Question

【題目】鎳粉常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產，也常用作催化劑。

I．（鎳粉制備）：工業用電解鎳新液(主要含NiSO4、NiCl2)制備堿式碳酸鎳晶體xNiCO3yNi(OH)2zH2O，并利用其制備鎳粉的流程如下：

(1)反應器中一個重要反應為：3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni(OH)2↓+3Na2SO4+2X，X的化學式為____。

(2)操作1名稱是_____ , 洗滌操作1所得固體時，需用純水洗滌，檢驗其洗凈的方法(寫出步驟、現象)___________________ 。

(3)操作2含過濾、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作，其中95%酒精浸泡的目的 ______。

(4)物料在反應器中反應時需控制反應條件。分析下圖，反應器中最適合的溫度及pH分別為 ________________________ 。

(5)生產中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2量也相對增加，則生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將__________填“升高”、“降低”或“不變”)。

Ⅱ．（測定堿式碳酸鎳晶體的組成）

為測定堿式碳酸鎳晶體(xNiCO3yNi(OH)2zH2O組成，某小組設計了如下實驗方案及裝置：

（資料卡片）

(1)堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO2及H2O

(2)400℃左右，NiO會氧化生成Ni2O3．

（實驗步驟）：

①連接裝置，_______ ；②準確稱取3.77g xNiCO3yNi(OH)2zH2O放在B裝置中，連接儀器；③打開彈簧夾a，緩緩鼓入一段時間空氣，稱量裝置C、D的質量；④關閉彈簧夾a，加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出；⑤___________；⑥準確稱量裝置C、D的質量；⑦根據數據進行計算(相關數據如下表)

	裝置C/g	裝置D/g	裝置E/g
加熱前	200.00	180.00	180.00
加熱后	201.08	180.44	180.00

（實驗分析及數據處理）：

(1)完善實驗步驟中的填空：① 連接裝置，_______ ；⑤___________。

(2)裝置A的作用： 實驗開始前、實驗完畢時分別是__________________________

(3)計算xNiCO3yNi(OH)2zH2O中x：y：z的值是______________。(寫出計算過程)

Answer 1

【答案】 CO2 過濾 向最后一次洗滌所得溶液中加入BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液或Ba(OH) 2溶液，觀察到：沒有沉淀生成。 使固體表面的水分分散到酒精中，便于固體快速晾干； 55 8.3 升高 檢查裝置氣密性 緩緩通空氣一段時間 排盡裝置中原有的CO2和水蒸氣 將裝置B中的CO2和水蒸氣完全排出 x：y：z=1:2:4

【解析】I、（1）根據質量守恒定律反應，前后原子的總類和數目不變，

3NiSO4+ 3Na2CO3+ 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2+3Na2SO4+ 2X，

反應前：Ni：3 反應后：Ni：3

S：3 S：3

O：23 O：19

H：4 H：4

C：3 C：1

所以X為：CO2

(2) 操作1將固體和液體分開，所以操作1為過濾；洗滌的目的是將堿式碳酸鎳晶體表面的硫酸鈉溶液等除去，檢驗其洗滌的是否干凈，即檢查是否有硫酸根離子，可向最后一次洗滌所得溶液中加入BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液或Ba(OH)2溶液，觀察到不生成沉淀，說明已經洗干凈；(3)用95％酒精浸泡的目的是使固體表面的水分分散到酒精中，便于固體快速晾干；(4) 反應器中雜質的含量越低越好，所以最適合的溫度為55，最適合的pH為8.3；(5) 在NiCO3中鎳的含量小于Ni(OH)2中鎳的含量，生產中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對增加，NiCO3的含量相對減小，則生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將升高；Ⅱ． 【實驗分析及數據處理】：(1) 做有關氣體的制取和性質實驗前，應先檢查裝置的氣密性；加熱后，為了將堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成的CO2及H2O完全被裝置C、D吸收，緩緩通一段時間除去水分和二氧化碳的空氣；(2)裝置A的作用是實驗開始前左側通空氣的目的是排盡裝置中原有的CO2和水蒸氣；實驗完畢時左側通空氣的目的是將裝置B中的CO2和水蒸氣完全排出 ； (3) 裝置C增加的質量（1.08g）為生成水的質量，裝置D增加的質量（0.44g）為生成二氧化碳的質量；所以NiO的質量為3.77g-1.08g-0.44g=2.25g

xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O （x+y）NiO + xCO2↑ + （y+z）H2O

75（x+y） 44x 18（y+z）

/span> 2.25g 0.44g 1.08g

75（x+y）/ 2.25g= 44x/ 0.44g=18（y+z）/1.08g

解得：x：y：z=1:2:4。