Question

12．鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)，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(duì)環(huán)境有危害．某興趣小組對(duì)該電池電極材料進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，F(xiàn)e³⁺不能氧化Ni²⁺．
②已知實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)的溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄•H₂O＞NiC₂O₄•2H₂O
③某溫度下一些金屬氫氧化物的K_sp及沉淀析出的理論pH如表所示：

M（OH）n	Ksp	開(kāi)始沉淀pH	沉淀完全pH
Al（OH）3	1.9×10-23	3.4	4.2
Fe（OH）3	3.8×10-38	2.5	2.9
Ni（OH）2	1.6×10-14	7.6	9.8

回答下列問(wèn)題：
（1）用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，依次析出沉淀ⅠFe（OH）₃和沉淀ⅡAl（OH）₃（填化學(xué)式）．
（2）寫(xiě)出加入Na₂C₂O₄溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式：NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄•2H₂O↓+2NaCl．
（3）檢驗(yàn)電解濾液時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體的方法：用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙．
（4）寫(xiě)出“氧化”反應(yīng)的離子方程式：2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-．
（5）如何檢驗(yàn)Ni（OH）₃已洗滌干凈？取最后一次洗滌液，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，證明沉淀已洗滌干凈．

Answer 1

分析 將廢舊鎳電池電極材料溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂+2HCl=NiCl₂+2H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，過(guò)濾得到的殘?jiān)�是C，向?yàn)V液中加入NiO，條件溶液的pH，根據(jù)流程圖知，生成的沉淀應(yīng)該是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，然后向?yàn)V液中加入Na₂C₂O₄溶液，發(fā)生反應(yīng)NiCl₂+Na₂C₂O₄=NiC₂O₄↓+2NaCl，過(guò)濾，將濾液電解，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，過(guò)濾得到的NiC₂O₄和NaOH反應(yīng)生成Ni（OH）₂，用氯氣將Ni（OH）₂氧化生成Ni（OH）₃，最后洗滌沉淀得到較純凈的Ni（OH）₃．
（1）根據(jù)表中開(kāi)始沉淀和沉淀完全PH數(shù)據(jù)解題；
（2）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應(yīng)生成NiC₂O₄•2H₂O和NaCl；
（3）濾液為氯化鈉溶液，電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣；
（4）過(guò)濾2得到Ni（OH）₂電解濾液1產(chǎn)生氯氣；
（5）取最后一次洗滌液，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，證明沉淀已洗滌干凈．

解答 解：將廢舊鎳電池電極材料溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂+2HCl=NiCl₂+2H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，過(guò)濾得到的殘?jiān)�是C，向?yàn)V液中加入NiO，條件溶液的pH，根據(jù)流程圖知，生成的沉淀應(yīng)該是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，然后向?yàn)V液中加入Na₂C₂O₄溶液，發(fā)生反應(yīng)NiCl₂+Na₂C₂O₄=NiC₂O₄↓+2NaCl，過(guò)濾，將濾液電解，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，過(guò)濾得到的NiC₂O₄和NaOH反應(yīng)生成Ni（OH）₂，用氯氣將Ni（OH）₂氧化生成Ni（OH）₃，最后洗滌沉淀得到較純凈的Ni（OH）₃，
（1）根據(jù)表中開(kāi)始沉淀和沉淀完全PH，F(xiàn)e（OH）₃開(kāi)始沉淀PH2.5沉淀完全PH2.9，Al（OH）₃開(kāi)始沉淀3.4沉淀完全PH4.2，
故答案為：Fe（OH）₃；Al（OH）₃ ；
（2）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應(yīng)生成NiC₂O₄•2H₂O和NaCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄•2H₂O↓+2NaCl，
故答案為：NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄•2H₂O↓+2NaCl；
（3）濾液為氯化鈉溶液，電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣，氯氣有強(qiáng)氧化性，故可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，
故答案為：用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；
（4）過(guò)濾2得到Ni（OH）₂電解濾液1產(chǎn)生氯氣，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-，
故答案為：2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-；
（5）取最后一次洗滌浸出液，加入硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則說(shuō)明未洗滌干凈，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，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，證明沉淀已洗滌干凈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離和提純，側(cè)重考查分析、推斷、計(jì)算能力，涉及離子反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、平衡常數(shù)的計(jì)算、沉淀的洗滌等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，為高考高頻點(diǎn)，明確每一步中發(fā)生的反應(yīng)及物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)分離方法即可解答，題目難度中等．