Question

11．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．
（1）图1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，该气体的名称为氢气．
②为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的b．
A．NH₃         B．CO₂       C．NaOH    D．HNO₃
③以铝材为阳极，在H₂SO₄ 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺．
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu²⁺，补充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺的浓度恒定．
（3）下列关于金属腐蚀的事实中，与电化学腐蚀有关的是ABD
A 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B 为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C 在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
D 镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
（4）利用图2装置，可以模拟铁的电化学防护．
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处．
②若X为锌，开关K应置于M处．

Answer 1

分析 （1）①有气泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
②因碱洗槽液中有AlO₂^-，故应通入CO₂来回收Al（OH）₃，若加HNO₃，生成的沉淀还会继续溶解；
③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⁺；
（2）用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu²⁺，保持其浓度恒定．
（3）A．铁管在潮湿的环境下容易形成原电池；
B．利用原电池原理保护金属不被腐蚀；
C．金属银在空气中发生化学腐蚀生成硫化银而变黑；
D．根据原电池原理的应用：负极金属的腐蚀速率快于正极上的金属来解答．
（4）作原电池的正极和电解池的阴极被保护．

解答 解：（1）①铝能与强碱反应产生氢气，则有气泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；故答案为：氢气；
②Al（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：b；
③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⁺，
故答案为：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；
（2）电镀铜时用铜做阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu²⁺，保持其浓度恒定，采用石墨无法补充Cu²⁺，
故答案为：阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu²⁺，补充溶液中消耗的Cu²⁺，保持溶液中Cu²⁺的浓度恒定．
（3）A．铁管在潮湿的环境下容易形成原电池，加快铁的腐蚀，干燥土壤里没有电解质溶液不能形成原电池，腐蚀较慢，所以与电化学腐蚀有关，故A正确；
B．在船壳水线以下部分装上锌块，属于牺牲阳极的阴极保护法，与电化学腐蚀有关，故B正确；
C．金属银在空气中能够生成黑色的硫化银而变黑，此过程属于普通化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C错误；
D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁与Ag形成原电池，因为铁的活泼性强于Ag，铁做负极，发生氧化还原反应被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故D正确；
故答案为：ABD．
（4）作原电池的正极和电解池的阴极被保护．
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处时，Fe作电解池的阴极，所以Fe被保护；故答案为：N．
②若X为锌，锌与铁，形成原电池时，锌作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，则开关K应置于M处，故答案为：M．

点评 本题考查原电池和电解池的原理、铝及其化合物的化学性质等，为高频考点，侧重于基础知识的考查和应用，有利于培养学生的良好科学素养，注意把握原电池和电解池的原理以及电极方程式的书写．