题目内容

17．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，设计实验流程如图：

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某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如表所示：
M（OH）nKsppH
开始沉淀沉淀完全
Al（OH）31.9×10-233.44.2
Fe（OH）33.8×10-382.52.9
Ni（OH）21.6×10-147.69.8
回答下列问题：
（1）慢慢加入NiO以调节溶液的pH至4.2至7.6（填写范围），
依次析出沉淀ⅠFe（OH）3和沉淀ⅡAl（OH）3 （填化学式）．
（2）写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式：NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4•2H2O↓+2NaCl．
（3）加入Na2C2O4时最好采用饱和的Na2C2O4溶液，理由是尽可能的将溶液中的Ni2+沉淀完全．
（4）检验电解滤液时阳极产生的气体的方法：用湿润的淀粉碘化钾试纸，试纸变蓝色．
（5）实验中，沉淀Ⅲ的氧化是在碱性条件下发生的．写出该“氧化”反应的离子方程式：2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-．
（6）如何检验Ni（OH）3已洗涤干净？取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，若沉淀不溶解，证明沉淀已洗涤干净．

分析 将废旧镍电池电极材料溶于稀盐酸，发生反应Ni（OH）2+2HCl=NiCl2+2H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，过滤得到的残渣是C，向滤液中加入NiO，条件溶液的pH，根据流程图知，生成的沉淀应该是Fe（OH）3、Al（OH）3，然后向滤液中加入Na2C2O4溶液，发生反应NiCl2+Na2C2O4=NiC2O4↓+2NaCl，过滤，将滤液电解，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，过滤得到的NiC2O4和NaOH反应生成Ni（OH）2，用氯气将Ni（OH）2氧化生成Ni（OH）3，最后洗涤沉淀得到较纯净的Ni（OH）3，据此分析解答，
（1）根据表中开始沉淀和沉淀完全PH数据解题；
（2）NiCl2可与Na2C2O4反应生成NiC2O4•2H2O和NaCl；
（3）加入Na2C2O4时最好采用饱和的Na2C2O4溶液目的是完全沉淀镍离子；
（4）滤液为氯化钠溶液，电解时阳极产生氯气；
（5）过滤2得到Ni（OH）2电解滤液1产生氯气，二者发生氧化还原反应生成Ni（OH）3沉淀；
（6）取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，若沉淀不溶解，证明沉淀已洗涤干净．

解答 解：（1）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，Ni（OH）2开始沉淀PH=7.6沉淀完全PH=9.8，慢慢加入NiO以调节溶液的pH至4.2至7.6，铁离子和铝离子冯分别全部沉淀，依次沉淀为：Fe（OH）3，Al（OH）3；此时镍离子不沉淀；
故答案为：4.2至7.6，Fe（OH）3，Al（OH）3 ；
（2）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；
（3）加入Na2C2O4时最好采用饱和的Na2C2O4溶液尽可能的将溶液中的Ni2+沉淀完全；
故答案为：尽可能的将溶液中的Ni2+沉淀完全；
（4）滤液为氯化钠溶液，电解时阳极产生氯气，氯气有强氧化性，故可用湿润的淀粉碘化钾试纸，氯气和碘离子反应生成碘单质，遇到淀粉变蓝色，
故答案为：用湿润的淀粉碘化钾试纸，试纸变蓝色；
（5）过滤2得到Ni（OH）2电解滤液1产生氯气，二者发生氧化还原反应，离子方程式为2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-，
故答案为：2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-；
（6）取最后一次洗涤浸出液，加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则说明未洗涤干净，若无白色沉淀，说明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，若沉淀不溶解，证明沉淀已洗涤干净．

点评 本题考查化学反应原理中的电化学，化学方程式的书写，离子的检验等，注意流程的分析和理解，掌握基础是解题关键，难度中等．

练习册系列答案
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