Question

微電解技術(shù)具有處理效果顯著、投資少、運行費用低等優(yōu)點．鋁碳微電解處理就是利用鋁-碳顆粒之間形成了無數(shù)個細微原電池，這些細微電池在酸性溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)．溶液中溶解一定量的氧可以增大鋁的腐蝕效率，因此可以通過曝氣來強化處理效果．實驗裝置如圖：

（1）實驗前，將鋁屑在5%NaOH堿洗10分鐘，目的是①

 

，②

 

．
（2）曝氣條件下，在酸性溶液中，該裝置中發(fā)生的電極反應(yīng)為：鋁極

 

，碳極

 

．
（3）通過鋁碳微電解法可以對含鎳電鍍廢水進行處理，某化學(xué)研究小組研究了鋁碳比、反應(yīng)停留時間對處理效果的影響，結(jié)果如下圖：通過分析，確定最佳工藝的鋁碳比為

 

，反應(yīng)停留時間是

 

．

Answer 1

考點：鋁的化學(xué)性質(zhì),常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：氧化還原反應(yīng)專題,元素及其化合物

分析：（1）①氫氧化鈉溶液能除去油污和氧化鋁；
（2）該裝置形成原電池，鋁易失電子作負極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）根據(jù)圖象中鋁碳比與去除率的關(guān)系、去除率與停留時間的關(guān)系解答．

解答： 解：（1）①氫氧化鈉具有堿性，能促進油污水解而除去油污，故答案為：除去鋁屑表面的油污；
②能和氧化鋁反應(yīng)生成可溶性的偏鋁酸鈉而除去表面的氧化物，故答案為：除去表面的氧化物；
（2）該裝置形成原電池，鋁易失電子作負極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4Al-12e^-=4Al³⁺，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O，
故答案為：4Al-12e^-=4Al³⁺； 3O₂+12H⁺+12e^-=6H₂O；
（3）根據(jù)圖象知，當(dāng)鋁碳比為1：1.5時，去除率最大，當(dāng)停留時間為15min時去除率較大，繼續(xù)停留雖然能增大去除率但去除率變化不明顯，且浪費時間，
故答案為：1：1.5；15min．

點評：本題考查了以鋁為載體考查了原電池原理、氫氧化鈉的性質(zhì)、工藝流程等知識點，根據(jù)原電池原理、圖象中各個物理量的關(guān)系等知識點來分析解答即可，難度不大．