Question

【题目】碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一种绿色粉末，常用作催化剂和陶瓷着色剂，300 ℃以上时分解生成 3 种氧化物。为确定其组成，某同学在实验室进行了有关的探究。 请回答下列问题：

(1)装置 E 中仪器的名称是_____。

(2)甲、乙两装置可分别选取下列装置_____、_____(填字母，装置可重复选取)。

(3) 安装好实验仪器，检查装置气密性；称取一定量的碱式碳酸镍样品，放入硬质玻璃管内； 加热硬质玻璃管，当装置 C 中_____(填实验现象)时，停止加热；打开活塞 K，缓缓通入一段时间空气后，结束实验。

(4)装置 A 的作用是______________________________________________________________________。

(5)实验前后测得下表所示数据：

	装置 B 中样品质量/g	装置 C 质量/g	装置 D 质量/g
实验前	3.77	132.00	41.00
实验后	2.25	133.08	41.44

已知碱式碳酸镍中 Ni 化合价为＋2 价，则该碱式碳酸镍的化学式为_______________________________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 c c 不再有气泡产生 吸收空气中的 CO2 和水蒸气，防止干扰实验结果 Ni3(OH)4CO3·4H2O

【解析】

(1) 根据仪器的结构判断；

(2)生成的CO2应该用碱石灰吸收，所以甲、乙两装置均选择碱石灰；

(3)反应中有CO2生成，所以当装置C中不再有气泡产生时，停止加热；

(4)根据以上分析可知装置A的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气；

(5)根据表中数据可知生成的水是1.08 g，生成的CO2是0.44 g，结合反应推出物质的化学式。

(1) 根据仪器的结构可知，装置 E 中仪器的名称是球形干燥管；

(2)由于装置中含有空气且需要把生成的气体完全排尽，所以需要利用空气把装置中的空气以及生成的气体排尽，但由于空气中含有水蒸气和CO2，所以通入前需要利用碱石灰净化空气；反应中生成的水蒸气用浓硫酸吸收，生成的CO2应该用碱石灰吸收，所以甲、乙两装置均选择碱石灰，答案为c、c；

(3)反应中有CO2生成，所以当装置C中不再有气泡产生时，停止加热；

(4)根据以上分析可知装置A的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气；

(5)根据表中数据可知生成的水是1.08 g，物质的量是0.06 mol。生成的CO2是0.44 g，物质的量是0.01 mol。 固体减少的质量是3.77g 2.25g=1.52 g=0.44g+1.08g，这说明反应中的生成物是NiO、 H2O和CO2，其中NiO 2.25g，物质的量是0.03 mol，则x:z=3: 1；根据电荷守恒可知2x=y+2z，解得y=4z，即化学式是Ni3(OH)4CO3n(H2O)，其中生成的结晶水的物质的量是0.06 mol-0.02 mol= 0.04 mol，因此最终物质的化学式为Ni3(OH)4CO3·4H2O。