Question

【題目】堿式氧化鎳(NiOOH)可用作鎳氫電池的正極材料，可用廢鎳催化劑（主要含Ni、A1，少量Cr、FeS等)來制備，其工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）“浸泡除鋁”時，發生反應的化學方程式為________________。

（2）“溶解”時放出的氣體為_________（填化學式)。

（3）“氧化1”時，酸性條件下，溶液中的Fe2+被氧化為Fe3+，其離子方程式為______________。

（4）己知該條件下金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Ni2+	6.2	8.6
Fe2+	7.6	9.1
Fe3+	2.3	3.3
Cr3+	4.5	5.6

“調pH 1”時，溶液pH范圍為__________；過濾2所得濾渣的成分為___________(填化學式)。

（5）寫出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學方程式______________。

（6）若加熱不充分，則制得的NiOOH中會混有Ni(OH)2，其組成可表示為xNiOOH·y Ni(OH)2。現稱取8.29g xNiOOH·y Ni(OH)2樣品溶于稀硫酸，攪拌至溶液澄清，定容至200mL,從中移取20.00 mL,用0.010mol·L-1的KMnO4標準溶液滴定，重復上述操作2次，平均消耗KMnO4 標準溶液 20.00 mL。已知 5Ni2++MnO4-+8H+=5Ni3++Mn2++4H2O，則x=_________，y=_________。

Answer 1

【答案】 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ H2和 H2S 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 5.66.2 Cr(OH)3和 Fe(OH)3 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O 8 1

【解析】(1)“浸泡除鋁”時，氫氧化鈉將鋁溶解，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

(2)“溶解”時，硫酸與Ni、Cr、FeS反應，放出的氣體為H2和 H2S，故答案為：H2和 H2S；

(3)“氧化1”時，酸性條件下，次氯酸鈉將溶液中的Fe2+被氧化為Fe3+，離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案為：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；

(4)根據金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH表，“調pH 1”時，目的是將Fe3+和Cr3+除去，因此溶液pH范圍為5.66.2，過濾2所得濾渣的成分為Cr(OH)3和 Fe(OH)3，故答案為：5.66.2；Cr(OH)3和 Fe(OH)3；

(5)在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學方程式為4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O，故答案為：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O；

(6)消耗KMnO4物質的量：0.01 molL-1×0.02L=2×10-4 mol，根據5Ni2++MnO4-+8H+=5Ni3++Mn2++4H2O可知，樣品中含有的Ni2+物質的量：2×10-4 mol×5×(200÷20)=0.01 mol，0.01 mol的Ni(OH)2的質量為93g/mol×0.01 mol=0.93g，則NiOOH的質量為8.29g-0.93g=7.36g，物質的量為=0.08mol，x：y=n(NiOOH)：n[Ni(OH)2]=0.08 mol：0.01 mol=8：1，則x=8，y=1，故答案為：8；1。