Question

微电解技术具有处理效果显著、投资少、运行费用低等优点．铝碳微电解处理就是利用铝-碳颗粒之间形成了无数个细微原电池，这些细微电池在酸性溶液中发生电化学反应．溶液中溶解一定量的氧可以增大铝的腐蚀效率，因此可以通过曝气来强化处理效果．实验装置如图：

（1）实验前，将铝屑在5%NaOH碱洗10分钟，目的是①

 

，②

 

．
（2）曝气条件下，在酸性溶液中，该装置中发生的电极反应为：铝极

 

，碳极

 

．
（3）通过铝碳微电解法可以对含镍电镀废水进行处理，某化学研究小组研究了铝碳比、反应停留时间对处理效果的影响，结果如下图：通过分析，确定最佳工艺的铝碳比为

 

，反应停留时间是

 

．

Answer 1

考点：铝的化学性质,常见化学电源的种类及其工作原理

专题：氧化还原反应专题,元素及其化合物

分析：（1）①氢氧化钠溶液能除去油污和氧化铝；
（2）该装置形成原电池，铝易失电子作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀，负极上失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
（3）根据图象中铝碳比与去除率的关系、去除率与停留时间的关系解答．

解答： 解：（1）①氢氧化钠具有碱性，能促进油污水解而除去油污，故答案为：除去铝屑表面的油污；
②能和氧化铝反应生成可溶性的偏铝酸钠而除去表面的氧化物，故答案为：除去表面的氧化物；
（2）该装置形成原电池，铝易失电子作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为4Al-12e^-=4Al³⁺，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O，
故答案为：4Al-12e^-=4Al³⁺； 3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O；
（3）根据图象知，当铝碳比为1：1.5时，去除率最大，当停留时间为15min时去除率较大，继续停留虽然能增大去除率但去除率变化不明显，且浪费时间，
故答案为：1：1.5；15min．

点评：本题考查了以铝为载体考查了原电池原理、氢氧化钠的性质、工艺流程等知识点，根据原电池原理、图象中各个物理量的关系等知识点来分析解答即可，难度不大．