Question

15．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．以下为铝材表面处理的一种方法

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的b
a、NH₃ b．CO₂ c．NaOH d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．取少量废电解液，加入NaHCO₃，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是（写出必要的离子方程式）因为Al³⁺和HCO₃^-发生了双水解，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+CO₂↑．

Answer 1

分析 ①有气泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；因碱洗槽液中有AlO₂^-，故应通入CO₂来回收Al（OH）₃，发生反应2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀还会继续溶解；
②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-与H⁺反应使H⁺浓度减小，产生Al（OH）₃沉淀；

解答 解：①铝能与强碱反应产生氢气，Al（OH）₃具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO₂^-，故应通入CO₂来回收Al（OH）₃，发生反应2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或CO₂+2H₂O+AlO₂^-═HCO₃^-+Al（OH）₃↓；若加HNO₃，生成的沉淀还会继续溶解，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO+3H₂↑；b；
②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al³⁺，和HCO₃^-发生了互促水解．3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；或HCO₃^-与H⁺反应使H⁺浓度减小，产生Al（OH）₃沉淀，
故答案为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；因为Al³⁺和HCO₃^-发生了双水解，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+CO₂↑；

点评 本题以流程图来呈现实验过程的探究性考题，是近几年中考探究题命题特点之一．读懂实验流程图，明确实验步骤和原理，是正确解答此类问题的前提．