题目内容

15.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,该气体的名称为氢气.
②为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的b.
A.NH3 B.CO2 C.NaOH D.HNO3
③以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+.
(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补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定.
(3)下列关于金属腐蚀的事实中,与电化学腐蚀有关的是
A.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B.为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块
C.在空气中,金属银的表面生成一层黑色物质
D.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
(4)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护.
①若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处.
②若X为锌,开关K应置于M处.

分析 (1)①有气泡冒出因2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;
②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.
③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+;
(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)A、铁管中含有碳在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀;
B、Zn、Fe形成原电池,Fe作正极被保护;
C、银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应;
D、镀层受损后,铁和银在潮湿的环境中构成原电池;
(4)Fe作原电池的正极或电解池的阴极被保护.

解答 解:(1)①铝能与强碱反应产生氢气,有气泡冒出因2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;
故答案为:氢气;
②Al(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:b;
③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+;
故答案为:2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+;
(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:补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定;
(3)A、铁管中含有碳在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀,与电化学腐蚀有关,故A正确;
B、船壳镶入锌,让锌做原电池的负极,铁作正极,原电池中负极被腐蚀,正极被保护,故B正确;
C、银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应,没有形成原电池,与电化学腐蚀无关,故C错误;
D、镀层受损后,铁和银在潮湿的环境中构成原电池,铁做负极,被腐蚀,与电化学腐蚀有关,故D正确;
故答案为:ABD;
(4)①减缓铁的腐蚀,需要让铁做电解池中的阴极,连接N;
故答案为:N;
②若X为锌,可以让铁和锌构成原电池,Fe作正极被保护,所以连接M;
故答案为:M.

点评 本题考查金属的性质、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、原电池等知识的原理,了解金属的防护措施,题目难度中等.

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