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(14分，每空2分))镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由【电解池原理】
2016-12-24 23:37:08
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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填空题 (14分，每空2分))镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2?碳粉?氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴来源:91考试网 91EXAm.org趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4> NiC2O4·H2O > NiC2O4·2H2O
③Ksp[Ni(OH)2]=5．0×10-16， Ksp（NiC2O4）=5．0×10-10；
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为 (填物质名称)。
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为 (填化学式)。
（3）写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式： 。
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式： 。
（5）电解过程中阴极反应式 ，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式 。
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3?负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
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填空题 (14分，每空2分))镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2?碳粉?氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4> NiC2O4·H2O > NiC2O4·2H2O
③Ksp[Ni(OH)2]=5．0×10-16， Ksp（NiC2O4）=5．0×10-10；
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为 (填物质 名称)。
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为 (填化学式)。
（3）写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式： 。
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式： 。
（5）电解过程中阴极反应式 ，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式 。
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3?负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
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本题答案：(14分)
（1）碳粉
本题解析：
试题分析：（1）电极材料中Ni(OH)2?氧化铁、铝均与盐酸反应，只有碳粉不与盐酸反应，所以残渣的主要成分是碳粉；
（2）根据流程图可知，该流程的最终产品是Ni(OH)3，所以应将铝离子、铁离子沉淀，则加入NiO，调节溶液的pH的目的是使铁离子、铝离子沉淀，生成Fe(OH)3?Al(OH)3；
（3）根据NiC2O4晶体的溶解度，NiC2O4·2H2O的溶解度最小，所以加入Na2C2O4与NiCl2发生复分解反应生成NiC2O4·2H2O沉淀和NaCl，化学方程式是NiCl2+Na2C2O4+2H2O
NiC2O4·2H2O↓+2NaCl；
（4）根据已知③可知Ni(OH)2比NiC2O4更难溶，所以加入氢氧化钠溶液，则NiC2O4·2H2O沉淀转化为Ni(OH)2沉淀，离子方程式是NiC2O4·2H2O+2OH-=Ni(OH)2+C2O42-+2H2O；
（5）过滤1得到的滤液为NaCl溶液，则阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H2O +2e-==H2↑+2OH-；电解食盐水得到的产物氯气具有强氧化性，可氧化Ni(OH)2为Ni(OH)3，同时氯气被还原为氯离子，离子方程式是2Ni(OH)2+2OH-+Cl2
2Ni(OH)3+2Cl-；
（6）A、根据电池反应方程式可知，Fe失去电子与氢氧根离子结合为氢氧化亚铁，所以Fe做负极，Ni2O3发生还原反应，与氢氧根离子结合为Ni(OH)2，所以Ni2O3为正极，电解液为碱性，正确；B、放电时负极是Fe失去2个电子与氢氧根离子结合为氢氧化亚铁，正确；C、充电时，阴极发生还原反应，元素的化合价降低，则氢氧化亚铁得到电子生成Fe和氢氧根离子，所以阴极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，pH升高，错误；D、电池充电时，阳极发生氧化反应，元素的化合价升高，所以是Ni(OH)2失去电子，与氢氧根离子结合生成Ni2O3和H2O，电极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，正确，答案选C。
考点：考查对工艺流程的分析判断，电化学反应原理的应用
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】
God help the poor, for the rich can help themselves. 愿上帝帮助穷人，因为富人无需帮助。
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