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 > NiC2O42H2O。

③ Ksp[Ni(OH)2]： 5．0×10-16 ， Ksp（NiC2O4）： 4．0×10-10。

認真研讀題給信息，回答下列問題：

（1）酸溶后所留殘渣的主要成份 （填物質名稱）。

（2）用NiO調節溶液的pH，析出沉淀的成分為____________________（填化學式）；

（3）寫出加入Na2C2O4溶液后反應的化學方程式_____________________________。

（4）寫出加入NaOH溶液所發生反應的離子方程式 ，該反應的平衡常數為 。

（5）電解過程中陰極反應式為： ，沉淀Ⅲ可被電解所得產物之一氧化，寫出氧化反應的離子方程式： 。

（6）鐵鎳蓄電池，放電時總反應：Fe+Ni2O3+3H2O =Fe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有關該電池的說法不正確的是 。

A．電池的電解液為堿性溶液，電池的正極為Ni2O3，負極為Fe

B．電池充電時，陰極附近溶液的pH降低

C．電池放電時，負極反應為Fe+20H一一2e一 Fe(OH)2

D．電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2+20H一一2e一 Ni2O3+3 H2O

Answer 1

【答案】（1）碳粉

（2）Fe(OH)3；Al(OH)3；

（3）Na2C2O4+NiCl2+2H2O=2NaCl+NiC2O4·2H2O↓

（4）NiC2O4+2OH-=Ni(OH)2↓+C2O42-（2分）8．0×105L．mol-1

（5）2H2O+2e-═H2↑+2OH-；（2分）2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-

（6）B

【解析】

試題分析：（1）碳粉不溶于水、酸，酸溶后所留殘渣的主要成份為碳粉。

故答案為：碳粉；

（2）用NiO調節溶液的pH，先生成Fe(OH)3沉淀，然后生成Al(OH)3沉淀。

故答案為：Fe(OH)3；Al(OH)3；

（3）NiCl2可與Na2C2O4反應生成NiC2O42H2O和NaCl，反應的化學方程式為NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O42H2O↓+2NaCl。

故答案為：Na2C2O4+NiCl2+2H2O=2NaCl+NiC2O42H2O↓；

（4）加入NaOH溶液，NiC2O4沉淀轉化為Ni（OH）2，NiC2O4+2OH-Ni（OH）2+C2O42-，根據Ksp(NiC2O4)：4.0×10-10，c(Ni2+)=c(C2O42-)= =2×10-5mol/L；

根據Ksp[Ni(OH)2]：5.0×10-16，c2(OH-)= = =2.5×10-11mol2/L2；

則該反應的平衡常數= =8×105L/mol。

故答案為：NiC2O4+2OH-= Ni(OH)2↓+C2O42-；8．0×105L．mol-1；

（5）電解過程中陰極反應是水得電子產生氫氣，電解NaCl溶液可以得到氧化性物質氯氣，所以沉淀Ⅲ可被電解所得產物Cl2氧化生成Ni(OH)3，電極反應式為：2H2O+2e-═H2↑+2OH-；Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-。

故答案為：2H2O+2e-═H2↑+2OH-；2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-；

（6）A．根據鐵鎳蓄電池放電時總反應：Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2，可判斷電解液為堿性，故A正確；B．充電時消耗氫氧根，陰極附近溶液的pH升高，故B錯誤；C．電池放電時，負極反應為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，故C正確；D．電池充電時，陽極反應為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，故D正確

故答案為：B。