Question

15．對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．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，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．HNO₃
②以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應為2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．取少量廢電解液，加入NaHCO₃，溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是（寫出必要的離子方程式）因為Al³⁺和HCO₃^-發生了雙水解，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+CO₂↑．

Answer 1

分析 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溶解；
②鋁為陽極，會發生氧化反應，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，產生Al（OH）₃沉淀；

解答 解：①鋁能與強堿反應產生氫氣，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溶解，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑；b；
②鋁為陽極，會發生氧化反應，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溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺，和HCO₃^-發生了互促水解．3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；或HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；因為Al³⁺和HCO₃^-發生了雙水解，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+CO₂↑；

點評 本題以流程圖來呈現實驗過程的探究性考題，是近幾年中考探究題命題特點之一．讀懂實驗流程圖，明確實驗步驟和原理，是正確解答此類問題的前提．