化学自习室移动版

【解析】:

A.电解氧化的目的是在铝制品表面形成氧化膜，所以代加工铝件应为电解装置的阳极。

B、C. 电解过程中，阴极上H+发生还原，电极反应式为：2H^＋ ＋ 2e^- = 2H₂ ↑

，而不锈钢网不发生还原反应，故可以选择不锈钢网作阴极。

D. 根据电解原理及规律，电解过程中，阴离子SO₄^2－向阳极移动。

【命题素材情景】：

现在都比较流行金属工艺，而金属的表面处理工艺之一阳极氧化是非常常用的，“阳极氧化法”被称作铝合金表面处理的“万能”技术。铝和铝合金的阳极氧化处理，是以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中，利用电解作用使其表面形成致密氧化铝薄膜的过程。

工艺性质

1.多孔性——氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，可使膜层对各种有机物、树脂、地蜡、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。

2.耐磨性——铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性。

3.耐蚀性——铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性。为提高膜的耐蚀能力，阳极氧化后的膜层通常再进行封闭或喷漆处理。

4.电绝缘性——阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。

5.绝热性——铝氧化膜是一种良好的绝热层，其稳定性可达1500℃，因此在瞬间高温下工作的零件，由于氧化膜的存在，可防止铝的熔化。

6.结合力——阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属仍保持良好的结合。

铝及其合金的阳极氧化膜的厚度可达几十至几百微米，不但具有良好的力学性能和耐蚀性能、耐磨性、耐候性，而且还具有较强的吸附性能，可以用来防止制品的腐蚀或达到防护装饰的双重作用。

草酸是一种弱酸，对铝及铝合金的腐蚀作用较小，因此草酸阳极氧化得到的氧化膜硬度较高，膜较厚，可达60μm，耐蚀性好，具有良好的电绝缘性能。草酸能促使氧化膜正常成长，并具有加深氧化膜的仿釉色泽的作用。

草酸阳极氧化法所取得的膜层硬度低于硫酸阳极氧化法所取得的膜层硬度，不太适合对膜层有较高硬度要求的氧化加工。

草酸阳极氧化法获得的氧化膜致密性比硫酸法好，使其氧化膜有更好的抗蚀性能。

草酸电解液对表面膜层的溶解度小于硫酸电解液，所以易于取得比硫酸电解液更厚的氧化膜层，同时对于不含铜的纯铝或合金铝可以取得银色、青铜色或黄褐色的氧化膜，这一特点非常适用于表面装饰性处理。

对于草酸阳极氧化法，用交流电所获得的氧化膜层比直流电所获得的膜层软，弹性较小。此种膜层如用于铝线绕组是良好的绝缘层。 

形成机理 

铝及其合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅作为阴极，仅起导电作用。铝及其合金进行阳极氧化时

在阳极发生下列反应：

在阴极发生下列反应：

同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应如下：

氧化膜的生成与溶解同时进行——氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜的厚度不断增加；随着厚度的增加，其电阻也增大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。此外，还可以通过阳极氧化的“电压-时间“曲线来说明氧化膜的生成规律：

铝合金与阳极氧化工艺结合有如此多的优点，使阳极氧化后的铝合金广泛地应用我们生活中。铝及铝合金具有密度小、导电导热能力强、力学性能优异、可加工性好等一系列优点，在国民经济的各个部门获得了广泛的应用。

在建筑领域，如日本的高层建筑98%采用铝合金作门窗及墙面装饰。

铝合金门窗与普通木门窗、钢门窗相比，具有质量轻、用材省、美观、耐腐蚀、维修方便等特点，虽然造价比普通木门窗高3~4倍，但由于长期维修费用低，所以有着广阔的发展前景。

在大气中铝及铝合金表面与氧作用能形成一层氧化膜，但膜薄(3×10^-3~5×10^-3μm)而疏松多孔，为非晶态的、不均匀也不连续的膜层，不能作为可靠的防护-装饰性膜层。

目前，在工业上广泛地采用铝阳极氧化或化学氧化的铝氧化处理方法，在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜，以达到防护-装饰的目的。

经化学彩色氧化处理获得的氧化膜，厚度一般为0.3~4μm，质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜。而经阳极氧化处理获得的氧化膜，厚度一般在5~20μm，硬质阳极氧化膜厚度可达60~250μm，其膜层与基体金属结合牢固，具有较高的耐蚀性、耐磨性和硬度。

多孔的氧化膜具有很强的吸附能力，易于用有机染料着色，同时还具有绝缘性能好、绝热抗热性能强等特点。

综上所述，经过铝合金和铝阳极氧化处理后，在其表面形成的氧化膜具有良好的防护-装饰等特性。因此，被广泛用于航空、电器、电子、机械制造和轻工工业等方面。