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、A1，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，发生反应的化学方程式为________________。

（2）“溶解”时放出的气体为_________（填化学式)。

（3）“氧化1”时，酸性条件下，溶液中的Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，其离子方程式为______________。

（4）己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__________；过滤2所得滤渣的成分为___________(填化学式)。

（5）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式______________。

（6）若加热不充分，则制得的NiOOH中会混有Ni(OH)₂，其组成可表示为xNiOOH·y Ni(OH)₂。现称取8.29g xNiOOH·y Ni(OH)₂样品溶于稀硫酸，搅拌至溶液澄清，定容至200mL,从中移取20.00 mL,用0.010mol·L^-1的KMnO₄标准溶液滴定，重复上述操作2次，平均消耗KMnO₄ 标准溶液 20.00 mL。已知 5Ni²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Ni³⁺+Mn²⁺+4H₂O，则x=_________，y=_________。

Answer

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ H2和 H2S 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 5.6〜6.2 Cr(OH)3和 Fe(OH)3 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O 8 1

【解析】(1)“浸泡除铝”时，氢氧化钠将铝溶解，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

(2)“溶解”时，硫酸与Ni、Cr、FeS反应，放出的气体为H2和 H2S，故答案为：H2和 H2S；

(3)“氧化1”时，酸性条件下，次氯酸钠将溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；

(4)根据金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH表，“调pH 1”时，目的是将Fe3+和Cr3+除去，因此溶液pH范围为5.6〜6.2，过滤2所得滤渣的成分为Cr(OH)3和 Fe(OH)3，故答案为：5.6〜6.2；Cr(OH)3和 Fe(OH)3；

(5)在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式为4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O，故答案为：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O；

(6)消耗KMnO4物质的量：0.01 mol•L-1×0.02L=2×10-4 mol，根据5Ni2++MnO4-+8H+=5Ni3++Mn2++4H2O可知，样品中含有的Ni2+物质的量：2×10-4 mol×5×(200÷20)=0.01 mol，0.01 mol的Ni(OH)2的质量为93g/mol×0.01 mol=0.93g，则NiOOH的质量为8.29g-0.93g=7.36g，物质的量为=0.08mol，x：y=n(NiOOH)：n[Ni(OH)2]=0.08 mol：0.01 mol=8：1，则x=8，y=1，故答案为：8；1。