Question

5．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流程：

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，原因是2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑（用離子方程式表示）．為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的b．
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH          d．HNO                                  
②其中，流程中以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，則陽極電極反應(yīng)式為2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺取少量廢電解液，加入NaHCO₃，溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑（用離子方程式表示）
（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護．
①若X為鋅，P為海水，開關(guān)K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極保護法．
②若X為碳棒，P為海水，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)該置于N處．
③若開關(guān)K置于N處，在鐵上鍍鋅，則電極X材料為Zn，陰極電極反應(yīng)為Zn²⁺+2e-=Zn．

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(yīng)通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)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(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-與H⁺反應(yīng)使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀；
（2）①若開關(guān)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）；
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；
③鐵上鍍鋅，鐵為陰極，鋅為陽極，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）①鋁能與強堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，Al（OH）₃具有兩性，既能與強堿反應(yīng)也能與強酸反應(yīng)生成鹽和水，堿洗槽液中有AlO₂^-，故應(yīng)通入CO₂來回收Al（OH）₃，發(fā)生反應(yīng)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(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)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．或HCO₃^-與H⁺反應(yīng)使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺； Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（2）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；
①若開關(guān)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：犧牲陽極保護法；
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； 故答案為：N；
③鐵上鍍鋅，鐵為陰極，鋅為陽極，所以電極X材料為Zn，陰極電極反應(yīng)為Zn²⁺+2e-=Zn，故答案為：Zn；Zn²⁺+2e-=Zn．

點評 本題考查金屬的性質(zhì)、鹽類的水解、電解、電鍍以及金屬的腐蝕及防護知識，考查較為綜合，做題時注意把握好Al、AlO₂^-、Al（OH）₃等物質(zhì)的性質(zhì)，掌握電解、電鍍等知識的原理，了解金屬的防護措施，難度不大，但要注意知識的積累，厚積而薄發(fā)．