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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。②K (Ni(OH)): 5.0×10-16 K (NiC2O4): 4.0×10-10
回答下列问题:
(1)酸溶后所留残渣的主要成份             (填物质名称)。
(2)用NiO调节溶液的pH,析出沉淀的成分为____________________(填化学式);用pH试纸测定某溶液pH的具体操作是                                                        
(3)写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式_____________________________。
(4)写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式                           ,该反应的平衡常数为               。
(5)沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一    (填化学式)氧化生成Ni(OH)3 ,如何洗涤Ni(OH)3 沉淀?
                                                                

(1)碳粉
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3 把干燥pH试纸置于表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,待显色后立即与标准比色卡比对即可读数。
(3) NiCl2+Na2C2O4==NiC2O4↓+2NaCl
(4) NiC2O+2OH Ni(OH)2+C2O42-        8.0×105L.mol-1
(5)   Cl2      往盛有Ni(OH)3 沉淀的漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流干后,再重复2~2次。

解析试题分析:(1)由于电极材料是由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成的,因此在这些成分中不溶于酸的只有碳粉,所以酸溶后所留残渣为碳粉。
(2)酸溶后的溶液中含有Al3、Fe3、Ni2等金属离子,因此加入NiO主要是调节pH值使杂质离子Al3、Fe3沉淀,所以析出的沉淀为Fe(OH)3、Al(OH)3 。用pH试纸测定溶液pH值的操作是:把干燥pH试纸置于表面皿(或玻璃片)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,待显色后立即与标准比色卡比对即可读数。
(3)除去Al3、Fe3等杂质离子后的溶液为NiCl2 溶液,加入Na2C2O4溶液后又经过了过滤步骤,可以推测此步骤中反应有沉淀析出,因此发生的反应方程式为NiCl2+Na2C2O4==NiC2O4↓+2NaCl。
(4)加NaOH溶液到NiC2O4 沉淀中,根据已知条件中Ni(OH)、NiC2O4的溶度积,可以分析两种沉淀的溶解度较接近,因此此处应该是发生了沉淀的转化反应,所以方程式为NiC2O+2OH Ni(OH)2+C2O42- ,此转化方程式可由两沉淀的溶解平衡式结合而得:
①Ni(OH)2 = Ni2+2OH-   K(Ni(OH))= 5.0×10-16  ②NiC2O= Ni2+ C2O42-  K(NiC2O4)=4.0×10-10
由所求方程式可由②—①得,因此该式的平衡常数K=K(NiC2O4)/ K(Ni(OH))= 8.0×105L.mol-1
(5)过滤1后的滤液是氯化钠溶液,因此电解氯化钠溶液能得到氧化性的气体氯气。洗涤Ni(OH)3 沉淀的操作是:往盛有Ni(OH)3 沉淀的漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流干后,再重复2~3次。
考点:本题考查的是简单的化学工艺流程题,考查的操作较多。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

如表为有关化合物的pKsp,pKsp=-lgKsp。某同学设计实验如下:①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入NaZ,沉淀又转化为AgZ。则表中a、b、c的大小关系为(  )

相关化合物
AgX
AgY
AgZ
pKsp
a
b
c
 
A.a>b>c    B.a<b<c    C.c<a<b     D.a+b=c

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)在温度t℃下,某Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入pH=b的NaHSO4,测得混合溶液的部分pH如下表所示:

序号
氢氧化钡的体积/mL
硫酸氢钠的体积/mL
溶液的pH

33.00
0.00
8

33.00
x
7

33.00
33.00
6
(1)依据题意判断,t℃___________25℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水的离子积常数Kw = ___________。
(2)b=____________,x =" ______mL" 。
(3)反应③的离子方程式为____________________________
(4)将此温度下的Ba(OH)2溶液取出1mL,加水稀释至1L,则稀释后溶液中
c(Ba2+)﹕c(OH)=             
(5) 与NaHSO4相同, NaHSO3和NaHCO3也为酸式盐。已知NaHSO3溶液呈酸性,NaHCO3溶液呈碱性。现有浓度均为0.1mol/L的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S或C),其中可能正确的是___________(填正确答案的标号)。
      A.c()>c()>c()>c()>c()
  B.c()+c()=c()+2c()+c()
  C.c()+c()=c()+c()
  D.两溶液中c()、c()、c()分别相等

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(15分)锗及其某些化合物是导弹火箭制导中的重要光电材料,工业上生产锗的流程如下:

已知:GeO2与浓盐酸反应生成四氯化锗(熔点为—51.5℃,沸点为86.6℃)。四氯化锗易水解。
(1)步骤②中浓盐酸除了作为反应物外,还有一个重要作用是                 
(2)步骤③控制的温度范围          
(3)写出反应的④、⑥的化学方程式
                                  ;⑥                               
(4)生产过程中可以循环利用的物质是          (填化学式)
(5)步骤①中产生的SO2可以用碱液吸收,请写出离子反应方程式             
(6)请简要描述实验室中操作a的过程                   

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知室温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,回答下列问题:
(1)该溶液中c(H)=       
(2)HA的电离平衡常数K=       
(3)升高温度时,K       (填“增大”,“减小”或“不变”)。
(4)由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的       倍。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。下图为,H2CO3在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题:

(1)在人体血液中,能起到使人体血液pH保持在7.35~7.45的作用。①请用电解质溶液中的平衡解释:               (用离子方程式表示)。 
②正常人体血液中,的水解程度    电离程度(填“<”“>”或“=”)。 
③pH=7.00的血液中,c(H2CO3)    c()(填“<”“>”或“=”)。 
(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值    。 
(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的C不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确。 
(4)已知某温度下Li2CO3Ksp为1.68×10-3,将适量Li2CO3固体溶于100 mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)="0.15" mol·L-1.c()="0.075" mol·L-1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.125 mol·L-1 Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:

实验编号
HA
NaOH
混合溶液的pH

[HA]=0.2 mol·L1
[NaOH]=0.2 mol·L1
pH=a

[HA]=c1 mol·L1
[NaOH]=0.2 mol·L1
pH=7

[HA]=0.1 mol·L1
[NaOH]=0.1 mol·L1
pH=9

pH=2
pH=12
pH=b
 
请回答:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸?________________________________________________
(2)c1________(填“<”、“>”或“=”)0.2 mol·L1。乙组实验中HA和NaOH溶液混合前,HA溶液中[A]与NaOH溶液中[Na]的关系是________(从下面选项中选择填空)。
A.前者大                       B.后者大
C.二者相等                    D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________,其中,[A]=________ mol·L1(不能做近似计算,回答准确值,结果不一定要化简)。
(4)丁组实验中,HA和NaOH溶液混合前[HA]________(填“<”、“>”或“=”)[NaOH],b________(填“<”、“>”或“=”)7。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知溶液中只存在OH、H、Na、CH3COO四种离子,试回答下列问题:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是          ,溶液中c(H   c(OH)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)若溶液中c(Na)>c(OH)>c(CH3COO)>c(H),则该溶液中的溶质为            ,若溶液中c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH),则该溶液中溶质为                
(3)若该溶液是由体积相等的NaOH溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(NaOH)        c(CH3COOH),混合前碱中c(OH)和酸中c(H)的关系c(OH        c(H)(填“>”,“=”或“<”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈________(填“酸性”、“中性”或“碱性”),溶液中c(Na)________c(CH3COO)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈________(填“酸性”、“中性”或“碱性”),溶液中c(Na)________c(CH3COO)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中CH3COO和Na浓度相等,则混合后溶液呈________(填“酸性”、“中性”或“碱性”),醋酸体积________氢氧化钠溶液体积(填“大于”、“等于”或“小于”)。

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