Question

沈阳理工大学在废旧电池回收处理现状研究报告中报道了一种湿法处理方法，以下是对废旧电池材料（含有Ni（OH）₂、碳粉、氧化铁和铝箔等）进行资源回收所设计的实验流程

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金属离子在该实验流程下完全沉淀的pH：

离子	Al3+	Fe3+	Ni2+
pH	5.2	4.1	9.7

回答下列问题：
（1）物质A的作用是调节溶液的pH以除去杂质Fe³⁺和Al³⁺，以下最适合作为A物质的是

 

．
A．NiO  B．盐酸  C．NaOH  D．氨水
（2）滤渣②的主要成分是

 

．
（3）写出加入Na₂C₂O₄ 溶液反应的化学方程式：

 

．
（4）写出电解滤液③的阴极反应式

 

．检验电解滤液③时阳极产生的气体的方法是用湿润的

 

试纸检验．
（5）由沉淀A生成Ni（OH）₃的过程是先在滤渣③中加入过量NaOH溶液进行沉淀转化，待反应完全后再通入电解滤液③产生的气体进行氧化，请写出该氧化过程的离子方程式：

 

．
（6）如何检验Ni（OH）₃是否洗涤干净？

 

．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验设计题

分析：滤液①中的溶质是NiCl₂、HCl、AlCl₃、FeCl₃，用NiO调节溶液的pH既可以除去杂质Fe³⁺和Al³⁺，杂质Fe³⁺和Al³⁺分别转化为Fe（OH）₃和Al（OH）₃，即为滤渣2的成分，又不引入其他杂质离子．则滤液②溶质主要是NiCl₂，加入Na₂C₂O₄后生成溶解度最小的NiC₂O₄?2H₂O，故滤液③中主要含有NaCl，滤渣③中主要含有 NiC₂O₄?2H₂O，NiC₂O₄?2H₂O与NaOH溶液反应转化为Ni（OH）₂，Ni（OH）₂被电解滤液③时阳极产生的Cl₂氧化为Ni（OH）₃．

解答： 解：由实验流程可知，滤液①中的溶质是NiCl₂、HCl、AlCl₃、FeCl₃，用NiO调节溶液的pH既可以除去杂质Fe³⁺和Al³⁺，杂质Fe³⁺和Al³⁺分别转化为Fe（OH）₃和Al（OH）₃，即为滤渣2的成分，又不引入其他杂质离子．则滤液②溶质主要是NiCl₂，加入Na₂C₂O₄后生成溶解度最小的NiC₂O₄?2H₂O，故滤液③中主要含有NaCl，滤渣③中主要含有 NiC₂O₄?2H₂O，NiC₂O₄?2H₂O与NaOH溶液反应转化为Ni（OH）₂，Ni（OH）₂被电解滤液③时阳极产生的Cl₂氧化为Ni（OH）₃．
（1）由表格中沉淀pH数据可知，不能将Ni²⁺转化为沉淀，且不能引入新杂质，只有A符合，故答案为：A；
（2）由上述分析可知，滤渣2为Fe（OH）₃、Al（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）加入Na₂C₂O₄溶液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）滤液③中主要含有NaCl，电解的阴极反应为2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极上氯离子放电生成氯气，可以用淀粉碘化钾试纸检验，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；淀粉碘化钾；
（5）该氧化过程的离子方程式为2Ni（OH）₂+2OH ^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-，故答案为：2Ni（OH）₂+2OH ^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-；
（6）Ni（OH）₃洗涤干净，则表面没有附着的氯离子，则检验方法为用试管取少量最后一次洗涤液，滴加硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则说明Ni（OH）₃已经洗涤干净，若有白色沉淀生成，则说明Ni（OH）₃没有洗涤干净，
故答案为：用试管取少量最后一次洗涤液，滴加硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则说明Ni（OH）₃已经洗涤干净，若有白色沉淀生成，则说明Ni（OH）₃没有洗涤干净．

点评：本题以废旧电池材料进行资源回收所设计的实验流程考查混合物分离、提纯，把握实验流程中发生的反应及混合物分离方法为解答的关键，注意滤渣、滤液成分及电解时发生的电解反应，题目难度中等．