Question

【題目】目前全世界的鎳（Ni）消費量僅次于銅、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，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）反應器中的一個重要反應為3NiSO4 + 3Na2CO3 + 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2 +3Na2SO4 + 2CO2↑，生成的氣體直接排放對環(huán)境的影響是___________。

（2）物料在反應器中反應時需要控制反應條件。

分析上圖，反應器中最適合的溫度及pH分別為__________、8.3。

（3）生產中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對增加，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”）。

（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．（測定堿式碳酸鎳晶體的組成）：

為測定堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]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和H2O

②堿石灰是NaOH和CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O

（實驗步驟）

①檢查裝置氣密性；②準確稱取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，鼓入一段時間空氣，分別稱量裝置C、D、E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打開彈簧夾a，緩緩鼓入一段時間空氣；⑥分別準確稱量裝置C、D、E的質量；⑦根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算（相關數(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

（實驗分析及數(shù)據(jù)處理）

（5）實驗過程中步驟③鼓入空氣的目的是__________。裝置A的作用是______。

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

（實驗反思）

（7）另一小組同學加熱時在酒精燈上加了鐵絲網(wǎng)罩，實驗結束后，稱得裝置B中殘留固體質量明顯偏大。經查閱資料發(fā)現(xiàn)：在溫度控制不當導致溫度過高時，NiO會部分被氧化成Ni2O3。 該組同學稱得的殘留固體混合物的質量可能是_____________。

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

Answer 1

【答案】溫室效應 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，二氧化碳會造成“溫室效應”；

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

（3）Ni(OH)2中Ni的質量分數(shù)為：，碳酸鎳中鎳的質量分數(shù)為：，氫氧化鎳中鎳的含量比碳酸鎳中鎳的含量高，故生產中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對增加，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）實驗過程中步驟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：除去進入裝置的空氣中的CO2和水蒸氣，防止對實驗結果的測定造成影響；

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

堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO2和H2O，該反應的化學方程式為：

，

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的質量為：，如果全部是NiO，質量為4.5g，NiO會部分被氧化成Ni2O3。故稱得的殘留固體混合物的質量是4.5g～4.98g。

故選B。