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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+2X,X的化学式为_____。

(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件。

分析下图,反应器中最适合的温度及pH分别为_____℃、_____。

(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准确称量3.77g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

251.08

190.44

190.00

(实验分析及数据处理)

(1)实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是_____。

(2)计算3.77g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3●yNi(OH)2●ZH2O]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。

(实验反思)

(3)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增大。经查阅资料发现:在温度控制不当导致温度过高时,NiO会被氧化成Ni2O3。该组同学称得残留的固体中镍元素的质量分数可能是_____。

A 70.1%    B 75.9%    C 78.7%    D 79.6%

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A

C

CO

CO2

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CuO

Cu

Cu(NO3)2

C

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CO2

H2O

D

H2SO4

H2

H2O

A. A B. B C. C D. D

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