题目内容

(14分)金属氢化物－镍（MH—Ni）电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜，已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一，电池总反应为MH+NiOOH M+Ni(OH)2，M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。电解质溶液为浓KOH溶液。
(1)写出放电时的负极反应_________________
(2)充电时，阳极的电极反应为__________________
镍氢电池正极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。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某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示：

M(OH)x
Ksp
pH
开始沉淀
沉淀完全
Al(OH)3
1.9×10-23
3.43
4.19
Fe(OH)3
3.8×10-38
2.53
2.94
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.60
9.75
 
回答下列问题：
（3）根据上表数据判断步骤②先析出的沉淀Ⅱ为              ，后析出的沉淀为Ⅲ为__________________（填化学式），则pH1       pH2（填填“>”、“=”或“<”），
（4）已知溶解度：NiC2O4 > NiC2O4·H2O > NiC2O4·2H2O，则③的化学方程式是         。
（5）④中阳极的电极反应为              ，验证阳极产物的试剂为          。
（6）试写出⑥的离子方程式                                         。

(1) MH-e-+OH-=H2O+M  (2)Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O  (3)Fe(OH)3 Al(OH)3 ＜
（4）NiCl2 + Na2C2O4 + 2H2O = NiC2O4. 2H2O↓ + 2NaCl
（5）2Cl—2e-=Cl2↑；淀粉碘化钾溶液（或其它合理答案）。
（6）2Ni(OH)2 + 2OH- + Cl2 = 2Ni(OH)3+ 2Cl-

解析试题分析：（1）放电时，负极发生氧化反应，所以电极反应为：MH-e-+OH-=H2O+M。
（2）充电时，阳极发生氧化反应，所以电极反应为：Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O
（3）根据Ksp可以看出当pH增大时，Fe(OH)3最先沉淀，然后是Al(OH)3最后是Ni(OH)2。所以步骤②先析出的沉淀II是Fe(OH)3后析出的沉淀III是Al(OH)3。pH1< pH2。
（4）根据溶解度可知NiC2O4·2H2O的溶解度最小，所以③的化学方程式为NiCl2 + Na2C2O4 + 2H2O = NiC2O4. 2H2O↓ + 2NaCl。
（5）根据框图可知D为NaCl溶液，所以电解时阳极反应为2Cl—2e-=Cl2↑。检验阳极产物用淀粉碘化钾溶液。
（6）根据框图可知C为Ni(OH)2，所以⑥的离子方程式为：2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+
2Cl-。
考点：化学电源和工业流程
点评：本题综合性强，难度较大，主要考查学生的分析能力和解题能力，是高考的热点习题。

练习册系列答案
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(14分)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。B原子的p轨道半充满，形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的。D原子得到一个电子后3p轨道全充满。A+比D原子形成的离子少一个电子层。C与A形成A2C型离子化合物。E的原子序数为26，E原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。

请根据以上情况，回答下列问题：

（1）含有元素A的盐的焰色反应为        。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是                                                   。

（2）C的氢化物分子的键角是             ，属于            分子。（填“极性”或“非极性”）

（3）BD3的中心原子的杂化类型是                    

（4）E的一种常见配合物E(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断E(CO)5的晶体类型为            。

（5）金属E单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的E原子个数之比为____   ___。

 

(14分)
现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，A、E处于同一主族且E是短周期元素中原子半径最大的元素(不含稀有气体)。已知C的原子序数等于A、B的原子序数之和，D的原子序数等于A、C的原子序数之和。人类已知的化合物中，有一类化合物的种类已超过三千万，这类化合物中一般都含有A、B两种元素。F是一种生活中常用的金属。根据以上信息，回答下列问题：
(1)元素B在周期表中的位置是                。
(2)F的单质与E的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式是              。
(3)C、D最低价氢化物稳定性的强弱顺序是              (填化学式) ；D、E、F原子半径的大小顺序是                   (填元素符号)。
(4)在A、C、D组成的化合物中，既有离子键又有共价键的是          (填化学式)。
(5)在A、B、D中，由两种或三种元素组成两种可以反应的阴离子，该反应的离子方程式是                                  。
(6)化合物BA4D与O2、稀硫酸可组成燃料电池，此电池的负极反应式是           。

（共14分）下表是元素周期表中的一部分，根据A—I在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：


ⅠA
 
 
 
 
 
 
0
1
 
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
 
2
 
 
 
D
E
 
G
I
3
A
B
C
 
F
 
H
 
（1）表中元素，化学性质最不活泼的是         ，氧化性最强的单质是         ，还原性最强的单质是         ；
（2）最高价氧化物的水化物碱性最强的是          ，酸性最强的是         ，呈两性的是           ；
（3）要证明A、B、C的金属活泼性，可以用什么实验来证明，试举一例
实验操作                                                              ；
实验现象：                                                             ；
有关化学方程式：                                                     
                                                                      
(4)G与H的气态氢化物稳定性       >        ，说明相应单质的非金属性     >     。

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(2)充电时，阳极的电极反应为__________________

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②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示：

M(OH)x

Ksp

pH

开始沉淀

沉淀完全

Al(OH)3

1.9×10-23

3.43

4.19

Fe(OH)3

3.8×10-38

2.53

2.94

Ni(OH)2

1.6×10-14

7.60

9.75

 

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（3）根据上表数据判断步骤②先析出的沉淀Ⅱ为               ，后析出的沉淀为Ⅲ为__________________（填化学式），则pH1        pH2（填填“>”、“=”或“<”），

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（5）④中阳极的电极反应为               ，验证阳极产物的试剂为           。

（6）试写出⑥的离子方程式                                          。

 

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