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:
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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,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)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
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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______________________________ _____________________________________。
解析 (1)①题中指出在碱洗时有气泡产生,则只有金属铝与碱反应才符合条件,故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-、2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑。碱洗后溶液中含有大量[Al(OH)4]-,故最好通入CO2气体使[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀以回收铝。
②活泼金属作阳极,阳极材料本身失电子被氧化,其氧化产物为Al2O3,由此可得阳极反应式为2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+。加入NaHCO3溶液后,Al3+与HCO3-发生相互促进的水解反应,离子方程式可表示为Al3++
3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(2)电镀时若用石墨作阳极,则电解过程中电解液中Cu2+浓度不断减小,导致铁表面不能镀上均匀的铜。
(3)若X为碳棒,则只能用外加电源的阴极保护法,此时开关K应置于N处。若X为Zn,K置于M处,其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。
答案 (1)①2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+ HCO3-与Al3+发生水解相互促
进反应,产生Al(OH)3沉淀 (2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定 (3)N 牺牲阳极的阴极保护法