分析 將廢舊鎳電池電極材料溶于稀鹽酸,發(fā)生反應Ni(OH)2+2HCl=NiCl2+2H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,過濾得到的殘渣是C,向濾液中加入NiO,條件溶液的pH,根據流程圖知,生成的沉淀應該是Fe(OH)3、Al(OH)3,然后向濾液中加入Na2C2O4溶液,發(fā)生反應NiCl2+Na2C2O4=NiC2O4↓+2NaCl,過濾,將濾液電解,陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣,過濾得到的NiC2O4和NaOH反應生成Ni(OH)2,用氯氣將Ni(OH)2氧化生成Ni(OH)3,最后洗滌沉淀得到較純凈的Ni(OH)3,根據鐵鎳蓄電池放電時總反應:Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可判斷電解液為堿性,充電時消耗氫氧根,陰極附近溶液的pH升高,據此分析解答.
解答 解:將廢舊鎳電池電極材料溶于稀鹽酸,發(fā)生反應Ni(OH)2+2HCl=NiCl2+2H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,過濾得到的殘渣是C,向濾液中加入NiO,條件溶液的pH,根據流程圖知,生成的沉淀應該是Fe(OH)3、Al(OH)3,然后向濾液中加入Na2C2O4溶液,發(fā)生反應NiCl2+Na2C2O4=NiC2O4↓+2NaCl,過濾,將濾液電解,陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣,過濾得到的NiC2O4和NaOH反應生成Ni(OH)2,用氯氣將Ni(OH)2氧化生成Ni(OH)3,根據鐵鎳蓄電池放電時總反應:Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可判斷電解液為堿性,充電時消耗氫氧根,陰極附近溶液的pH升高.
(1)通過以上分析知,酸溶時能與鹽酸反應的物質是Al、Ni(OH)2、Fe2O3,故答案為:碳粉;
(2)用NiO調節(jié)溶液的pH,析出沉淀的成分為Fe(OH)3、Al(OH)3,故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(3)加入Na2C2O4溶液后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沉淀轉化為Ni(OH)2,NiC2O4+2OH-?Ni(OH)2+C2O42-,根據Ksp(NiC2O4)=4.0×10-10,則c(Ni2+)=c(C2O42-)=$\sqrt{Ksp}$=$\sqrt{4.0×10{\;}^{-10}}$=2×10-5mol/L;根據Ksp(Ni(OH)2):5.0×10-16,c2(OH-)=$\frac{Ksp[Ni(OH){\;}_{2}]}{c(Ni{\;}^{2+})}$=$\frac{5.0×10{\;}^{-16}}{2.0×10{\;}^{-5}}$=2.5×10-11mol2/L2;則該反應的平衡常數$\frac{C(C{\;}^{2}O{\;}_{4}{\;}^{2-})}{C{\;}^{2}(OH{\;}^{-})}$=$\frac{2×10{\;}^{-5}}{2.5×10{\;}^{-11}}$=8×105;
故答案為:NiC2O4+2OH-?Ni(OH)2+C2O42-;8×105;
(5)電解過程中陰極反應是水得電子產生氫氣,電解NaCl溶液可以得到氧化性物質氯氣,所以沉淀Ⅲ可被電解所得產物Cl2氧化生成Ni(OH)3,
故答案為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-;2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-;
(6)A、根據鐵鎳蓄電池放電時總反應:Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可判斷電解液為堿性,故A正確;
B、充電時消耗氫氧根,陰極附近溶液的pH升高,故B錯誤;
C、電池放電時,負極反應為Fe+20H--2e-=Fe(OH)2,故C正確;
D、電池充電時,陽極反應為2Ni(OH)2+20H--2e-=Ni2O3+3H2O,故D正確,
故答案為:B.
點評 本題考查混合物的分離和提純,側重考查分析、推斷、計算能力,涉及離子反應方程式的書寫、平衡常數的計算、沉淀的洗滌等知識點,綜合性較強,為高考高頻點,明確每一步中發(fā)生的反應及物質的性質、物質分離方法即可解答,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 5:3:2 | B. | 5:2:3 | C. | 5:1:2 | D. | 9:6:1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 將混合氣體通過氫氧化鈉溶液 | |
B. | 使混合氣體中的乙烯發(fā)生加聚反應 | |
C. | 將混合氣體在催化劑條件下跟氫氣反應 | |
D. | 將混合氣體通過溴水 |
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | A | B | C | D |
電極材料 | Zn | Fe | Cu | Al |
電極材料 | Cu | Zn | Ag | C |
電解質溶液 | CuCl2溶液 | H2SO4溶液 | CuSO4溶液 | NaOH溶液 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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