题目内容
【题目】第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示,其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH___ (填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为___。
图1 图2
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+H2OCu2O+H2↑,阴极的电极反应式是________。用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为___g。
【答案】增大 NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- 2H++2e-=H2↑ 144
【解析】
(1)混合动力车上坡或加速时,发生的是放电过程,在乙电极,发生电极反应:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,该极附近氢氧根浓度增大,所以碱性增强,电极周围溶液的pH增大,故答案为:增大;NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-;
(2)在电解池中,阴极是阳离子氢离子发生得电子得还原反应,即2H++2e-=H2↑,根据电子守恒,当蓄电池中有1mol H2被消耗时,转移电子是2mol,当转移2mol电子时,根据电解反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑,Cu2O的生成量为1mol,质量为144g,故答案为:2H++2e-=H2↑;144。
【题目】金属镍在电池和电镀等工业上具有广泛的用途,可镍也具有很强的毒性,若不进行回收处理,将对环境造成很大的影响,以下是以电镀废渣为原料获得NiSO46H2O的过程,已知,废渣中除含金属镍外,主要含有:Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见表.
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | CuS | ZnS | FeS | NiS | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | Ni(OH)2 |
pH | 3.2 | 9.7 | ≥-0.42 | ≥2.5 | ≥7 | ≥7.5 | ≥5 | ≥8 | ≥8.5 |
(1)往废渣中加H2SO4酸浸,提高酸浸效率的方法有__(至少写出2点)。
(2)加Na2S同时调溶液的pH为3,目的是除去铜、锌等杂质,则往滤液Ⅱ中加入H2O2的反应的离子方程式为___。
(3)操作Ⅰ包括以下过程:__、__、过滤、洗涤、干燥.该洗涤过程不能用水洗涤,应该用__洗涤,目的是___。干燥有低温干燥和高温干燥,能否用高温干燥___,理由是____。
(4)滤液Ⅲ中加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH为8以除去Al3+以及少量的Mg2+,若向含有Mg2+、Al3+的溶液中滴加NaOH溶液,常温下当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Al3+)=__。{已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.0×10-14;Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33}。