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?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
 
（填写范围），依次析出沉淀Ⅰ
 
和沉淀Ⅱ
 
 （填化学式）．
（2）写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式：
 
．
（3）加入Na2C2O4时最好采用饱和的Na2C2O4溶液，理由是
 
．
（4）检验电解滤液时阳极产生的气体的方法：
 
．
（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：
 
．
（6）如何检验Ni（OH）3已洗涤干净？
 
．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：流程分析可知，废旧镍电池电极材料加入盐酸酸溶过滤得到滤液加入NiO调节溶液PH沉淀铁离子和铝离子，过滤后的滤液则加入草酸钠生成NiC2O4?2H2O晶体，过滤得到Ni（OH）2在碱性溶液则加入氢氧化钠，通入氯气反应生成Ni（OH）3；
（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；
（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，故答案为：用湿润的淀粉碘化钾试纸；
（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，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
有以下物质：
①石墨； ②铝； ③酒精； ④氨水； ⑤二氧化碳； ⑥碳酸氢钠固体；
⑦氢氧化钡溶液； ⑧纯醋酸； ⑨氧化钠固体； ⑩氯化氢气体．
（1）其中能导电的是
 
；属于非电解质的是
 
；属于强电解质的是
 
；属于弱电解质的是
 
．
（2）写出物质⑥和⑧在水中反应的离子方程式：
 
．
下列各组元素中，按最高正价递增顺序排列的是（　　）
A、C、N、O、F
B、K、Mg、C、S
C、F、Cl、Br、I
D、Li、Na、K、Rb
高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管．实验室制取高纯氧化铝的流程如下：

（1）“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+．检验Fe2+已除尽的实验操作和现象是
 
．
（2）常温下，KSP[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则理论上计算除杂后溶液中c（Fe3+）等于
 
．
（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，目的是
 
．
（4）上述流程图里，“结晶”这步操作中，母液经
 
 得到铵明矾（含结晶水）
（5）上述流程图里，“分离”这个步骤应包含的是
 
（填字母代号）
A．蒸馏B．分液C．过滤D．洗涤晶体．
（6）测定铵明矾组成的方法是
a．称取0.4530g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3固体0.0510g；
b．称取0.4530g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO4 0.4660g．
c．称取0.4530g铵明矾样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0170g．
则铵明矾的化学式为
 
．
某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积．设计的简易实验装置如图．该实验的主要操作步骤如下：
Ⅰ．（1）配制浓度均为0.5mol?L-1 H2SO4和H2C2O4溶液；
（2）用
 
量取10.00mL 0.5mol?L-1 H2SO4和H2C2O4溶液分别加入两个锥形瓶中；
（3）分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；
（4）检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；
（5）将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中（铜丝不能与酸接触），至反应完全，记录
 
；
（6）反应结束后，读取量筒中水的体积为y mL．
Ⅱ．请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
（1）用密度为1.84g?cm-3 98%的浓硫酸配制250mL 0.5mol?L-1的H2SO4溶液，所需要的主要仪器有
 
、
 
、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管．
（2）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水的体积．这三步操作的正确顺序是
 
．
（3）读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是
 
，铜丝不能与酸接触的原因是
 
．
下列化学用语表示正确的是（　　）
A、HCl的电子式：
B、NH4Cl的电子式：
C、CCl4的电子式：
D、硫离子的结构示意图为
【选修5：有机化学基础】
相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图（部分产物、合成路线、反应条件略去）．其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO．

已知：
Ⅰ．  
Ⅱ．  （苯胺，易被氧化）
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题：
（1）H的结构简式是：
 
；
（2）反应②的反应类型是
 
；反应③的生成物中含氮官能团的电子式：
 
；
（3）反应①的化学方程式是：
 
；
（4）反应⑤的化学方程式是：
 
；
（5）有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有
 
种；
（6）请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物合成最合理的方案（不超过4步）
 
．
例：．
乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗称草酸晶体．已知草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温会分解生成CO、CO2和H2O．
（1）下列关于乙二酸的叙述正确的是（填编号）
 

①能和乙二醇发生酯化反应         
②能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③其溶液能使蓝色石蕊试纸变红      
④能和碳酸氢钠溶液反应生成气体玻璃棒
（2）乙二酸的工业生产方法之一是以乙二醇为原料，在一定条件下，用空气氧化得到．写出该反应的化学反应方程式：
（3）欲检验草酸晶体受热分解的产物中是否有CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置1、装置2来完成实验．

（Ⅰ）简述检验装置1气密性的操作方法：
 

（Ⅱ）B和E两个装置中更合理的是
 
E，理由为：
 

（Ⅲ）请从A～F中选择合适的仪器，组装一套可更好达到实验目的装置，按照气流由左到右的顺序依次为（用字母表示）：
 
．
（Ⅳ）一定条件下草酸氢铵分解生成NH3、CO、CO2和H2O，110℃时将该混合气体先通过Na2O2，再通过浓硫酸分别增重Ag和Bg； 若将混合气体先通过浓硫酸，再通过Na2O2分别增重Cg和Dg（能反应的气体均可吸收完全，且该条件下CO与Na2O2不反应），则A、B、C、D的大小关系为：
 
．

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