Question

11．對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．
（1）圖1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，該氣體的名稱為氫氣．
②為將堿洗槽液中的鋁元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的b．
A．NH₃         B．CO₂       C．NaOH    D．HNO₃
③以鋁材為陽極，在H₂SO₄ 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．
（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是陽極Cu可以發生氧化反應生成Cu²⁺，補充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺的濃度恒定．
（3）下列關于金屬腐蝕的事實中，與電化學腐蝕有關的是ABD
A 埋在潮濕土壤里的鐵管比埋在干燥土壤里的鐵管更易被腐蝕
B 為保護海輪的船殼，常在船殼上鑲入鋅塊
C 在空氣中，金屬銀的表面生成一層黑色物質
D 鍍銀的鐵制品，鍍層部分受損后，露出的鐵表面易被腐蝕
（4）利用圖2裝置，可以模擬鐵的電化學防護．
①若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于N處．
②若X為鋅，開關K應置于M處．

Answer 1

分析 （1）①有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
②因堿洗槽液中有AlO₂^-，故應通入CO₂來回收Al（OH）₃，若加HNO₃，生成的沉淀還會繼續溶解；
③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⁺；
（2）用銅作電極可及時補充電鍍液中消耗的Cu²⁺，保持其濃度恒定．
（3）A．鐵管在潮濕的環境下容易形成原電池；
B．利用原電池原理保護金屬不被腐蝕；
C．金屬銀在空氣中發生化學腐蝕生成硫化銀而變黑；
D．根據原電池原理的應用：負極金屬的腐蝕速率快于正極上的金屬來解答．
（4）作原電池的正極和電解池的陰極被保護．

解答 解：（1）①鋁能與強堿反應產生氫氣，則有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；故答案為：氫氣；
②Al（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：b；
③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⁺，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；
（2）電鍍銅時用銅做陽極，陽極上銅被氧化，電解質溶液濃度不變，用銅作電極可及時補充電鍍液中消耗的Cu²⁺，保持其濃度恒定，采用石墨無法補充Cu²⁺，
故答案為：陽極Cu可以發生氧化反應生成Cu²⁺，補充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺的濃度恒定．
（3）A．鐵管在潮濕的環境下容易形成原電池，加快鐵的腐蝕，干燥土壤里沒有電解質溶液不能形成原電池，腐蝕較慢，所以與電化學腐蝕有關，故A正確；
B．在船殼水線以下部分裝上鋅塊，屬于犧牲陽極的陰極保護法，與電化學腐蝕有關，故B正確；
C．金屬銀在空氣中能夠生成黑色的硫化銀而變黑，此過程屬于普通化學腐蝕，與電化學腐蝕無關，故C錯誤；
D．鍍銀的鐵制品，鍍層部分受損后，露出的鐵與Ag形成原電池，因為鐵的活潑性強于Ag，鐵做負極，發生氧化還原反應被腐蝕，與電化學腐蝕有關，故D正確；
故答案為：ABD．
（4）作原電池的正極和電解池的陰極被保護．
①若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于N處時，Fe作電解池的陰極，所以Fe被保護；故答案為：N．
②若X為鋅，鋅與鐵，形成原電池時，鋅作負極被腐蝕，Fe作正極被保護，則開關K應置于M處，故答案為：M．

點評 本題考查原電池和電解池的原理、鋁及其化合物的化學性質等，為高頻考點，側重于基礎知識的考查和應用，有利于培養學生的良好科學素養，注意把握原電池和電解池的原理以及電極方程式的書寫．