Question

【題目】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，設計實驗流程如下：

已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。

②已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O

③某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的理論pH如下表所示：

		開始沉淀pH	沉淀完全pH

回答下列問題：

(1) 用NiO調節(jié)溶液的pH，依次析出沉淀Ⅰ________和沉淀Ⅱ__________(填化學式)。

(2) 寫出加入Na2C2O4溶液的反應的化學方程式：_____________________。

(3) 檢驗電解濾液時陽極產生的氣體的方法：___________________________。

(4) 寫出“氧化”反應的離子方程式：___________________________________。

(5) 如何檢驗Ni(OH)3已洗滌干凈？_______________________。

Answer 1

【答案】Fe(OH)3 Al(OH)3 NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O=NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl 用濕潤的淀粉碘化鉀試紙 2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2=2Ni(OH)3＋2Cl－ 取最后一次洗滌液，加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則沉淀未洗滌干凈，若沒有白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈

【解析】

廢舊鎳電池電極材料中加入鹽酸酸溶時，Ni(OH)2、氧化鐵、鋁反應生成NiCl2、FeCl3、AlCl3，殘渣為碳粉；根據表中數據，加入NiO調節(jié)溶液pH時，依次獲得Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O42H2O，向濾液中加入Na2C2O4獲得NiC2O4·2H2O和NaCl，NiC2O4·2H2O中加入NaOH轉化為Ni(OH)2；電解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2，最后Cl2將Ni(OH)2氧化成Ni(OH)3，據此分析作答。

廢舊鎳電池電極材料中加入鹽酸酸溶時，Ni(OH)2、氧化鐵、鋁反應生成NiCl2、FeCl3、AlCl3，殘渣為碳粉；根據表中數據，加入NiO調節(jié)溶液pH時，依次獲得Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；向濾液中加入Na2C2O4獲得NiC2O4·2H2O和NaCl，NiC2O4·2H2O中加入NaOH轉化為Ni(OH)2；電解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2，最后Cl2將Ni(OH)2氧化成Ni(OH)3；

（1）根據表中開始沉淀和沉淀完全的pH，Fe（OH）3開始沉淀的pH=2.5，沉淀完全的pH=2.9，Al（OH）3開始沉淀的pH=3.4，沉淀完全的pH=4.2，則沉淀I為Fe（OH）3，沉淀II為Al（OH）3；

（2）已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O42H2O，故NiCl2溶液中加入Na2C2O4反應生成NiC2O42H2O和NaCl，反應的方程式為：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O42H2O↓+2NaCl；

（3）濾液為氯化鈉溶液，電解氯化鈉溶液時陽極產生氯氣，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗Cl2；

（4）過濾②得到Ni（OH）2，電解氯化鈉溶液產生氯氣，Cl2將Ni(OH)2氧化成Ni(OH)3，反應的離子方程式為2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；

（5）根據流程，檢驗Ni(OH)3已洗滌干凈只要檢驗洗滌液中不含Cl-即可，方法為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則說明未洗滌干凈，若無白色沉淀，說明已洗滌干凈。