Question

【題目】蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應是：NiO2＋Fe +2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2

（1）金屬鎳在元素周期表中的位置是______________。

（2）此蓄電池放電時，該電池發(fā)生氧化反應的物質(zhì)是________（城序號）。

A. NiO2 B．Fe C. Fe(OH)2 D.Ni(OH)2

（3）此蓄留電池充電時，陽極的電極反應式是____________。

（4）用該蓄電池電解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.1mo電子，且電解池的電極均為惰性電極。陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是________；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的pH=________________。

（5）該電池電極材料對環(huán)境有危害。在對電池進行回收處理過程中遇到以下問題：己知：常溫下Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。某溶液中含有0.1mol/L的Ni2+和0.1mol/LFe3+，當逐滴加入NaOH溶液（忽略溶液體積改變），

①先沉淀的離子是________。

②要想使Fe3+沉淀完全，Ni2+不沉淀，溶液的pH需控制的范圍是__________。

Answer 1

【答案】（1）第四周期第VIII族；（2）B；（3）Ni(OH)2+2OH-=NiO2+2H2O

（4）1.12L；13；（5）①Fe3+；②3<pH<7

【解析】

試題分析：（1）鎳的原子序數(shù)是28，因此金屬鎳在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族；

（2）蓄電池放電時相當于原電池，該電池發(fā)生氧化反應的電極是負極，因此發(fā)生反應的物質(zhì)是鐵，答案選B；

（3）蓄留電池充電時相當于電解，陽極失去電子，是原電池中正極反應的逆反應，則電極反應式是Ni(OH)2+2OH-=NiO2+2H2O；

（4）惰性電極電解氯化鈉溶液，陽極是氯離子放電，產(chǎn)生氯氣，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.1mo電子，則根據(jù)方程式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知此時氯氣是0.05mol，在標準狀況下的體積是1.12L，用該蓄電池電解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL，且電解池的電極均為惰性電極。陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是0.05mol×22.4L/mol＝1.12L；根據(jù)方程式可知同時還有0.1mol氫氧化鈉生成，因此將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液中氫氧根的濃度是0.1mol÷1L＝0.1mol/L，所以溶液的pH=13。

（5）①產(chǎn)生Ni(OH)2時需要氫氧根的濃度是，產(chǎn)生氫氧化鐵時需要氫氧根的濃度是，所以先沉淀的離子是Fe3+。

②根據(jù)①中分析可知鐵離子開始沉淀時溶液的pH＝3，鎳離子開始沉淀時溶液的pH＝7，所以要想使Fe3+沉淀完全，Ni2+不沉淀，溶液的pH需控制的范圍是3<pH<7。