Question

【題目】堿式氧化鎳(NiOOH)可用作鎳氫電池的正極材料，可用廢鎳催化劑（主要含Ni、Al，少量Cr、FeS 等)來(lái)制備，其工藝流程如下：

回答下列問(wèn)題：

(1)“浸泡除鋁”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為_________________________;

(2)“溶解”時(shí)放出的氣體為_______________ (填化學(xué)式);

(3)已知該條件下金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

	開(kāi)始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Ni2+	6.2	8.6
Fe2+	7.6	9.1
Fe3+	2.3	3.3
Cr3+	4.5	5.6

“調(diào)pH 1”時(shí)，溶液pH范圍為______________________；

(4)在空氣中加熱Ni(OH)2可得NiOOH,請(qǐng)寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________;

(5)金屬鉻在溶液中有多種存在形式, CrO42—和Cr2O72—在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0mol/L的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72—)隨c(H+)的變化如圖所示，用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)________________，根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________,溫度升高，溶液中CrO42—的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的△H____0（填“>”、“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ H2、H2S 5.6~6.2 4Ni(OH)2+O2 == 4NiOOH+2H2O 2CrO42— + 2H+ Cr2O72— + H2O；(不寫(xiě)可逆符號(hào)不得分) K=c(Cr2O72—)/[ c2 (CrO42—)×c2 (H+)]=0.25/[0.52×(10—7) 2]=1014 ＜

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，（1）根據(jù)廢鎳中含有的成分，浸泡除鋁過(guò)程中加入氫氧化鈉，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H↑；（2）浸泡除鋁后進(jìn)行過(guò)濾，濾渣為Ni、Cr、FeS，加入稀硫酸溶解，Ni和Cr與稀硫酸反應(yīng)生成H2,FeS與稀硫酸反應(yīng)生成H2S，因此溶解過(guò)程中放出的氣體為H2和H2S；（3）氧化1的目的是把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后調(diào)節(jié)pH，根據(jù)整個(gè)流程圖和表格數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)pH的范圍是5.6～6.2；（4）Ni(OH)2中Ni顯＋2價(jià)，NiOOH中Ni顯＋3價(jià)，化合價(jià)升高，因此氧氣參與反應(yīng)，Ni(OH)2＋O2→NiOOH，根據(jù)化合價(jià)的升降法進(jìn)行配平，因此有4Ni(OH)2+O2 = 4NiOOH+2H2O ；（5）根據(jù)圖像，Cr2O72－隨著H＋濃度的增大而增大，不能完全進(jìn)行到底，因此此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為2CrO42－ + 2H＋Cr2O72－ + H2O；根據(jù)平衡常數(shù)的定義，平衡常數(shù)的表達(dá)式為K===1014；升高溫度，CrO42－的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，即△H<0；