题目内容
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?HO＞NiC2O4?2H2O
③Ksp[Ni（OH）2]=5.0×10-16，Ksp（NiC2O4）=4.0×10-10
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为 （填物质名称）．
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为 （填化学式）．
（3）写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式： ．
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式： ．
（5）电解过程中阴极反应式 ，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式： ．
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，下列有关该电池的说法不正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O．
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?HO＞NiC2O4?2H2O
③Ksp[Ni（OH）2]=5.0×10-16，Ksp（NiC2O4）=4.0×10-10
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为
（3）写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式：
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式：
（5）电解过程中阴极反应式
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，下列有关该电池的说法不正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,原电池和电解池的工作原理
专题：
分析：废旧镍电池电极材料由Ni（OH）2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成，流程分析可知，酸溶过程中Ni（OH）2、氧化铁及Al与盐酸反应，滤渣为碳，过滤得到滤液，加入NiO调节溶液PH，将铁离子、铝离子转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤得到滤液中加入草酸钠溶液反应生成NiC2O4晶体，向过滤2中加入NaOH溶液，NiC2O4?2H2O转化为Ni（OH）2，滤液电解生成氯气和碱，最终氢氧化镍被氯气氧化得到Ni（OH）3．
解答：
解：废旧镍电池电极材料由Ni（OH）2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成，流程分析可知，酸溶过程中Ni（OH）2、氧化铁及Al与盐酸反应，滤渣为碳，过滤得到滤液，加入NiO调节溶液PH，将铁离子、铝离子转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤得到滤液中加入草酸钠溶液反应生成NiC2O4晶体，向过滤2中加入NaOH溶液，NiC2O4?2H2O转化为Ni（OH）2，滤液电解生成氯气和碱，最终氢氧化镍被氯气氧化得到Ni（OH）3．
解：（1）碳粉不溶于水、酸，酸溶后所留残渣的主要成份为碳粉，
故答案为：碳粉；
（2）用NiO调节溶液的pH，先生成Fe（OH）3沉淀，然后生成Al（OH）3沉淀，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（3）NiCl2可与Na2C2O4反应生成NiC2O4?2H2O和NaCl，反应的化学方程式为：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4?2H2O↓+2NaCl，
故答案为：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4?2H2O↓+2NaCl；
（4）加入NaOH溶液，NiC2O4?2H2O转化为Ni（OH）2，离子方程式为：NiC2O4+2OH-?Ni（OH）2+C2O42-，
故答案为：NiC2O4+2OH-?Ni（OH）2+C2O42-；
（5）过滤1中加入草酸钠溶液后过滤，得到的滤液中含有NaCl，电解过程中阴极反应式为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，沉淀Ⅲ为Ni（OH）2，被氯气氧化得到Ni（OH）3，该氧化反应的离子方程式为：2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；
故答案为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-；2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，
A．反应后产物有氢氧化物，可得电解液为碱性溶液，由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，即正极为Ni2O3、负极为Fe，故A正确；
B．根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，碱性电解质中最终生成Fe（OH）2，负极反应为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，故B正确；
C．充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，所以电池充电过程时阴极反应为：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，因此电池充电过程中阴极附近溶液的pH会升高，故C错误；
D．充电时，阴极发生：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，阳极发生：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，故D正确，
故选：C．
解：（1）碳粉不溶于水、酸，酸溶后所留残渣的主要成份为碳粉，
故答案为：碳粉；
（2）用NiO调节溶液的pH，先生成Fe（OH）3沉淀，然后生成Al（OH）3沉淀，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（3）NiCl2可与Na2C2O4反应生成NiC2O4?2H2O和NaCl，反应的化学方程式为：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4?2H2O↓+2NaCl，
故答案为：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4?2H2O↓+2NaCl；
（4）加入NaOH溶液，NiC2O4?2H2O转化为Ni（OH）2，离子方程式为：NiC2O4+2OH-?Ni（OH）2+C2O42-，
故答案为：NiC2O4+2OH-?Ni（OH）2+C2O42-；
（5）过滤1中加入草酸钠溶液后过滤，得到的滤液中含有NaCl，电解过程中阴极反应式为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，沉淀Ⅲ为Ni（OH）2，被氯气氧化得到Ni（OH）3，该氧化反应的离子方程式为：2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；
故答案为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-；2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，
A．反应后产物有氢氧化物，可得电解液为碱性溶液，由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，即正极为Ni2O3、负极为Fe，故A正确；
B．根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，碱性电解质中最终生成Fe（OH）2，负极反应为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，故B正确；
C．充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，所以电池充电过程时阴极反应为：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，因此电池充电过程中阴极附近溶液的pH会升高，故C错误；
D．充电时，阴极发生：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，阳极发生：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，故D正确，
故选：C．
点评：本题考查化学工艺流程、物质的分离提纯、沉淀转化、电化学原理等，关键是对工艺流程的理解，需要学生具备扎实的基础与迁移运用能力，难度中等．
练习册系列答案
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