【題目】鎳電池開始應(yīng)用于新能源汽車，但電池使用后電極材料對(duì)環(huán)境還是有一定的危害， 某型號(hào)鎳電池的電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。研究小組設(shè)計(jì)如下工藝流程，對(duì)該電池的電極材料進(jìn)行資源回收：

已知:①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。

②實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)的溶解度:NiC2O4> NiC2O4H2O> NiC2O42H2O

③某溫度下：Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4]=4.0×10-10、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34

回答下列問題：

（1）用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，首先析出的沉淀是__________，控制這兩種沉淀能夠依次析出可利用________(儀器名稱)。

（2）過濾①得到的沉淀為___________，洗滌Ni(OH)3沉淀的方法是__________。

（3）寫出加入NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_________。

（4）電解過程中陰極反應(yīng)式為___________，沉淀Ⅲ可被電解所得產(chǎn)物之一氧化，寫出“氧化”的離子方程式____________。

（5）鐵鎳蓄電池的電池總反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，該電池的電解液為___________（填“酸性”或“堿性”）溶液，充電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_________。

【答案】（1）Fe(OH)3，pH計(jì)（或pH傳感器）；

（2）NiC2O42H2O，向漏斗中加蒸餾水至浸沒固體，待其自然流干后重復(fù)2~3次；

（3）NiC2O4+2OH-==Ni(OH)2+C2O42-，8.0×105；

（4）2H2O+2e-==H2↑+2OH-（或2H++2e-==H2↑），2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═=2Ni(OH)3+2Cl-；

（5）堿性，2Ni(OH)2-2e-+2OH-==Ni2O3+3H2O。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)溶度積的數(shù)量級(jí)，F(xiàn)e(OH)3最小，因此調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e3＋先沉淀出來，即Fe(OH)3，Fe3＋和Al3＋轉(zhuǎn)化成沉淀，需要控制溶液的OH，因此需要OH計(jì)；(2)過濾①加入Na2C2O4且根據(jù)信息②，出現(xiàn)的沉淀是NiC2O4·2H2O，洗滌沉淀的方法是：向漏斗中加蒸餾水至浸沒固體，待其自然流干后重復(fù)2~3次；（3）過根據(jù)溶度積，沉淀轉(zhuǎn)化成更難溶的Ni(OH)2，因此離子反應(yīng)式為NiC2O4＋2OH－=Ni(OH)2＋C2O42－，K=c(C2O42－)/c2(OH－)=c(C2O42－)×c(Ni2＋)/=c(C2O42－)×c(Ni2＋)/[c2(OH－)×(c(Ni2＋)]=Ksp(NiC2O4)/Ksp(Ni(OH)2=4×10－10/5×10－16=8.0×105；(4)電解液為氯化鈉的水溶液，根據(jù)電解原理，陽離子在陰極放電，按照放電順序是H＋放電，即2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陽極上反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑，因此氧化的離子反應(yīng)式為：2Ni(OH)2+2OH－+Cl2=2Ni(OH)3+2Cl－；(5)產(chǎn)物是Fe(OH)2和Ni(OH)2，因此電解液為堿性，充電時(shí)電池的正極接電源的正極，反應(yīng)式是正極反應(yīng)式的逆過程，因此是2Ni(OH)2-2e－+2OH－=Ni2O3+3H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。

(1)鈦鐵合金是鈦系儲(chǔ)氫合金的代表，該合金具有放氫溫度低、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。

①Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為________________。

②Fe的基態(tài)原子共有________種不同能級(jí)的電子。

(2)制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是______________(用元素符號(hào)表示)。

②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型，COCl2分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為____________，中心原子的雜化方式為____________。

(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。則熔點(diǎn)：NiO____________(填“>”、“<”或“＝”)FeO。

(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲(chǔ)氫材料，具有大容量、高壽命、耐低溫等特點(diǎn)，在日本和中國已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①該晶體的化學(xué)式為________________。

②已知該晶胞的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1，密度為d g·cm－3。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的體積是____________cm3(用含M、d、NA的代數(shù)式表示)。

[化學(xué)—選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】配制一定體積一定濃度的NaOH溶液時(shí)，下列操作導(dǎo)致結(jié)果偏高的是

A．稱量NaOH固體時(shí)動(dòng)作緩慢 B．定容時(shí)俯視刻度線

C．定容后振蕩發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線 D．未洗滌燒杯和玻璃棒

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】一定條件下存在反應(yīng)：CO(g）+H2O(g）CO2(g）+H2(g），ΔH<0�，F(xiàn)有三個(gè)相同的2L恒

容絕熱(與外界沒有熱量交換） 密閉容器I、II、III，在I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在II中充入1 mol CO2和1 mol H2，在III中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃條件下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是（ ）

A. 容器I、II中正反應(yīng)速率相同

B. 容器I中CO 的物質(zhì)的量比容器II中的多

C. 容器I、III中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同

D. 容器I中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器II中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】【化學(xué)一選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

銅也是日常生活中常見的金屬，它的單質(zhì)及化合物在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的用途。請(qǐng)回答以下問題:

（1）超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、傕化劑等，制備方法如下:

寫出基態(tài)Cu的外圍電子排布式________________，銅元素位于周期表中笫______________族；NH4CuSO3所含元素中第一電離能最大是____________（填元素符號(hào)）。

SO42-中心原子的雜化方式為___________，SO32-的空間構(gòu)型為__________。

③ 將NH4CuSO3溶于足量稀硫酸中，有剌激性氣味的氣體放出，該氣體是__________，所得溶液呈__________色。

（2）某學(xué)生向CuSO4濃液中加入少量氨水生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水沉淀溶解，得到 深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4 H2O晶體。

①下列說法正確的是_______(填代號(hào)）

A．氨氣極易溶于水，是因?yàn)镹H3和H2O之間形成了極性共價(jià)鍵

B．NH3和H2O中心原子的雜化方式相同，鍵角也相同

c．Cu(NH3)4SO4所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵

d．[Cu(NH3)4]SO4中配離子的空間構(gòu)型為正方形

②請(qǐng)解釋加入乙醇后析出晶體的原因________________。

（3）Cu晶體的堆積方式如右圖所示，設(shè)Cu原子半徑為a，晶體中Cu原子的配位數(shù)為______________，晶體的空間利用率為________________。（已知:，列式并計(jì)算出結(jié)果）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)與日常生活密切相關(guān)，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）

A. 氫氧化鋁可作抗酸藥 B. “84”消毒液的有效成分是NaClO

C. 濃硫酸可刻蝕石英制藝術(shù)品 D. 醬油中添加的補(bǔ)鐵劑中含有維生素C

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】CO是現(xiàn)代化工生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料，下列有關(guān)問題都和CO的使用有關(guān)。

（1） 工業(yè)上可利用CO生產(chǎn)乙醇:

2CO（g）＋4H2（g）CH3CH2OH（g）＋H2O（g） ΔH1

又已知：H2O（l）=== H2O（g） ΔH2

CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g） ΔH3

工業(yè)上也可利用CO2（g）與H2（g）為原料合成乙醇：

2CO2（g）＋6H2（g） CH3CH2OH（g）＋3H2O（l） ΔH

則：ΔH與ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系是：ΔH＝___________________。

（2）一定條件下，H2、CO在體積固定的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：

4H2（g）+2CO（g）CH3OCH3（g）+H2O（g），下列選項(xiàng)能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)的有___ 。

A．2v（H2）= v（CO）

B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率

C．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化

（3）工業(yè)可采用CO與H2反應(yīng)合成再生能源甲醇，反應(yīng)如下:

CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20molH2，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如（圖1）所示。

①合成甲醇的反應(yīng)為 （填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。

②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為 。

③若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，容器的體積為10L，則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為_________L。

④（圖2）中虛線為該反應(yīng)在使用催化劑條件下關(guān)于起始?xì)錃馀cCO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖． 當(dāng)其條件完全相同時(shí)，用實(shí)線畫出不使用催化劑情況下CO平衡轉(zhuǎn)化率的示意圖．

⑤CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如（圖3）所示，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)條件控制在250 ℃、 1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是__________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】碳、氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用，請(qǐng)回答下列問題:

（1）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ mol-1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2

若2 molCH4還原NO2至N2，整個(gè)過程中放出的熱量為1734 kJ，則△H2=_________；

（2）據(jù)報(bào)道，科學(xué)家在一定條件下利用Fe2O3與甲烷反應(yīng)可制取“納米級(jí)”的金屬鐵，其反應(yīng)如下：Fe2O3(s)+3CH4(g)===2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0

① 若反應(yīng)在5 L的密閉容器中進(jìn)行，1 min后達(dá)到平衡，測得Fe2O3在反應(yīng)中質(zhì)量減少3.2g。則該段時(shí)間內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為__________mol/(L·s)

② 若該反應(yīng)在恒溫恒壓容器中進(jìn)行，能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________(選填序號(hào)）

A．CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率

B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

c．v(CO)與v(H2)的比值不變

D．固體的總質(zhì)量不變

③該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)某物理量隨溫度變化如圖所示，當(dāng)溫度由T1升高到T2時(shí)，平衡常數(shù)KA________KB(填“>”、“<”或“=”)，縱坐標(biāo)表示的物理量可能是__________(填字母)。

A．H2的逆反應(yīng)速率

B．CH4的的體枳分?jǐn)?shù)

C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量

D．CO的體積分?jǐn)?shù)

（3）而一些科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）實(shí)現(xiàn)氨的電化學(xué)合成，從而大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率。電化學(xué)合成氨過程的總反應(yīng)式為N2＋3H22NH3，該過程中還原反應(yīng)的方程式為________________。

（4）若往20 mL0.01mol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液，測得混合溶液的溫度變化如下圖所示，下列有關(guān)說法正確的是_____________(填標(biāo)號(hào))

①該燒堿溶液的濃度為0.02mol/L

②該燒堿溶液的濃度為0.01mol/L

③HNO2的電離平衡常數(shù)：b點(diǎn)>a點(diǎn)

④從b點(diǎn)到c點(diǎn)，混合溶液中一直存在：c(Na+)> c(NO2－) >c(OH－)> c(H+)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】用大理石粉末與3mol/L鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體，若要增大反應(yīng)速率，可采取的措施是（　 �。�

A. 加入水 B. 改用1mol/L鹽酸 C. 改用塊狀大理石 D. 適當(dāng)升高溫度．

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