Question

【题目】镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋

②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O

③已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。

	开始沉淀时	完全沉淀时
Al(OH)3	3.43	4.19
Fe(OH)3	2.53	2.94
Ni(OH)2	7.60	9.75

回答下列问题：

(1)加入试剂A来调节溶液的pH至5左右，试剂A最好选用________。

a．NaOH b．Na2CO3 c．NiO

该过程析出沉淀的成分是____________________(填化学式)。

(2)加入Na2C2O4溶液发生反应的化学方程式是_____________________。

(3)电解时的阴极电极反应式是____________________________。检验阳极产生的气体的试剂是_____________________________ 。

(4)沉淀Ⅱ可被电解所得阳极产物氧化，该反应的离子方程式是____________。

(5)检验Ni(OH)3已洗涤干净的方法是________________________________。

Answer 1

【答案】c Fe(OH)3、Al(OH)3 NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl 2H2O＋2e– = 2OH- +H2↑ 或 2H+＋ 2e– = H2↑ 用湿润的淀粉KI试纸 2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2 = 2Ni(OH)3＋2Cl－ 取最后一次洗涤液，加入酸化的AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净

【解析】

（1）除杂原则不增不减与原溶质不反应，再结合沉淀所需的pH值表格分析沉淀成分；

（2）NiCl2可与Na2C2O4反应生成NiC2O42H2O和NaCl;

（3）过滤1得到的滤液为NaCl溶液，依据电解原理中电极的放电顺序及电极产物分析作答；

（4）电解食盐水得到的阳极产物氯气具有强氧化性，可与Ni(OH)2发生氧化还原反应；

（5）依据洗涤的残留液中无氯离子的检验方法来验证沉淀是否洗涤干净。

（1）酸溶后的溶液中含有Al3＋ 、Fe3＋ 、Ni2＋ 等金属离子，为留住镍元素，将铁离子与铝离子除去，最好选用NiO，调节pH值使杂质离子Al3＋ 、Fe3＋ 沉淀，根据沉淀溶解度表可以看出，根据表中开始沉淀和沉淀完全pH，Fe（OH）3开始沉淀pH=2.5，沉淀完全pH=2.9，Al（OH）3开始沉淀pH=3.4，沉淀完全pH=4.2，所以调节pH = 5后，析出的沉淀为Fe(OH)3、Al(OH)3

故答案为：c；Fe(OH)3、Al(OH)3；

（2）除去Al3＋ 、Fe3＋ 等杂质离子后的溶液为NiCl2 溶液，加入Na2C2O4溶液后又经过了过滤步骤，可以推测此步骤中反应有沉淀析出，因此发生的反应方程式为NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl，

故答案为：

NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl；

过滤1得到的滤液为NaCl溶液，则阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H2O +2e-==H2↑+2OH-；或 2H+＋ 2e– = H2↑而阳极氯离子放电生成氯气，检验氯气可用湿润的淀粉KI试纸，

故答案为：2H2O＋2e– = 2OH- +H2↑ 或 2H+＋ 2e– = H2↑；用湿润的淀粉KI试纸

（4）电解食盐水得到的阳极产物氯气具有强氧化性，可氧化Ni(OH)2为Ni(OH)3，同时氯气被还原为氯离子，其离子方程式是2Ni(OH)2+2OH-+Cl22Ni(OH)3+2Cl-，

故答案为：2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2 = 2Ni(OH)3＋2Cl－；

（5）取最后一次洗涤液，加入酸化的AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明Ni(OH)3已洗涤干净，

故答案为：取最后一次洗涤液，加入酸化的AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净。