镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
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①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
[化学—选修22:化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下:
成分 | NaCl | Mg(OH)2 | CaCO3 | BaSO4 | SiO2等不溶于酸的物质 |
质量分数(%) | 15~20 | 15~20 | 5~10 | 30~40 | 10~15 |
该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁,设计了工艺流程如图:
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回答下列问题:
(1)反应器中加入酸溶解,反应液控制pH为5左右,反应温度在50℃左右,写出有关化学反应方程式 。
(2)在滤饼中检测到硫酸钙的成分,其原因是 。
(3)已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶,为了析出晶体I,应控制温度在__________℃。
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(4)步骤II操作是_______________,
(5)步骤III在工业上常用的设备是______________(填字母)。
A.加压干燥器 B.蒸馏塔 C.离心机 D.真空干燥器
(6)准确称取制备产品ag,将其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中,溶解后,加入酚酞溶液2滴,溶液变红色,再用c2mol/L的盐酸进行滴定,消耗盐酸V2mL,则样品MgSO4·7H2O的质量分数是 。