Question

【题目】碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料．以含镍（Ni2+）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如图1：

（1）加入Na2CO3溶液时，证明Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 ． 过滤时需用到的玻璃仪器有烧杯、
（2）写出碳酸镍与稀硫酸反应的离子方理式 ．
（3）硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi（1﹣n）Fe2O4 ． 在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线如图，由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是
（4）写出在空气中加热Ni（OH）2制取NiOOH的化学方程式： ．
（5）若加热不充分，则制得的NiOOH中会混有Ni（OH）2 ， 其组成可表示为xNiOOHy Ni（OH）2 ． 现称取9.21g样品溶于稀硫酸中，冷却后转入容量瓶并配制成500mL溶液．取出25.00mL，用0.100mol/LKMnO4标准溶液滴定，用去KMnO4标准溶液10.00mL，则x：y= ． [已知反应（未配平）：Ni2++MnO4﹣+H+→Ni2++Mn2++H2O]．

Answer 1

【答案】
（1）静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成；漏斗、琉璃棒
（2）NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑
（3）Co2+
（4）4Ni（OH）2+O2 4NiOOH+2H2O
（5）9：1
【解析】解：含镍（Ni2+）废液为原料生产NiOOH，在含Ni+的废液中中加入碳酸钠溶液，过滤得到NiCO3沉淀，沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4 ， 加入试剂调节溶液的pH使镍离子全部沉淀生成Ni（OH）2 ， 在空气中加热Ni（OH）2制取NiOOH，（1）确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液，加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成，判断镍离子是否全部沉淀，具体操作步骤为：静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、琉璃棒；所以答案是：静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成；漏斗、琉璃棒；（2）碳酸镍与稀硫酸反应生成硫酸镍、二氧化碳、水，反应的离子方程式为NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑，
所以答案是：NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑；（3）由图可知，随n值越大，合成氨的相对初始速率越大，而n增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高，
所以答案是：Co2+；（4）空气中加热Ni（OH）2和空气中氧气反应生成NiOOH和水，原子守恒配平书写化学方程式为：4Ni（OH）2+O2 4NiOOH+2H2O，
所以答案是：4Ni（OH）2+O2 4NiOOH+2H2O；（5）消耗KMnO4物质的量：0.01 molL﹣1×0.02L=2×10﹣4 mol
与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量：2×10﹣4 mol×5×（200÷20）=0.01 mol
Fe2+总物质的量：1.0 molL﹣1×0.1 L=0.1 mol
与NiOOH反应的Fe2+的物质的量：0.1 mol﹣0.01 mol=0.09 mol
n（NiOOH）=0.09 mol
m（NiOOH）=91.7 gmol﹣1×0.09 mol=8.253 g
n[Ni（OH）2]= =0.01 mol
x：y=n（NiOOH）：n[Ni（OH）2]=0.09 mol：0.01 mol=9：1，
所以答案是：9：1．