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:①NiO
2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl
2易溶于水,Fe
3+不能氧化Ni
2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp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0.28gFe,理论电池工作
s。(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)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10
-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);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
。