目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。

Ⅰ.(镍粉制备):

工业用电解镍新液(主要含NiSO4、NiCl2等)制备碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O],并利用其制备镍粉的流程如下:

(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4 + 3Na2CO3 + 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2 +3Na2SO4 + 2CO2↑,生成的气体直接排放对环境的影响是___________。

(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件。

分析上图,反应器中最适合的温度及pH分别为__________、8.3。

(3)生产中,pH逐渐增加,生成Ni(OH)2含量也相对增加,则生成的碱式碳酸镍晶体中,镍的含量将_____________(填“升高”、“降低”或“不变”)。

(4)操作2含过滤、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.(测定碱式碳酸镍晶体的组成):

为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]组成,某小组设计了如下实验方案及装置:

(资料卡片)

①碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2和H2O

②碱石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O

(实验步骤)

①检查装置气密性;②准确称取7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C、D、E的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;⑥分别准确称量装置C、D、E的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)。

装置C/g

装置D/g

装置E/g

加热前

250.00

190.00

190.00

加热后

252.16

190.88

190.00

(实验分析及数据处理)

(5)实验过程中步骤③鼓入空气的目的是__________。装置A的作用是______。

(6)计算7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]完全分解中镍元素的质量__。最终通过计算得到了碱式碳酸镍晶体的组成,x:y:z=_______

(实验反思)

(7)另一小组同学加热时在酒精灯上加了铁丝网罩,实验结束后,称得装置B中残留固体质量明显偏大。经查阅资料发现:在温度控制不当导致温度过高时,NiO会部分被氧化成Ni2O3。 该组同学称得的残留固体混合物的质量可能是_____________。

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

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