题目内容

12．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）nKsp开始沉淀pH沉淀完全pH
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）用NiO调节溶液的pH，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）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．
（4）写出“氧化”反应的离子方程式：2Ni（OH）2+2OH-+Cl2═2Ni（OH）3+2Cl-．
（5）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．
（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）滤液为氯化钠溶液，电解时阳极产生氯气；
（4）过滤2得到Ni（OH）2电解滤液1产生氯气；
（5）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：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，
（1）根据表中开始沉淀和沉淀完全PH，Fe（OH）3开始沉淀PH2.5沉淀完全PH2.9，Al（OH）3开始沉淀3.4沉淀完全PH4.2，
故答案为：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）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；
（4）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-；
（5）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 本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查分析、推断、计算能力，涉及离子反应方程式的书写、平衡常数的计算、沉淀的洗涤等知识点，综合性较强，为高考高频点，明确每一步中发生的反应及物质的性质、物质分离方法即可解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．下列说法错误的是（　　）
A．化学反应实质是旧键断裂新键形成，化学反应中的能量变化本质原因就是旧键断裂所吸收的能量和新键形成所释放的能量不同
B．极性键就是共用电子对发生偏移的共价键
C．氢键是一种比较弱的化学键
D．水结冰时体积膨胀、密度减小就是因为氢键的存在
3．（1）下列物质中，其核磁共振氢谱中给出的峰值（信号）有2个且峰的面积比为3：2的是CD（多选）

A、B、C、D、CH3CH2CH2CH3
（2）化合物A的分子式是C2H4Br2，A的核磁共振氢谱图如图，则：A的结构简式为：Br-CH2-CH2-Br
（3）某烃的化学式为C4H8，其同分异构体的数目有6种（要考虑顺反异构）
（4）某化合物A 3.1g在氧气中完全燃烧，只生成4.4gCO2和2.7gH2O．则该有机物A的最简式为CH3O，A的红外光谱表明有羟基O-H键和烃基上C-H键的红外吸收峰，而A在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为2：1，则该有机物的简式为HO-CH2-CH2-OH．
20．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序数依次增大的元素．其中A、B、C是同一周期的非金属元素．D与C可以形成两种常见的离子晶体，D的阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构．AC2为非极性分子．B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高．E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物M，且两种配体的物质的量之比为2：1，三个氯离子位于外界．请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的电负性大小顺序为C＜N＜O；一种由B、C三种元素组成的粒子与AC2互为等电子体，其化学式为N2O．
（2）E的价层电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，ECl3与B、C的氢化物形成的配合物M的化学式为[Cr（NH3）4（H2O）2]Cl3，1molM的配离子中σ键的个数为20NA．
（3）．化合物N可视为两个B的氢化物分子各脱去一个氢原子后B原子间再成键的另一种B的氢化物．
①B的氢化物分子立体构型是三角锥形，该分子中B原子的杂化类型为sp3．
②B的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高的可能原因是氨气分子之间存在氢键．
③N能与硫酸反应生成B2H6SO4．B2H6SO4晶体类型与（BH4）2SO4相同，则B2H6SO4的晶体内不存在d（填标号）．
a．离子键  b．共价键    c．配位键  d．范德华力
（4）D的立方晶胞如图所示，则每个D原子最近且距离相等的D原子个数为8，若D原子半径为acm，则该晶体的密度为$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$g/cm3（已知：用含a、NA的代数式表示）．
7．科学家用催化剂将苯酚（X）和1，3-二羰基化合物（Y）合成一种重要的具有生物活性的结构单元--苯并呋喃（Z），W是中间产物（R1、R2均为烷基）．则下列有关叙述正确的是（　　）
A．反应①属于加成反应B．W中含有三种不同的官能团
C．X、Y、W、Z都能与NaHCO3溶液反应D．可用溴水或FeCl3溶液鉴别X和W
17．光纤通信是一种现代化的通信手段，制造光导纤维的主要原料是SiO2，下列关于SiO2的说法正确的是（　　）
A．SiO2的摩尔质量是60
B．1mol SiO2中含有1mol O2
C．1.5mol SiO2中含有1.806×1024个氧原子
D．1mol SiO2的质量是60g•mol-1
4．重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO•Cr2O3）为原料来生产．实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
6FeO•Cr2O3+24NaOH+7KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O，

试回答下列问题：
（1）在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：Al2O3+Na2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaAlO2+CO2↑．
（2）NaFeO2能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：NaFeO2+2H2O=Fe（OH）3↓+NaOH
（3）操作③的目的是什么，用简要的文字说明：由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时能使它们完全水解生成沉淀，除去SiO32-和AlO2-．
（4）操作④中，酸化时，CrO42-转化为Cr2O72-，写出平衡转化的离子方程式：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O．
（5）称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+），放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．
①判断达到滴定终点的现象是当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则所得产品的中重铬酸钾的纯度（设整个过程中其它杂质不参与反应）94.08%．
1．某一溶液中含amol FeCl3和bmol CuCl2，向其中加入足量的铁粉，充分反应后，再过滤，残渣质量小于加入的铁粉质量，则a：b（　　）
A．小于2：7B．等于2：7C．大于2：7D．无法肯定
17．雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3）是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生．根据题意完成下列填空：
（1）As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体．若As2S3和SnCl2正好完全反应，As2S3和SnCl2的物质的量之比为1：1．
（2）上述反应中的氧化剂是As2S3，反应产生的气体可用NaOH吸收．
（3）As2S3和HNO3有如下反应：
As2S3+10H++10NO3-→2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O
若生成2mol H3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为10mol．若将该反应设计成一原电池，则NO2应该在正极（填“正极”或“负极”）附近逸出．
（4）若反应产物NO2与11.2L O2（标准状况）混合后用水吸收全部转化成浓硝酸，然后与过量的碳反应，所产生的CO2的量a（选填编号）．
a．小于0.5mol    b．等于0.5mol
c．大于0.5mol     d．无法确定．

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