5.镍粉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NiSO
4、NiCl
2)制备碱式碳酸镍晶体xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O,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3NiSO
4+3Na
2CO
3+2H
2O=NiCO
3•2Ni(OH)
2+3Na
2SO
4+2X,X的化学式为CO
2.
(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55℃、8.3.
(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,镍的含量将升高(填“升高”、“降低”或“不变”).
(4)操作1的名称是过滤,实验室完成此操作,需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒及漏斗,其中玻璃棒的作用是引流.
(5)固体洗涤时,需用纯水洗涤,检验其洗涤干净的试剂是BaCl
2溶液或Ba(NO
3)
2溶液或Ba(OH)
2溶液.
(6)气体Y是空气中含量最多的气体,其是氮气(填名称).
(7)操作2含过滤、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作,其中用95%酒精浸泡的目的是便于快速晾干.
II、【测定碱式碳酸镍晶体的组成】:
为测定碱式碳酸镍晶体(xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O)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、CO
2及H
2O.
2、400℃左右,NiO会氧化生成Ni
2O
3.
3、碱石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO
2和H
2O.
【实验步骤】:
| 装置C/g | 装置D/g | 装置E/g |
加热前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加热后 | 201.08 | 180.44 | 180.00 |
①检查装置气密性;②准确称取3.77g xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O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,称量装置C、D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,缓缓通空气一段时间;⑥准确称量装置C、D的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如右表).
【实验分析及数据处理】:
(8)完善实验步骤中的填空:①检查装置气密性;⑤缓缓通空气一段时间.
(9)计算xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O中x:y:z的值1:2:4.
(10)左侧通空气的目的是排尽装置中原有的CO
2和水蒸气、将装置B中的CO
2和水蒸气完全排出.
【实验反思】:
(11)实验结束后,称得装置B中残留固体质量为2.33g.请通过计算确定残留固体的组成及各成分的质量(2分,写出计算过程,精确到小数点后两位).剩余NiO质量为1.5g,生成Ni
2O
3 0.83g..