Question

金属镍（Ni）的应用越来越广泛．
（1）LiNiO₂常用作锂离子电池的正极材料，负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li⁺的高分子材料．这种锂离子电池的电池反应式为：xLi+Li_1-xNiO₂

放电

充电

LiNiO₂
LiNiO₂中，Ni元素的化合价为

+3价

；充电时，LiNiO₂中化合价发生变化的元素有

Li、Ni

（填元素符号）
（2）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈．镀镍的方法有：
方法Ⅰ：电镀镍．以NiSO₄为电镀液．
①待镀零件与电源

负极

相连，金属镍板与电源

正极

相连．
方法Ⅱ：化学镀．将待镀零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^-的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：（a）

2

Ni²⁺+

1

 H₂PO₂^-+

1

→

2

Ni⁺+

1

 H₂PO₃^-+

2H⁺

（b）6H₂PO₂^-+2H⁺=2P+4H₂PO₃^-+3H₂↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，从而达到化学镀镍的目的．
②请在答题卡上写出并配平反应式（a）．
③化学镀与电镀相比较，在原理上的相同点是：

都利用氧化还原反应

．Ni（s）+4CO（g）

323～353K

453～473K

Ni（CO）4（g）
（3）Ni可以与CO（g）发生反应：
利用该反应可以提纯粗Ni，得到高纯度的金属Ni．
①该反应的平衡常数表达式为

C(Ni(CO)4)

C4(CO)

②生产中，在如图所示密闭容器中充入CO气体，粗Ni放置在

A

（填编号）
A．低温区                       B．高温区．

Answer 1

分析：（1）根据同一化合物中各元素的化合价的代数和为0判断；根据各元素的化合价判断（注意会判断充电时的反应物、生成物的）；
（2）①电镀时，镀件连接电源的负极，镀层连接电源的正极；
②根据氧化还原反应中得失电子式相等配平方程式，注意结合原子守恒、电荷守恒；
③根据是否有化合价的变化判断；
（3）①反应平衡常数=

C(Ni(CO)4)

C4(CO)

，注意在反应平衡常数表达式中固体或纯液体不能写；
②根据方程式结合温度对化学平衡的影响分析．

解答：解：（1）在化合物中各元素的化合价的代数和为0，在LiNiO₂中锂元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，所以镍元素的化合价为+3；充电时，反应物为LiNiO₂，LiNiO₂中锂元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，镍元素的化合价为+3，生成物是Li和Li_1-xNiO₂，单质镍的化合价为0价，Li_1-xNiO₂中锂元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，镍元素的化合价为4+x，所以变化的元素有锂和镍，故答案为：+3价；Li、Ni；
（2）①电镀时，镀件连接电源的负极，镀层连接电源的正极，故答案为：负极；正极；  
②该反应中一个Ni²⁺得到1个电子生成Ni⁺，一个H₂PO₂^-失去2个电子生成H₂PO₃^-，所以得失电子的最小公倍数为2，故Ni²⁺的计量数为2，H₂PO₂^-的计量数为2，然后根据原子守恒、电荷守恒配平方程式，所以该方程式为2Ni²⁺+1H₂PO₂^-+1H₂O=2Ni⁺+1H₂PO₃^-+2H⁺，
故答案为：2；1；1；2；1；2H⁺；
③化学镀与电镀都有元素化合价的变化，所以都是利用氧化还原反应，故答案为：都利用氧化还原反应；     
（3）①该反应的平衡常数=

C(Ni(CO)4)

C4(CO)

，故答案为：

C(Ni(CO)4)

C4(CO)

；
②要使该反应向正反应方向进行，温度应控制在323～353K之间，所以粗Ni放置在低温区，故选A．

点评：本题考查了电镀、氧化还原反应方程式的配平、化合价的判断等知识点，难度不大，注意反应平衡常数表达式中不写固体和纯液体物质的浓度．