[题目]镍电池广泛应用于混合动力汽车系统.电极材料由Ni(OH)2.碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成.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回收研究.设计实验流程如下:已知:a.NiCl2易溶于水.Fe3+不能氧化Ni2+.b．某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:M(OH)nKsppH开始� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成。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回收研究，设计实验流程如下：

已知：a.NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。

b．某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：

M(OH)n	Ksp	pH
M(OH)n	Ksp	开始沉淀	沉淀完全
Al(OH)3	1.9×10－33	3.43	4.19
Fe(OH)3	3.9×10－38	2.53	2.94
Ni(OH)2	1.6×10－14	7.60	9.75

回答下列问题：

（1）根据表中数据判断步骤②依次析出的沉淀Ⅱ______和沉淀Ⅲ______(填化学式)，则pH1___pH2(填“＞”、“＝”或“＜”)，控制两种沉淀析出可利用______(填序号)。

A．pH试纸 B．石蕊指示剂 C．pH计

（2）已知溶解度：NiC2O4＞NiC2O4H2O＞NiC2O42H2O，则步骤③的化学方程式是______。步骤③后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有_____________________。

（3）试写出步骤⑥的离子方程式____________________________________。

【答案】Fe(OH)3Al(OH)3<CNiCl2＋Na2C2O4＋2H2O=NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl漏斗、玻璃棒和烧杯2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2=2Ni(OH)3＋2Cl－

【解析】

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和溶液A，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+、Al3+三种离子；由题给条件，金属氢氧化物的Ksp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析出，Ni2+在溶液B中。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＞NiC2O4H2O＞NiC2O42H2O，所以生成的沉淀Ⅰ为NiC2O42H2O。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NiC2O42H2O转化为Ni(OH)2，所以C为沉淀Ni(OH)2。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气体是氯气，根据流程图中的转化关系，沉淀C和氯气能生成Ni(OH)3，据此解答。

（1）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溶液pH，所以用pH计测定，答案选C。

（2）由溶解度：NiC2O4＞NiC2O4H2O＞NiC2O42H2O和流程中的变化可知沉淀为溶解度小的NiC2O42H2O，则步骤③的化学方程式是NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O＝NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl。步骤③后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。

（3）根据镍元素化合价变化由+2升高到+3，结合氧化还原反应的规律可知步骤⑥的离子方程式为2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2＝2Ni(OH)3＋2Cl－。

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