Question

5．（1）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．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，碱洗时常有气泡冒出，其原因是2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑（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，阳极的电极反应式为2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．电解后的铝材需氨洗的目的是中和表面的酸溶液．
（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）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应该置于N 处．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）．

Answer 1

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⁺；酸碱可发生中和反应；
（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⁺；电解后的铝材需要加氨水洗可中和表面的酸溶液，
故答案为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；中和表面的酸溶液；
（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）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．