Question

15．對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．
（1）以下為鋁材表面處理的一種方法：

①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，用離子方程式表示其原因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑．為將堿洗后槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的b（填字母序號）．   a．NH₃    b．CO₂    c．NaOH    d．HNO₃
②以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極的電極反應式為2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺
（2）利用圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護．若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于N處．
若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極保護法（或犧牲陽極的陰極保護法）．

Answer 1

分析 （1）①有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；因堿洗槽液中有AlO₂^-，故應通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀還會繼續(xù)溶解；
②鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀；
（2）根據(jù)金屬的防護，若K置于N處，必須讓被保護的金屬接電源負極；若開關K置于M處，形成原電池，鋅作負極，為犧牲陽極保護法（或犧牲陽極的陰極保護法）．

解答 解：（1）①鋁能與強堿反應產(chǎn)生氫氣，Al（OH）₃具有兩性，既能與強堿反應也能與強酸反應生成鹽和水，堿洗槽液中有AlO₂^-，故應通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀還會繼續(xù)溶解，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑；b；
②鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺，和HCO₃^-發(fā)生了互促水解．3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；或HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；
（2）金屬的防護有犧牲陽極保法和外加電源陰極保護法，若K置于N處，必須讓被保護的金屬接電源負極；若開關K置于M處，形成原電池，鋅作負極，為犧牲陽極保護法（或犧牲陽極的陰極保護法）． 故答案為：N；犧牲陽極保護法（或犧牲陽極的陰極保護法）．

點評 本題考查混合物分離提純，為山東高考題，側重于學生的分析與實驗能力的考查，把握流程中的反應及混合物分離方法為解答該類題目的關鍵，注意水解原理、電化學反應原理的應用，題目難度不大．