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、碳粉、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，設(shè)計實驗流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，F(xiàn)e³⁺不能氧化Ni²⁺．②K_sp（Ni（OH）₂）：5.0×10^-16 K_sp（NiC₂O₄）：4.0×10^-10
回答下列問題：
（1）酸溶后所留殘渣的主要成份

 

 （填物質(zhì)名稱）．
（2）用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，析出沉淀的成分為

 

（填化學式）；用pH試紙測定某溶液pH的具體操作是

 

．
（3）寫出加入Na₂C₂O₄溶液后反應的化學方程式

 

．
（4）寫出加入NaOH溶液所發(fā)生反應的離子方程式

 

，該反應的平衡常數(shù)為

 

．
（5）沉淀Ⅲ可被電解所得產(chǎn)物之一

 

（填化學式）氧化生成Ni（OH）₃，如何洗滌Ni（OH）₃沉淀？

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）碳粉不溶于水；
（2）用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，會生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應生成NiC₂O₄?2H₂O和NaCl；
（4）加入NaOH溶液，NiC₂O₄沉淀轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂；
（5）濾液為氯化鈉溶液，電解時陽極產(chǎn)生氯氣．

解答： 解：（1）碳粉不溶于水、酸；故答案為：碳粉；
（2）用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，先生成Fe（OH）₃沉淀，然后生成Al（OH）₃沉淀；測定pH的具體操作是：把干燥pH試紙置于表面皿（或玻璃片）上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，待顯色后立即與標準比色卡比對即可讀數(shù)；
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃、把干燥pH試紙置于表面皿（或玻璃片）上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，待顯色后立即與標準比色卡比對即可讀數(shù)；
把干燥pH試紙置于表面皿（或玻璃片）上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，待顯色后立即與標準比色卡比對即可讀數(shù)；
（3）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應生成NiC₂O₄和NaCl，反應的化學方程式為NiCl₂+Na₂C₂O₄═NiC₂O₄↓+2NaCl；故答案為：NiCl₂+Na₂C₂O₄═NiC₂O₄↓+2NaCl；
（4）加入NaOH溶液，NiC₂O₄沉淀轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，NiC₂O₄+2OH^- Ni（OH）₂+C₂O₄^2-，根據(jù)K_sp（NiC₂O₄）：4.0×10^-10
c（Ni²⁺）=c（C₂O₄^2-）=

Ksp

=

4.0×10-10

=2×10^-5mol/L；根據(jù)K_sp（Ni（OH）₂）：5.0×10^-16，c²（OH^-）=

Ksp[Ni(OH)2]

c(Ni2+)

=

5.0×10-16

2.0×10-5

=2.5×10^-11mol²/L2

2.0×10-5mol/L

2.5×10-11mol2/L2

；則該反應的平衡常數(shù)K=

c(C2O42-)

c2(OH-)

=

2.0×10-5mol/L

2.5×10-11mol2/L2

=8×10⁵L/mol；故答案為：NiC₂O₄+2OH^- Ni（OH）₂+C₂O₄^2-、8×10⁵L/mol；
（5）過濾2得到Ni（OH）₂電解濾液1產(chǎn)生氯氣，二者發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-，洗滌Ni（OH）₃沉淀的方法：向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，使水自然流完，重復操作2～3次；故答案為：氯氣、向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，使水自然流完，重復操作2～3次．

點評：本題考查化學反應原理中的電化學，化學方程式的書寫，離子的檢驗等，難度適中．