Question

鋁及鋁合金經過陽極氧化，鋁表面能生成幾十微米的較厚的氧化鋁膜。

Ⅰ.某研究性學習小組模擬工業法對鋁片表面進行氧化處理。他們的實驗步驟如下：

a．鋁片的預處理，取出一定大小的鋁片，依次用苯、酒精擦洗鋁片的表面；

b．用水沖洗經有機物擦洗的鋁片，浸入60～70 ℃的2 mol·L^－1的NaOH溶液中，以除去原有的氧化膜，約1 min后，取出用水沖洗干凈，再用鉬酸銨溶液處理以抑制電解生成的氧化鋁被硫酸溶解；

c．陽極氧化，以鉛為陰極，鋁片為陽極，以硫酸溶液為電解液，按照如圖連接電解裝置，電解40 min后取出鋁片，用水沖洗，放在水蒸氣中封閉處理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。

試回答下列問題：

(1)用苯和酒精擦拭鋁片的目的：_______________________________，

氫氧化鈉溶液處理鋁片時反應的離子方程式是____________________________________。

(2)陽極的電極反應式為______________________________。

(3)下列有關說法正確的是________(填字母代號)。

A．電解時電子從電源負極→導線→鉛極，鋁極→導線→電源正極

B．在電解過程中，H^＋向陽極移動，向陰極移動

C．電解過程中溶液的pH基本不變

D．電解時，鋁片為陽極，被氧化

Ⅱ.另一小組針對鋁表面保護膜的保護作用展開了研究，他們查閱有關資料得知：盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質(空氣、水等)隔絕，對鋁制品起到保護作用，但鋁制容器仍不能長期用來盛放和腌制咸菜。究其原因，該小組設計了一個實驗以探究其中的原因。他們的實驗過程如下：

實驗
編號	實驗過程	實驗現象
1	取一小片鋁片于試管中，加入1.0 mol·L－1的鹽酸2 mL	30秒時開始有少量氣泡，然后產生氣泡的速率加快，最后鋁片消失
2	取一小片鋁片于試管中，加入0.5 mol·L－1的硫酸2 mL	55秒時開始有少量氣泡，然后產生氣泡的速率加快，最后鋁片消失
3	取一小片鋁片于試管中，加入氯化銅稀溶液	3分鐘左右表面產生少量氣泡，且鋁表面析出一些紅色固體
4	取一小片鋁片于試管中，加入硫酸銅稀溶液	一直沒有明顯的變化

你認為實驗1、2中鹽酸和硫酸的濃度分別為1.0 mol·L^－1、0.5 mol·L^－1的原因是________________________________________________________________________。

根據該實驗現象，你認為鋁制容器不能長期盛放和腌制咸菜的原因是________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.(1)洗去鋁表面的油污　Al₂O₃＋2OH^－===＋H₂O

(2)2Al＋3H₂O－6e^－===Al₂O₃＋6H^＋     (3)ACD

Ⅱ.排除氫離子濃度不同對反應的影響，探究氯離子和硫酸根離子對反應的影響

氯離子對氧化鋁膜有破壞作用，因此鋁制容器不能長期盛放含氯離子(食鹽)的食品

【解析】

試題分析：Ⅰ.(1)苯和酒精是有機溶劑，可以去除鋁表面的油污。

(2)電解質溶液是酸性，所以產物中有H^＋。

(3)本小問考查電解池的基本原理，在電解過程中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，B選項錯誤，所以答案選ACD。

考點：考查離子方程式、電極反應式的書寫、外界條件對反應式的影響以及金屬的腐蝕和防護

點評：該題是高考中的常見題型，試題綜合性強，貼近高考，難度較大，學生不易得分。該類試題以元素化合物知識、實驗基本操作、化學反應原理、化學化學平衡原理、水解原理、綠色化學觀點、安全生產的知識為考查目標，以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分析、綜合、解決及經濟的視角分析實際生產中的各種問題為考查能力目標，有利于培養學生綜合分析問題、解決問題的能力。