镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO
2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成.放电过程中产生Ni(OH)
2和Fe(OH)
2,Fe(OH)
2最终氧化、脱水生成氧化铁.由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究.
已知:①NiCl
2易溶于水,Fe
3+不能氧化Ni
2+.
②某温度下一些金属氢氧化物的K
sp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH |
开始沉淀 | 沉淀完全 |
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为
;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.02gFe,理论电池工作
min.(写出计算式,已知F=96500C/mol.)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是
;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀
(填化学式).设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案:
.
②滤液Ⅲ中溶质的主要成分是
(填化学式);气体I为
,判断依据是
.