Question

三氧化二鎳（Ni2O3）是一種重要的電子元件材料和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料（鎳、鐵、鈣、鎂合金為主）制取草酸鎳（NiC2O4·2H2O），再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。根據(jù)下列工藝流程示意圖回答問(wèn)題。

（1）操作1為　　　　。

（2）生產(chǎn)過(guò)程中多次進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作中需用到玻璃棒，下列實(shí)驗(yàn)操作中哪些操作中玻璃棒的作用完全相同的是　　　�。ㄌ钸x項(xiàng)字母）。

①配制0.1mol/L的H2SO4溶液

②測(cè)定Na2CO3溶液的pH

③用KI淀粉試紙檢驗(yàn)溶液中的氧化性離子

④加熱食鹽溶液制備N(xiāo)aCl晶體

⑤配制20%的KNO3溶液

A．①⑤　　B．②③　　C．④⑤　　D．①④

（3）加入H2O2發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為                              ；

加入Na2CO3溶液調(diào)pH至4.0～4.5，其目的為                                ；

加入NH4F后除掉的雜質(zhì)是                。

（4）草酸鎳（NiC2O4·2H2O）在熱空氣中干燥脫水后在高溫下煅燒三小時(shí)，制得Ni2O3，同時(shí)獲得混合氣體。草酸鎳受熱分解的化學(xué)方程式為                  。

（5）工業(yè)上還可用電解法制取Ni2O3。用NaOH溶液調(diào)節(jié)NiCl2溶液的pH至7.5，加入適量Na2SO4后采用惰性電極電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2有80%在弱堿性條件下生成ClO－，再把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。ClO－氧化Ni（OH）2生成Ni2O3的離子方程式為               。amol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為　　　　。

（6）電解法制取Ni2O3的實(shí)際過(guò)程中，有時(shí)獲得一種結(jié)晶水合物，已知含1molNi的該物質(zhì)中含有0.5mol結(jié)晶水。取該化合物20.2g進(jìn)行充分加熱，獲得Ni2O3固體和0.2mol水，則該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為　　                               　　。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】電解原理、配制一定濃度溶液計(jì)算

【答案解析】（15分，除注明外其余每空2分）

（1）加酸溶解，過(guò)濾（1分）     （2）BC

（3）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；  促進(jìn)Fe3＋水解沉淀完全（1分）；  Ca2＋、Mg2＋

（4）2NiC2O4Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑

（5）ClO－＋2Ni(OH)2===Cl－＋Ni2O3＋2H2O　1.25a mol

（6）NiOOH·H2O或2NiOOH·H2O

   解析：（1）分析框圖：含鎳廢料（鎳、鐵、鈣、鎂合金為主），要使之變成離子，應(yīng)該加酸溶解，溶解金屬，再除去不溶物過(guò)濾；
（2）①配制O.1mol/L的H2SO4溶液，攪拌引流作用；
②測(cè)定Na2CO3溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙上測(cè)定；
③用KI淀粉試紙檢驗(yàn) 溶液中氧化性離子，玻璃棒蘸取溶液滴在KI淀粉試紙上測(cè)定；
④加熱食鹽溶液制備N(xiāo)aCl晶體，玻璃棒攪拌避免局部受熱固體飛濺；
⑤配制20%的KNO3溶液，玻璃棒攪拌加速溶解；
所以②③和④⑤符合；故答案為：BC．
（3）加雙氧水的目的是氧化生成Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，加入碳酸鈉溶液的作用是調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全，再加入NH4F的目的是除去鈣離子、鎂離子，故最后加草酸時(shí)生成草酸鎳沉淀；
故答案為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，促進(jìn)鐵離子水解沉淀完全，Ca2+、Mg2+；
（4）草酸鎳（NiC2O4•2H2O）在熱空氣中干燥脫水后生成NiC2O4，NiC2O4再發(fā)生氧化還原反應(yīng)（Ni由+2價(jià)升高到+3價(jià)，則C由+3價(jià)降低到+2價(jià)，題中要求生成混合氣體，則另一氣體為CO2）生成Ni2O3、CO、CO2，再利用化合價(jià)升降相等，Ni：升高2×（3-2），C：升高1×（4-3），C：降低：3×（3-2），配平方程式為：2NiC2O4Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑；

（5）Cl由+1價(jià)降低到-1價(jià)，Ni由+2價(jià)升高到+3價(jià)，利用化合價(jià)升降相等可配平ClO-、Ni（OH）2、Cl-、Ni2O3的計(jì)量數(shù)，再利用H原子守恒配平水的計(jì)量數(shù)，最后可利用O原子檢查配平是否正確，得到離子方程式為：ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O；
 ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O
  1       2
n（ClO-） a mol 
則n（ClO-）=0.5 a mol
   Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O
0.8n（Cl2）   0.5 a mol 
則n（Cl2）=0.625 a mol
進(jìn)行電解時(shí)：2Cl--2e-═Cl2↑
                    2   1
              n（e-）  0.625 a mol 
則n（e-）=1.25a mol；
（6）0.2 mol水的質(zhì)量為3.6g，則m（Ni2O3）=20.2 g-3.6g=16.6g，n（Ni2O3）=0.1mol，即：n（Ni2O3）：n（H2O）=0.1mol：0.2 mol=1：2，再利用原子守恒寫(xiě)成結(jié)晶水合物的形式，“1mol該物質(zhì)中含有0.5 mol結(jié)晶水”，即NiOOH·H2O或整合成：2NiOOH•H2O；

【思路點(diǎn)撥】本題考查了流程分析推斷，實(shí)驗(yàn)操作步驟的分析判斷，化學(xué)方程式計(jì)算和電解原理分析應(yīng)用，題目綜合性較大，難度較大。