Question

碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料，可用废镍催化剂（主要含Ni、Al，少量Cr、FeS 等)来制备，其工艺流程如下：

 

回答下列问题：

(1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子反应方程式为_________________________;

(2)“溶解”时放出的气体为_______________ (填化学式);

(3)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Ni^2+	6.2	8.6
Fe^2+	7.6	9.1
Fe^3+	2.3	3.3
Cr^3+	4.5	5.6

“调pH 1”时，溶液pH范围为______________________；

(4) 在空气中加热Ni(OH)₂可得NiOOH,请写出此反应的化学方程式_____________;

(5) 金属铬在溶液中有多种存在形式, CrO₄^2—和Cr₂O₇^2—在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0mol/L的Na₂CrO₄溶液中c(Cr₂O₇^2—)随c(H⁺)的变化如图所示，用离子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的转化反应________________，根据A点数据计算出该转化反应的平衡常数为______________,温度升高，溶液中CrO₄^2—的平衡转化率减小，则该反应的△H____0（填“>”、“<”或“=”）。

Answer

2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ H2、H2S 5.6~6.2 4Ni(OH)2+O2 == 4NiOOH+2H2O 2CrO42— + 2H+ Cr2O72— + H2O；(不写可逆符号不得分) K=c(Cr2O72—)/[ c2 (CrO42—)×c2 (H+)]=0.25/[0.52×(10—7) 2]=1014 ＜

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）根据废镍中含有的成分，浸泡除铝过程中加入氢氧化钠，发生的离子反应方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H↑；（2）浸泡除铝后进行过滤，滤渣为Ni、Cr、FeS，加入稀硫酸溶解，Ni和Cr与稀硫酸反应生成H2,FeS与稀硫酸反应生成H2S，因此溶解过程中放出的气体为H2和H2S；（3）氧化1的目的是把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后调节pH，根据整个流程图和表格数据，调节pH的范围是5.6～6.2；（4）Ni(OH)2中Ni显＋2价，NiOOH中Ni显＋3价，化合价升高，因此氧气参与反应，Ni(OH)2＋O2→NiOOH，根据化合价的升降法进行配平，因此有4Ni(OH)2+O2 = 4NiOOH+2H2O ；（5）根据图像，Cr2O72－随着H＋浓度的增大而增大，不能完全进行到底，因此此反应是可逆反应，离子反应方程式为2CrO42－ + 2H＋Cr2O72－ + H2O；根据平衡常数的定义，平衡常数的表达式为K===1014；升高温度，CrO42－的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，正反应方向是放热反应，即△H<0；

点睛：本题难点是氧化还原反应方程式的书写，Ni(OH)2中Ni显＋2价，NiOOH中Ni显＋3价，化合价升高，因此氧气参与反应，Ni(OH)2＋O2→NiOOH，根据化合价的升降法进行配平，应是4Ni(OH)2＋O2→4NiOOH，会发现生成物缺少4molH原子和2molO原子，因此生成物还有2molH2O，反应方程式为：4Ni(OH)2+O2 = 4NiOOH+2H2O。