镍电池广泛应用于混合动力汽车系统.电极材料由Ni(OH)2.碳粉.氧化铁等涂覆在铝箔上制成

发布时间:2021-02-21 03:41:12

镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成.由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:

已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+
②某温度下一些金属氢氧化物的Kap及沉淀析出的理论pH如下表所示:
M(OH)nKappH开始沉淀沉淀完全Al(OH)31.9×10-233.434.19Fe(OH)33.8×10-382.532.94Ni(OH)21.6×10-147.609.75回答下列问题:
(1)根据上表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ 
和沉淀Ⅲ 
(填化学式),则pH1 
 pH2(填填“>”、“=”或“<”),控制两种沉淀析出可利用 

A.pH试纸B.石蕊指示剂    C.pH计
(2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4?H2O>NiC2O4?2H2O,则③的化学方程式是 
.第③步反应后,过滤沉淀时需要的玻璃仪器有 
.若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因 
、 

(3)④中阳极反应产生的气体E为 
,验证该气体的试剂为 

(4)试写出⑥的离子方程式 

网友回答

答案:分析:废旧镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成的,根据流程图,加入盐酸,其中碳粉不反应得到残渣.得到溶液A的推断,利用题中给的信息,NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+,推知A中含有被盐酸溶解生成的Ni2+、Fe3+、AI3+三种离子;
(1)由题给条件,金属氢氧化物的Kap及沉淀析出的理论pH,可知,在A溶液中加入NiO是为了调节溶液PH,使相应的铝离子、三价铁离子全部沉淀出,Ni2+在溶液B中.根据PH可以确定开始析出沉淀和全部沉淀的PH范围,先析出沉淀Ⅱ是Fe(OH)3,沉淀PH范围是2.53~2.94,然后析出沉淀Ⅲ是Al(OH)3,沉淀PH的范围3.43~4.19,
所以PH1<PH2;控制两种沉淀析出必须准确测定PH值,所以应利用PH计测定;
(2)流程中得到的B溶液中主要是Ni2+,加入Na2C2O4溶液,生成了沉淀Ⅰ和D,已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4?H2O>NiC2O4?2H2O,所以生成的沉淀Ⅰ为NiC2O4?2H2O;所以③步的化学方程式为
NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4.2H2O↓+2NaCl,过滤 沉淀用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯、漏斗;若过滤时发现滤液中有少量浑浊,原因可能是玻璃棒划破滤纸,或在向漏斗中加入需过滤的溶液时,液体超出了滤纸的边缘,从滤纸和漏斗之间流下;
(3)由流程图和以上分析可知,D溶液主要是氯化钠溶液,电解氯化钠溶液在阳极得到氯气,阴极得到氢气,所以E气体是CI2,验证氯气的试剂应是淀粉碘化钾溶液,遇氯气变蓝;
(4)在B溶液中加入Na2C2O4溶液生成了沉淀ⅠNiC2O4.2H2O,沉淀中加入氢氧化钠溶液,根据Ni(OH)2开始沉淀到全部沉淀的PH范围为7.60~9.75,加入过量氢氧化钠溶液能使沉淀NiC2O4.2H2O转化为Ni(OH)2,所以C为沉淀
Ni(OH)2;根据流程图中的转化关系,沉淀C和氯气能生成Ni(OH)3,镍元素化合价升高是被氯气氧化的结果,因此离子方程式为,2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+2Cl-;
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