Ksp | 开始沉淀pH | 沉淀完全pH | |
Al(OH)3 | 1.9×10-33 | 3.43 | 4.19 |
Fe(OH)3 | 3.8×10-38 | 2.53 | 2.94 |
Ni(OH)2 | 1.6×10-14 | 7.60 | 9.75 |
NiC2O4 | 4.0×10-10 | -- | -- |
分析 废旧镍电池电极材料由Ni(OH)2、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成的,加入盐酸,其中碳粉不反应,过滤得到残渣为炭粉,结合信息①可知,滤液中含有NiCl2、AlCl3、FeCl3及未反应的HCl,加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤除去,滤液中加入Na2C2O4溶液,由(4)中NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O,所以生成的沉淀为NiC2O4•2H2O,沉淀中加入NaOH溶液,由溶度积可知转化为Ni(OH)2.过滤分离得到Ni(OH)2.过滤①的滤液主要是氯化钠溶液,电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气与氢气,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,氧化产物洗涤得到Ni(OH)3,应是Ni(OH)2被氯气氧化.
(6)若Fe(OH)3和Al(OH)3同时存在,由溶度积表达式可知$\frac{c(F{e}^{3+})}{c(A{l}^{3+})}$=$\frac{Ksp[Fe(O{H)}_{3}]}{Ksp[Al(OH)_{3}]}$.
解答 解:废旧镍电池电极材料由Ni(OH)2、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成的,加入盐酸,其中碳粉不反应,过滤得到残渣为炭粉,结合信息①可知,滤液中含有NiCl2、AlCl3、FeCl3及未反应的HCl,加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤除去,滤液中加入Na2C2O4溶液,由(4)中NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O,所以生成的沉淀为NiC2O4•2H2O,沉淀中加入NaOH溶液,由溶度积可知转化为Ni(OH)2,过滤分离得到Ni(OH)2.过滤①的滤液主要是氯化钠溶液,电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气与氢气,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,氧化产物洗涤得到Ni(OH)3,应是Ni(OH)2被氯气氧化.
(1)由上述分析可知,该工艺流程中多次重复利用的一种实验基本操作是:过滤,
故答案为:过滤;
(2)加入盐酸,其中碳粉不反应,过滤得到残渣为炭粉,
故答案为:炭粉;
(3)根据表中开始沉淀和沉淀完全pH,Fe(OH)3开始沉淀pH=2.53\沉淀完全pH=2.94,Al(OH)3开始沉淀pH=3.43、沉淀完全pH=4.19,用NiO调节溶液的pH,依次沉淀为:Fe(OH)3,Al(OH)3,由于小于连续测定pH,且精度较高,应选择pH计控制两种沉淀析出的pH,
故答案为:Fe(OH)3;Al(OH)3 ;C;
(4)NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O,所以生成的沉淀为NiC2O4•2H2O,反应的化学方程式为:NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4•2H2O↓+2NaCl;
故答案为:NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4•2H2O↓+2NaCl;
(5)沉淀Ⅲ为Ni(OH)2,被氯气氧化得到Ni(OH)3,该氧化反应的离子方程式为:2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-;
故答案为:2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-;
(6)若Fe(OH)3和Al(OH)3同时存在,由溶度积表达式可知$\frac{c(F{e}^{3+})}{c(A{l}^{3+})}$=$\frac{Ksp[Fe(O{H)}_{3}]}{Ksp[Al(OH)_{3}]}$=2.0×10-5,故答案为:2.0×10-5.
点评 本题考查化学工艺流程、物质的分离提纯、沉淀转化、电化学原理等,关键是对工艺流程的理解,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与迁移运用能力,难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 1:1 | B. | 2:1 | C. | 3:1 | D. | 9:2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 相同温度下,在水中,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 | |
B. | 将石灰水加入碳酸氢钠溶液中不产生沉淀,加入碳酸钠溶液中产生白色沉淀 | |
C. | 将100mL0.10mol/L盐酸溶液分别逐滴滴入到10mL1.00 mol/L的碳酸钠溶液或10mL1.00 mol/L碳酸氢钠溶液中,两者都能放出二氧化碳气体,但碳酸氢钠与酸反应产生二氧化碳的剧烈程度明显强于碳酸钠 | |
D. | 在一定温度下,物质的量浓度相同时,碳酸氢钠溶液的碱性弱于碳酸钠溶液 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 铝镁合金的硬度较大,钠钾合金的硬度较小 | |
B. | 因为钠的金属性比镁要强,所以钠的熔点比镁要高 | |
C. | 镁能置换硫酸铜中的铜,钠也能置换硫酸铜中的铜 | |
D. | 在空气中都能被点燃,生成的产物都是氧化物,无过氧化物 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 热的纯碱溶液去油污效果好 | |
B. | 将TiCl4溶于大量水,同时加热,可得TiO2 | |
C. | 用Na2CO3溶液和盐酸处理水垢中的CaSO4 | |
D. | FeCl3溶液加热后颜色变深 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 用氯化铵和氢氧化钙制NH3 | B. | 二氧化锰和浓盐酸制氯气 | ||
C. | 用锌粒和稀硫酸制H2 | D. | 用双氧水和二氧化锰制O2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 集气瓶中的离子方程式是:2CH3COOH+CO32-→2CH3COO-+H2O+CO2 ↑ | |
B. | 少量的CO2通入苯酚钠中生成苯酚和碳酸钠 | |
C. | 醋酸和苯酚钠发生反应 | |
D. | 该装置和相关实验现象能推出酸性强弱顺序为:CH3COOH>H2CO3 >C6H5OH |
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