Question

鎳電池廣泛應用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni（OH）2、炭粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成．由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究，并設計出相關實驗流程圖

已知：①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+

②某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的理論pH如表所示：

M（OH）n	Ksp	pH
開始沉淀	沉淀完全
Al（OH）3	1.9×10-33	3.43	4.19
Fe（OH）3	3.8×10-38	2.53	2.94
Ni（OH）2	1.6×10-14	7.60	9.75

 

回答下列問題：

（1）根據(jù)表數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出沉淀Ⅱ ?????? 和沉淀Ⅲ ????? （填化學式），則pH1 ???????? pH2（填填“＞”、“=”或“＜”），控制兩種沉淀析出可利用 ?????? 。

A．pH試紙???????? B．石蕊指示劑    ?????? C．pH計

（2）已知溶解度：NiC2O4＞NiC2O4?H2O＞NiC2O4?2H2O，則反應③的化學方程式是 ???????????????????????? ．第③步反應后，過濾沉淀時需要的玻璃儀器有???? ．若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因 ????????????? 、???????????? 。

（3）④中陽極反應產(chǎn)生的氣體E為 ??????????? ，驗證該氣體的試劑為 ???????? 。

（4）試寫出反應⑥的離子方程式_____________________________________________ 

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe(OH)3??? Al(OH)3? ? ＜???? C?? （4分）

（2）NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4·2H2O+2NaCl? （2分）

燒杯、漏斗、玻璃棒；（3分） 濾紙破損、過濾液的液面高于濾紙的邊緣（2分）

（3）Cl2????? 濕潤的淀粉碘化鉀試紙（2分）

（4）2Ni(OH)2+Cl2+2OH—=2Nii(OH)3+2Cl—（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)金屬氫氧化物的Kap及沉淀析出的理論pH，結合流程圖可知，先沉淀的是三價鐵離子，隨后沉淀的是三價鋁離子，控制兩種沉淀析出必須準確測定溶液PH，所以用PH計測定，故答案為：沉淀Ⅱ是Fe(OH)3 ，沉淀Ⅲ是Al(OH)3 ，PH1＜PH2，C；

（2）由溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O和流程中的變化可知沉淀為溶解度小的NiC2O4·2H2O，所以根據(jù)轉(zhuǎn)化關系寫出化學方程式；在過濾裝置中用到的玻璃儀器和注意問題，根據(jù)裝置和操作步驟寫出NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4.2H2O↓+2NaCl，故答案為：NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4.2H2O↓+2NaCl； 漏斗、玻璃棒、燒杯；玻璃棒劃破濾紙、濾液超過濾紙邊緣；

（3）D溶液時氯化鈉溶液，電解反應方程式2NaCI+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，E氣體為Cl2，故答案：Cl2，淀粉碘化鉀溶液；

（4）根據(jù)轉(zhuǎn)化關系和Ni2＋沉淀的PH推知，加入氫氧化鈉的主要目的是把NiC2O4·2H2O沉淀轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2沉淀，為了使沉淀完全轉(zhuǎn)化，加入的氫氧化鈉溶液應過量，根據(jù)鎳元素化合價變化，結合氧化還原反應的規(guī)律寫出離子方程2Ni(OH)2+2OH－+Cl2=2Ni(OH)3 +2Cl－；

考點：考查金屬回收的基本方法、難溶電解質(zhì)的溶解與沉淀應用、沉淀轉(zhuǎn)化的條件，鋁、鐵、鎳元素化合物的化學性質(zhì)，離子的沉淀PH范圍，物質(zhì)的分離、提純的方法，實驗基本操作等。