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碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料.以含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下:(1)加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是.(2)已知Ksp[Ni(OH)

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碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料.以含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下:
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(1)加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是___.
(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1,调节pH的范围是___.
(3)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式:___.
(4)若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni(OH)2,其组成可表示为xNiOOH•yNi(OH)2.现称取9.18g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0mol•L-1 Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL.取出20.00mL,用0.010mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00mL,试通过计算确定x、y的值(写出计算过程).涉及反应如下(均未配平):NiOOH+Fe2++H+-Ni2++Fe3++H2O  Fe2++MnO4-+H+-Fe3++Mn2++H2O.
▼优质解答
答案和解析
(1)确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液,加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成,判断镍离子是否全部沉淀,具体操作步骤为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;
故答案为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;
(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1
Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)×c2(OH-)=2×10-15,c(OH-)=
2×10-15
2×10 -5
=10-5mol/L,c(H+)=
10 -14
10 -5
=10-9mol/L,pH=9;
c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1,调节pH的范围是pH≥9;
故答案为:pH≥9;
(3)空气中加热Ni(OH)2和空气中氧气反应生成NiOOH和水,原子守恒配平书写化学方程式为:4Ni(OH)2+O2
  △  
.
 
4NiOOH+2H2O,
故答案为:4Ni(OH)2+O2
  △  
.
 
4NiOOH+2H2O;
(4)消耗KMnO4物质的量:0.01 mol•L-1×0.02L=2×10-4 mol
与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量:2×10-4 mol×5×(200÷20)=0.01 mol
Fe2+总物质的量:1.0 mol•L-1×0.1 L=0.1 mol
与NiOOH反应的Fe2+的物质的量:0.1 mol-0.01 mol=0.09 mol
n(NiOOH)=0.09 mol
m(NiOOH)=91.7 g•mol-1×0.09 mol=8.253 g
n[Ni(OH)2]=
9.18g-8.253g
92.7g•mol-1
=0.01 mol
x:y=n(NiOOH):n[Ni(OH)2]=0.09 mol:0.01 mol=9:1,
即x=9、y=1,
答:x、y的值分别为9,1.
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