Question

金屬鋁是應(yīng)用廣泛的金屬之一，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命．
（1）在進(jìn)行電解前，要對(duì)鋁電極進(jìn)行表面處理，是將鋁片浸入熱的16%NaOH溶液中半分鐘左右，目的是

 

，反應(yīng)的離子方程式為

 

．堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是

 

（用離子方程式表示）．
（2）以鋁片為陽(yáng)極，在H₂SO₄溶液中電解，取少量廢電解液，加入NaHCO₃溶解后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是

 

．
（3）在金屬表面形成一薄層有抗腐蝕、抗磨損能力的金屬鍍膜．例如在鋁片上電鍍銅時(shí)，電解原理是采用Cu（NO₃）₂溶液為電解質(zhì)，用作陽(yáng)極．而在實(shí)際的電鍍工藝中，要求控制金屬在鍍件上的析出速率，使析出的鍍層厚度均勻、光滑致密、與底層金屬的附著力強(qiáng)．所以電鍍銅時(shí)，實(shí)際使用的電鍍液是

 

（填序號(hào)）．
a．AlCl₃
b．CuCl₂
c．K₆[Cu（P₂O₇）₂]
d．CuSO₄
（4）在如圖所示裝置中，溶液的體積為100mL，開始時(shí)電解質(zhì)溶液的濃度為0.1mol/L，工作一段時(shí)間后導(dǎo)線上通過(guò)0.001mol電子．若不考慮鹽的水解和溶液體積的變化，則電解后溶液的pH為

 

．

Answer 1

分析：（1）對(duì)鋁電極進(jìn)行表面處理除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，有氣泡冒出因2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鋁為陽(yáng)極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；HCO₃^-與H⁺反應(yīng)使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀；
（3）電鍍時(shí)用鍍層金屬為陽(yáng)極，鍍件為陰極，含有鍍層金屬離子的溶液為電解質(zhì)溶液，因此采用銅為陽(yáng)極，銅的絡(luò)離子電離出的銅離子濃度��；
（4）電解過(guò)程中的電極反應(yīng)和電子守恒、氫離子和氫氧根離子守恒計(jì)算得到．

解答：解：（1）對(duì)鋁電極進(jìn)行表面處理除去鋁材表面的自然氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=H₂O+2AlO₂^-，鋁能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：除去鋁材表面的自然氧化膜；2Al₂O₃+2OH^-=H₂O+2AlO₂^-；Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鋁為陽(yáng)極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺，和HCO₃^-發(fā)生了互促水解．或HCO₃^-與H⁺反應(yīng)使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺，HCO₃^-與H⁺反應(yīng)使H⁺濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）₃沉淀；
（3）電鍍時(shí)用鍍層金屬為陽(yáng)極，鍍件為陰極，含有鍍層金屬離子的溶液為電解質(zhì)溶液，因此采用銅為陽(yáng)極，銅的絡(luò)離子電離出的銅離子濃度小，析出均勻與底層金屬的附著力強(qiáng)，故答案為：C；
（4）電解過(guò)程中陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，電子轉(zhuǎn)移0.001mol，氫氧根離子減少0.001mol，溶液中增加氫離子0.001mol，溶液中氫離子的濃度=

0.001mol

0.1L

=0.01mol/L，pH=-lg0.01=2，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查金屬的性質(zhì)、鹽類的水解、電解、電鍍以及金屬的腐蝕及防護(hù)知識(shí)，考查較為綜合，做題時(shí)注意把握好Al、AlO₂^-、Al（OH）₃等物質(zhì)的性質(zhì)，掌握電解、電鍍等知識(shí)的原理，了解金屬的防護(hù)措施，難度不大，但要注意知識(shí)的積累，厚積而薄發(fā)．