr．
10．下列说法不正确的是（　　）
A．对稀土元素及化合物的研究是获得优良催化剂的一种重要途径
B．油脂是人体中热值最高的营养物质，在工业上可用于制肥皂和油漆
C．离子键、共价键和氢键等化学键都可能对物质的熔沸点产生影响
D．高分子膜在分离提纯、物质制备以及能量转化等领域都有广泛应用
17．有机物J（分子式为C20H18O4）是一种果味香精的主要成分，可用A、B两种天然有机物为基础原料按如图表示路径合成（某些步骤所需无机试剂和反应条件未标出）：

其中：A是酒类的主要成分，也可以加入汽油中作为新型燃料；B是最简单的芳香醛，广泛存在于苦杏仁中，在食品行业常作为辛香味料添加剂．
已知两个醛分子间能发生如下反应（其中-R、-R′表示烃基或氢原子）：

试回答下列问题：
（1）反应①的条件是浓硫酸、170℃；反应⑧的类型是酯化反应．
（2）B的结构简式是，它的分子中含有4种不同化学环境的氢原子．
（3）Ⅰ的分子中所含官能团的名称是羧基、碳碳双键．
反应③：BrCH2CH2Br+2NaOH$→_{△}^{水}$HOCH2CH2OH+2NaBr；
反应⑥：$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O．
（5）某有机物K是G的同分异构体，同时满足下列条件的K的结构共有18种（不考虑立体异构）． 
Ⅰ．能与FeCl3溶液发生显色反应；
Ⅱ．能与溴的四氧化碳溶液发生加成反应；
Ⅲ．苯环上有三个取代基，且有两个取代基完全相同．
其中一种K的结构中，三个取代基均处于苯环间位上，且其中一个取代基上有支链，其结构简式为．
14．由第一电离能数据推断，最有可能生成稳定的单核阳离子的元素是（　　）
氟氯溴碘
第一电离能（kJ/mol）1681125111401008
A．氟B．氯C．溴D．碘
15．下列各组物质的性质，从左到右依次递减的是（　　）
A．碱性：Al（OH）3、Mg（OH）2、NaOHB．还原性：HCl、HBr、HI
C．酸性：HClO4、H2SO4、H3PO4D．稳定性：HI、HBr、HCl

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