Question

微電解技術具有處理效果顯著、投資少、運行費用低等優點。鋁碳微電解處理就是利用鋁－碳顆粒之間形成了無數個細微原電池，這些細微電池在酸性溶液中發生電化學反應。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，該裝置中發生的電極反應為：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，某化學研究小組研究了鋁碳比、反應停留時間對處理效果的影響，結果如下：
      
通過分析，確定最佳工藝的鋁碳比為   ，反應停留時間是   。

Answer 1

（1）①除去鋁屑表面的油污（1分）②除去表面的氧化物（1分）（不分前后）
（2）4Al－12e^－=4Al³⁺（1分） 3O₂+12H⁺+12e^－=6H₂O（1分）（前后電子未守恒也給分）
（3）1：1.5（1分）      15min（答成14min~16min都給分）（1分）

試題分析：（1）一般在金屬等溶解時先用堿洗促進金屬表面的油污水解而除去，氧化鋁為兩性與堿反應而除去氧化膜；（2）酸性溶液中鋁失去電子生成鋁離子；溶液中含有較多氧氣，在碳極得到電子發生還原反應；（3）圖一顯示鋁碳比為1：1.5時鎳離子去除率最高；圖二顯示15min左右時鎳離子去除率不再發生明顯變化，反應停留時間是15分鐘左右。