Question

7．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．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⁺，Cl₂可以氧化Ni（OH）₂．
②已知實驗溫度時的溶解度：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如下表所示：

M（OH）n	Ksp	開始沉淀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

試回答相關問題：
（1）用NiO調節溶液的pH，依次析出沉淀ⅠFe（OH）₃和沉淀ⅡAl（OH）₃（填化學式），調節過程中pH不能低于4.2．
（2）寫出加入Na₂C₂O₄溶液的反應的化學方程式NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄•2H₂O↓+2NaCl．
（3）寫出流程中，通入Cl₂發生“氧化”反應的離子方程式2Ni（OH）₂+2OH^-+Cl₂═2Ni（OH）₃+2Cl^-．
（4）如何檢驗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，發生反應Ni（OH）₂+2HCl=NiCl₂+2H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，過濾得到的殘渣是C，向濾液中加入NiO，條件溶液的pH，根據流程圖知，生成的沉淀應該是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，然后向濾液中加入Na₂C₂O₄溶液，發生反應NiCl₂+Na₂C₂O₄=NiC₂O₄↓+2NaCl，過濾，將濾液電解，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，過濾得到的NiC₂O₄和NaOH反應生成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，據此分析解答，
（1）根據表中開始沉淀和沉淀完全PH數據解題；
（2）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應生成NiC₂O₄•2H₂O和NaCl；
（3）過濾2得到Ni（OH）₂電解濾液1產生氯氣；
（4）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，發生反應Ni（OH）₂+2HCl=NiCl₂+2H₂O、Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，過濾得到的殘渣是C，向濾液中加入NiO，條件溶液的pH，根據流程圖知，生成的沉淀應該是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，然后向濾液中加入Na₂C₂O₄溶液，發生反應NiCl₂+Na₂C₂O₄=NiC₂O₄↓+2NaCl，過濾，將濾液電解，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，過濾得到的NiC₂O₄和NaOH反應生成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，
故答案為：Fe（OH）₃；Al（OH）₃；4.2；
（2）NiCl₂可與Na₂C₂O₄反應生成NiC₂O₄•2H₂O和NaCl，故答案為：NiCl₂+Na₂C₂O₄+2H₂O═NiC₂O₄•2H₂O↓+2NaCl；
（3）過濾2得到Ni（OH）₂電解濾液1產生氯氣，流程中，通入Cl₂二者發生氧化還原反應，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^-；
（4）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，則說明未洗滌干凈，若無白色沉淀，說明已洗滌干凈，
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．

點評 本題考查混合物的分離和提純，側重考查分析、推斷、計算能力，涉及離子反應方程式的書寫、沉淀的洗滌等知識點，綜合性較強，為高考高頻點，明確每一步中發生的反應及物質的性質、物質分離方法即可解答，題目難度中等．