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，設計實驗流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，F(xiàn)e³⁺不能氧化Ni²⁺．
②已知實驗溫度時的溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄?H₂O＞NiC₂O₄?2H₂O
③K_sp （Ni（OH）₂）：5.0×10^-16K_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）．
（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)物之一氧化，寫出氧化反應的離子方程式

 

．
（6）如何檢驗Ni（OH）₃已洗滌干凈？

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：流程分析可知，廢舊鎳電池電極材料由Ni（OH）₂、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成，酸溶過濾得到濾液，加入NiO調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子，過濾得到濾液中加入草酸鈉溶液和氯化鎳反應生成草酸鎳晶體，過濾得到濾液加入氫氧化鈉溶液得到鎳離子生成的氫氧化鎳，濾液電解生成氯氣和堿使氫氧化鎳被氧化為2Ni（OH）₃；
（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；依據(jù)平衡常數(shù)概念分析計算；
（5）濾液為氯化鈉溶液，電解時陽極產(chǎn)生氯氣；
（6）取最后一次洗滌液檢驗 是否含有氯離子設計實驗檢驗；

解答： 解：（1）碳粉不溶于水、酸，酸溶后所留殘渣的主要成份為碳粉；
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；
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應生成NiC₂O₄?2H₂O和NaCl，反應的化學方程式為NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄?2H₂O↓+2NaCl；
故答案為：NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄?2H₂O↓+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；則該反應的平衡常數(shù)

c(C2O42-)

c2(OH-)

=

2×10-5mol/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^-；
故答案為：2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-；
（6）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，取最后一次洗滌液少量于試管中，加入少量AgNO₃溶液，若無白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液少量于試管中，加入少量AgNO₃溶液，若無白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈；

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．