题目内容

【题目】碱式氧化镍（化学式为：NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。工业上以某废液（主要溶质为：硫酸镍，其化学式为：NiSO4，另外还含有一些其他杂质。）为原料生产NiOOH 的步骤如下：

步骤 I：向废液中加入 Na2CO3 溶液生成沉淀，过滤，洗涤，得到固体 NiCO3。

步骤 II：向固体 NiCO3 中加入稀硫酸，固体溶解，得到硫酸镍溶液。

步骤 III：调节硫酸镍溶液的 pH,可将硫酸镍转化为氢氧化镍沉淀（化学式为：Ni(OH)2）， 过滤并洗涤沉淀。

步骤 IV：将氢氧化镍沉淀置于空气中加热，生成碱式氧化镍（化学式为：NiOOH）。 请回答以下问题：

（1）NiOOH 中 Ni 的化合价为：_____。

（2）写出向废液中加入 Na2CO3 溶液生成 NiCO3 沉淀的化学方程式_____。

（3）步骤 I 和步骤 II 的作用是：_____。

（4）步骤 IV中生成了碱式氧化镍和水，请写出步骤 IV中发生反应的化学方程式：______。

【答案】+3 NiSO4+Na2CO3=NiCO3↓+Na2SO4 除去废液中所含的其他杂质（或得到纯净的硫酸镍溶液） 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O

【解析】

（1）NiOOH 中 Ni 的化合价为x，根据化合价代数和为零，x+（-2）+（-1）=0，故x=+3，故填：+3。

（2）废液中含有硫酸镍和碳酸钠反应生成碳酸镍沉淀和硫酸钠，化学方程式为NiSO4+Na2CO3=NiCO3↓+Na2SO4，故填：NiSO4+Na2CO3=NiCO3↓+Na2SO4。

（3）步骤 I 硫酸镍和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸镍和步骤 II碳酸镍和硫酸反应生成硫酸镍二氧化碳和水，过程中除去了废液中所含的其他杂质，故填：除去废液中所含的其他杂质。

（4）将氢氧化镍沉淀置于空气中加热氢氧化镍和氧气反应生成碱式氢氧化镍和水，化学方程式为：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O，故填：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O。

练习册系列答案
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下列判断正确的是（　　）

A. 原固体样品中一定有CaCO3、NaOH、MgCl2、BaCl2，可能有Na2SO4

B. 滤液中溶质的成分是NaOH、BaCl2

C. 滤渣a的成分是CaCO3

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编号

①

②

③

④

水的质量/g

50

50

50

50

加入固体质量/g

5

10

15

20

现象

固体完全溶解

固体完全溶解

剩余少量固体

剩余较多固体

A.实验①所得溶液的溶质质量分数是实验②的一半

B.在实验④中再加入 50g水后，溶液的溶质质量分数为 15%

C.由表格中的数据可以确定 25℃时该物质的溶解度大小的范围是：20 g≤S＜30g

D.实验②中温度由 25℃冷却到 10℃时，一定有固体析出

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(2)汽油是石油分馏的产品之一，汽油中主要含有_____元素，在汽油中加入乙醇作为汽车燃料的主要目的是节约化石燃料和_____，以氢能源为动力的汽车能真正实现“零排放”但氢能源目前还不能广泛使用的原因之一是_____。

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B. 将接近饱和的c物质的溶液变成饱和溶液，可采用加溶质、降温等方法

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定性初探：嗅盐中含有什么盐类物质?

（猜想假设）

①碳酸铵：原因是碳酸铵晶体受热易分解产生NH3、H2O、CO2。

②碳酸氢铵：原因是(用化学方程式表示) ___。

③....

（查阅资料）

①氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。

②NH3极易溶于水，难溶于植物油和四氯化碳(一种密度比水大的有机溶剂)。

（实验探究）

（1）阳离子验证：取少量样品放入试管中，加水溶解，加入氢氧化钠溶液共热，在试管口放一张__， 观察到预期的实验现象。

（2）阴离子验证：

①取少量样品放入试管中，滴加足量稀盐酸，将产生气体通入___，溶液变浑浊。

②取少量样品放入试管中，加水溶解，取上层清液加入氯化钙稀溶液，产生白色沉淀。

（初步结论）仅根据实验探究，嗅盐中一定含有的盐是___。

II．定量再探：嗅盐中氮元素含量是多少?

（设计方案）甲同学设计了如图的实验方案(加热及固定装置已省略，本实验状况下铵根离子可完全转化为NH3，NH3密度为0.7g/L)。 经过交流讨论，同学们认为有以下两处需要改进。

（1）欲使实验成功进行，装置B中药品需要作的改动是___。

（2）欲使实验结果精确，在装置与B之间K3处应添加的仪器较合适的是___。(选填“C”或“D”)。

（进行实验）取样品 1.0 克配成溶液进行实验，装置B中量气管在实验前后的液面差为 242.9mL。

（实验结论）嗅盐中氮元素的质量分数为___。

（反思拓展）若其他操作均正确，下列会导致所测氮元素的质量分数偏小的是__。(填字母)。

a 实验开始，量气管内液面低于量气管顶端的0刻度线

b 反应结束，调节水准管使装置B两端液面相平后读数

c 反应结束，未等装置冷却到室温就开始读取气体体积

d 反应前正确读取量气管中气体体积，反应后俯视读数

e 实验进行过程中，弹簧夹K1、K2始终处于打开状态

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