Question

【题目】碱式碳酸镍［Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一种绿色粉末晶体，常用作催化剂和陶瓷着色剂，300℃以上时分解生成3种氧化物。为确定其组成，某同学在实验室中进行了有关的实验探究。回答下列问题：

（l）甲、乙两装置可分别选取下列装置______、_______（填字母，装置可重复选取）。

（2）称取一定量的碱式碳酸镍样品，放入硬质玻璃管内；安装好实验仪器，检查装置气密性；加热硬质玻璃管，当装置C中________________（填实验现象）时，停止加热；打开活塞K，缓缓通入空气，其目的是______________________________。

（3）装置A的作用是________________________________________________，若没有装置E，则会使x/z__________（填写“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

（4）实验前后测得下表所示数据：

	装置B中样品质量/g	装置C 质量／g	装置D质量/g
实验前	3.77	132.00	41.00
实验后	2.25	133.08	41.44

已知碱式碳酸镍中Ni化合价为＋2价，则该碱式碳酸镍分解的化学方程式为_______。

（5）采取上述实验装置进行该实验时，必须小心操作，且保证装置气密性良好，否则浓硫酸倒吸，可导致加热的硬质玻璃管炸裂。为防止浓硫酸倒吸入硬质玻璃管中，提出你的改进措施：______________________。

Answer 1

【答案】 c c 不再有气泡产生 将装置中残留的气体产物吹入吸收装置中 吸收空气中的CO2和水蒸气 偏小 Ni3(OH)4CO3·4H2O=3NiO+6H2O+CO2 在装置B、C之间连接一个安全瓶(或其它合理答案均可给分)

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）本题实验目的是测定碱式碳酸镍的组成，根据信息，300℃以上时分解生成3种氧化物，这三种氧化物分别是NiO、CO2、H2O，需要测CO2和H2O的质量，因此必须让其全部被吸收，根据(2)，甲装置的作用是吸收空气中CO2和H2O，甲装置应是c，B装置应是加热碱式碳酸镍，C装置应是吸收产生H2O，D装置应是吸收产生CO2，防止外界中CO2和H2O进入装置D，对测量产生影响，因此E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D装置，故乙装置选c；（2）根据上述分析，当装置C中不再有气泡产生，说明反应完全，打开活塞K，缓慢通入空气的目的是让装置中残留的气体产物被C和D装置全部吸收；（3）根据（1）的分析，装置A的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气；装置E的作用是防止外界中CO2和H2O进入装置D，如果没有此装置，D装置吸收空气中CO2和水，造成CO2的质量增大，根据元素守恒，x/z偏大；（4）装置C质量增重(133.08－132.00)g=1.08g，产生水的质量为1.08g，合0.06mol，装置D增重的质量是CO2的质量，即为(41.44－41.00)g=0.44g，合0.01mol，装置B中反应后的物质是NiO，其质量为2.25g，合0.03mol，化合价代数和为0，因此推出OH－物质的量为0.04mol，根据H原子守恒推出H2O的物质的量为0.04mol，因此x:y:z:n=0.03：0.04：0.01：0.04=3：4：1：4，即碱式碳酸镍的化学式为Ni3(OH)4CO3·4H2O，碱式碳酸镍受热分解化学方程式为：Ni3(OH)4CO3·4H2O 3NiO+6H2O+CO2；（5）根据信息，应在装置B、C之间连接一个安全瓶。