题目内容

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碱洗的目的是洗去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是              (用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,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,在过量的H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为                       。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,原因是                      ;                            (用离子方程式表示)。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是                  
(3)利用下面的装置,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应该置于   处。
若X为锌,开光K置于M处,该电化学防护法称为                。

(1)①2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑(1分)  b(1分)
②2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+(2分)
HCO3-+ H+= CO2↑+ H2O (2分)
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑(2分)
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定。(2分)
(3)N(1分);牺牲阳极的阴极保护法(或:牺牲阳极保护法)(1分)

解析试题分析:铝材碱性可以洗去油污,同时也可以洗去表面的氧化铝,裸露的铝会和碱溶液反应放出氢气,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,氢氧化铝是两性氢氧化物,可溶于强酸强碱,因此,溶液中的偏铝酸根,应通入CO2使其沉淀成氢氧化铝,选b,②以铝材为阳极,在过量的H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,铝失电子发生氧化反应,阳极电极反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+,取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,原因溶液中有硫酸,还有硫酸铝,HCO3-+ H+= CO2↑+ H2O,Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定。(3)若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,应构成电解池,阴极的电保护法,开关K应该置于N处,若X为锌,开光K置于M处,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
考点:考查考察金属铝及其化合物的性质、原电池原理和金属的防护

练习册系列答案
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电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为___________________________,阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是____________(填序号)。

a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。

①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入__________(填化学式),电极反应式为____________________。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg·L-1的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。

(14分)工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:

已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
(1)实验操作Ⅰ的名称为________;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为_______________________________________________
________,检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
(4)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍。则两种溶液的pH=________。
(5)①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是________(填代号)。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤:称取一定质量的样品→______________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)

部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:

 
Cu(OH)2
CuOH
CuCl
Cu2O
颜色
蓝色
黄色
白色
砖红色
Ksp(25 ℃)
1.6×10-19
1.0×10-14
1.2×10-6
—

某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:
实验Ⅰ装置如图所示,接通电源后,发现a、b电极上均有气泡产生。
(1)电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。
(2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是       。
A.观察两极产生气体的颜色
B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C.用燃着的木条靠近U形管口
D.在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸
实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解,装置如图所示。

观察到的现象如下所示:
①开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;
②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;
③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;
④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;
⑤a极一直有大量气泡产生;
⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显砖红色。
(3) a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。
(4) 电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。
(5)12 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是     ,原因是___________________________________________________________________________________。

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