Question

【題目】目前全世界的鎳（Ni）消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅，居有色金屬第五位。鎳常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產(chǎn)，也常用作催化劑。

Ⅰ．（鎳粉制備）：

工業(yè)用電解鎳新液（主要含NiSO4、NiCl2等）制備堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]，并利用其制備鎳粉的流程如下：

（1）反應(yīng)器中的一個(gè)重要反應(yīng)為3NiSO4 + 3Na2CO3 + 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2 +3Na2SO4 + 2CO2↑，生成的氣體直接排放對(duì)環(huán)境的影響是___________。

（2）物料在反應(yīng)器中反應(yīng)時(shí)需要控制反應(yīng)條件。

分析上圖，反應(yīng)器中最適合的溫度及pH分別為__________、8.3。

（3）生產(chǎn)中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對(duì)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”）。

（4）操作2含過濾、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作。其中使用95%酒精浸泡的目的是_________

Ⅱ．（測(cè)定堿式碳酸鎳晶體的組成）：

為測(cè)定堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]組成，某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案及裝置：

（資料卡片）

①堿式碳酸鎳晶體受熱會(huì)完全分解生成NiO、CO2和H2O

②堿石灰是NaOH和CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O

（實(shí)驗(yàn)步驟）

①檢查裝置氣密性；②準(zhǔn)確稱取7．54g堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]放在B裝置中，連接儀器；③打開彈簧夾a，鼓入一段時(shí)間空氣，分別稱量裝置C、D、E的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾a，加熱裝置B至裝置C中導(dǎo)管末端無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾a，緩緩鼓入一段時(shí)間空氣；⑥分別準(zhǔn)確稱量裝置C、D、E的質(zhì)量；⑦根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算（相關(guān)數(shù)據(jù)如下表）。

	裝置C/g	裝置D/g	裝置E/g
加熱前	250．00	190．00	190．00
加熱后	252．16	190．88	190．00

（實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理）

（5）實(shí)驗(yàn)過程中步驟③鼓入空氣的目的是__________。裝置A的作用是______。

（6）計(jì)算7.54g堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]完全分解中鎳元素的質(zhì)量__。最終通過計(jì)算得到了堿式碳酸鎳晶體的組成，x:y:z=_______

（實(shí)驗(yàn)反思）

（7）另一小組同學(xué)加熱時(shí)在酒精燈上加了鐵絲網(wǎng)罩，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得裝置B中殘留固體質(zhì)量明顯偏大。經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)：在溫度控制不當(dāng)導(dǎo)致溫度過高時(shí)，NiO會(huì)部分被氧化成Ni2O3。 該組同學(xué)稱得的殘留固體混合物的質(zhì)量可能是_____________。

A 4.5g B 4.6g C 4.98g D 5.2g

Answer 1

【答案】溫室效應(yīng) 55℃ 升高 便于快速晾干 排盡裝置中原有的CO2和水蒸氣 除去進(jìn)入裝置的空氣中的CO2和水蒸氣 3.54 1:2:4 B

【解析】

（1）生成的氣體是二氧化碳，二氧化碳會(huì)造成“溫室效應(yīng)”；

（2）由圖可知，反應(yīng)器中溫度為55℃、pH為8.3時(shí)，雜質(zhì)含量最低，故填：55℃；

（3）Ni(OH)2中Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：，碳酸鎳中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：，氫氧化鎳中鎳的含量比碳酸鎳中鎳的含量高，故生產(chǎn)中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對(duì)增加，則生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將升高；

（4）操作2含過濾、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作。其中使用95%酒精浸泡的目的是：酒精易揮發(fā)，便于快速晾干；

（5）實(shí)驗(yàn)過程中步驟③鼓入空氣的目的是：排盡裝置中原有的CO2和水蒸氣；

裝置A的作用是：除去進(jìn)入裝置的空氣中的CO2和水蒸氣，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定造成影響；

（6）堿式碳酸鎳晶體受熱會(huì)完全分解生成NiO、CO2和H2O，反應(yīng)生成水的質(zhì)量是：252.16g-250.00g=2.16g，反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是：190.88g-190.00g=0.88g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，生成NiO的質(zhì)量為：7.54g-0.88g-2.16g=4.5g，故鎳元素的質(zhì)量為：；

堿式碳酸鎳晶體受熱會(huì)完全分解生成NiO、CO2和H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，

y=2x

z=2y

故x:y:z=1:2:4；

（7）如果生成的固體全部都是Ni2O3，則Ni2O3的質(zhì)量為：，如果全部是NiO，質(zhì)量為4.5g，NiO會(huì)部分被氧化成Ni2O3。故稱得的殘留固體混合物的質(zhì)量是4.5g～4.98g。

故選B。