Question

【題目】鎳電池廣泛應用于混合動力汽車系統，電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究，設計實驗流程如下：

已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋

②已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O

③已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示。

	開始沉淀時	完全沉淀時
Al(OH)3	3.43	4.19
Fe(OH)3	2.53	2.94
Ni(OH)2	7.60	9.75

回答下列問題：

(1)加入試劑A來調節溶液的pH至5左右，試劑A最好選用________。

a．NaOH b．Na2CO3 c．NiO

該過程析出沉淀的成分是____________________(填化學式)。

(2)加入Na2C2O4溶液發生反應的化學方程式是_____________________。

(3)電解時的陰極電極反應式是____________________________。檢驗陽極產生的氣體的試劑是_____________________________ 。

(4)沉淀Ⅱ可被電解所得陽極產物氧化，該反應的離子方程式是____________。

(5)檢驗Ni(OH)3已洗滌干凈的方法是________________________________。

Answer 1

【答案】c Fe(OH)3、Al(OH)3 NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl 2H2O＋2e– = 2OH- +H2↑ 或 2H+＋ 2e– = H2↑ 用濕潤的淀粉KI試紙 2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2 = 2Ni(OH)3＋2Cl－ 取最后一次洗滌液，加入酸化的AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈

【解析】

（1）除雜原則不增不減與原溶質不反應，再結合沉淀所需的pH值表格分析沉淀成分；

（2）NiCl2可與Na2C2O4反應生成NiC2O42H2O和NaCl;

（3）過濾1得到的濾液為NaCl溶液，依據電解原理中電極的放電順序及電極產物分析作答；

（4）電解食鹽水得到的陽極產物氯氣具有強氧化性，可與Ni(OH)2發生氧化還原反應；

（5）依據洗滌的殘留液中無氯離子的檢驗方法來驗證沉淀是否洗滌干凈。

（1）酸溶后的溶液中含有Al3＋ 、Fe3＋ 、Ni2＋ 等金屬離子，為留住鎳元素，將鐵離子與鋁離子除去，最好選用NiO，調節pH值使雜質離子Al3＋ 、Fe3＋ 沉淀，根據沉淀溶解度表可以看出，根據表中開始沉淀和沉淀完全pH，Fe（OH）3開始沉淀pH=2.5，沉淀完全pH=2.9，Al（OH）3開始沉淀pH=3.4，沉淀完全pH=4.2，所以調節pH = 5后，析出的沉淀為Fe(OH)3、Al(OH)3

故答案為：c；Fe(OH)3、Al(OH)3；

（2）除去Al3＋ 、Fe3＋ 等雜質離子后的溶液為NiCl2 溶液，加入Na2C2O4溶液后又經過了過濾步驟，可以推測此步驟中反應有沉淀析出，因此發生的反應方程式為NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl，

故答案為：

NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O = NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl；

過濾1得到的濾液為NaCl溶液，則陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應式是2H2O +2e-==H2↑+2OH-；或 2H+＋ 2e– = H2↑而陽極氯離子放電生成氯氣，檢驗氯氣可用濕潤的淀粉KI試紙，

故答案為：2H2O＋2e– = 2OH- +H2↑ 或 2H+＋ 2e– = H2↑；用濕潤的淀粉KI試紙

（4）電解食鹽水得到的陽極產物氯氣具有強氧化性，可氧化Ni(OH)2為Ni(OH)3，同時氯氣被還原為氯離子，其離子方程式是2Ni(OH)2+2OH-+Cl22Ni(OH)3+2Cl-，

故答案為：2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2 = 2Ni(OH)3＋2Cl－；

（5）取最后一次洗滌液，加入酸化的AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明Ni(OH)3已洗滌干凈，

故答案為：取最后一次洗滌液，加入酸化的AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈。