Question

【題目】目前全世界的鎳（Ni）消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅，居有色金屬第五位。鎳常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產，也常用作催化劑。

Ⅰ.（鎳粉制備）

工業用電解鎳新液（主要含NiSO4，NiCl2等）制備堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3●yNi(OH)2●ZH2O]，并利用其制備鎳粉的流程如下：

（1）反應器中的一個重要反應為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X，X的化學式為_____。

（2）物料在反應器中反應時需要控制反應條件。

分析下圖，反應器中最適合的溫度及pH分別為_____℃、_____。

（3）生產中，pH逐漸增加，生成Ni(OH)2含量也相對增加，則生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將_____（填“升高”、“降低”或“不變”）。

（4）操作2含過濾、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.（測定堿式碳酸鎳晶體的組成）

為測定堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3●yNi(OH)2●ZH2O]組成，某小組設計了如下實驗方案及裝置：

（資料卡片）

①堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO2和H2O

②堿石灰是NaOH和CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O

（實驗步驟）

①檢查裝置氣密性；②準確稱量3.77g堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3●yNi(OH)2●ZH2O]放在B裝置中，連接儀器；③打開彈簧夾a，鼓入一段時間空氣，分別稱量裝置C、D、E的質量；

④關閉彈簧夾a，加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出；⑤打開彈簧夾a，緩緩鼓入一段時間空氣；⑥分別準確稱量裝置C、D、E的質量；⑦根據數據進行計算（相關數據如下表）

	裝置C/g	裝置D/g	裝置E/g
加熱前	250.00	190.00	190.00
加熱后	251.08	190.44	190.00

（實驗分析及數據處理）

（1）實驗過程中步驟⑤鼓入空氣的目的是_____。

（2）計算3.77g堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3●yNi(OH)2●ZH2O]中鎳元素的質量_____。最終通過計算得到了堿式碳酸鎳晶體的組成。

（實驗反思）

（3）另一小組同學加熱時在酒精燈上加了鐵絲網罩，實驗結束后，稱得裝置B中殘留固體質量明顯增大。經查閱資料發現：在溫度控制不當導致溫度過高時，NiO會被氧化成Ni2O3。該組同學稱得殘留的固體中鎳元素的質量分數可能是_____。

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

Answer 1

【答案】CO2 55 8.3 升高 使固體能快速晾干 將生成物帶入吸收裝置中，使生成物能夠被完全吸收，防止生成物殘留帶來計算誤差 1.77g B

【解析】

Ⅰ．[鎳粉制備]（1）反應器中的一個重要反應為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni（OH）2+3Na2SO4+2X，反應前Ni原子共3個、S原子共3個、O原子共23個、Na原子6個、C原子3個、H原子4個，反應后現有：Ni原子3個、S原子共3個、O原子共19個、Na原子6個、C原子1個、H原子4個，少O原子4個，C原子2個，而這些微粒包含在2個X分子中，所以X的化學式為CO2；

（2）根據給出的溫度和pH對雜質含量的影響圖可知，要想雜質含量最低，則需要控制反應器中最適合的溫度及pH分別為55℃、8.3；

（3）由于NiCO3中含鎳量比Ni（OH）2中低，生產中，pH逐漸增加，生成Ni（OH）2含量也相對增加，而Ni（OH）2中含鎳量高，所以會造成生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將升高；

（4）操作2含過濾、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作，由于酒精易揮發，所以用95%酒精浸泡的目的是便于快速晾干；

Ⅱ．[測定堿式碳酸鎳晶體的組成]（1）實驗過程中步驟⑤鼓入空氣的目的是為了將生成物帶入吸收裝置中，使生成物能夠被完全吸收，防止生成物殘留帶來計算誤差；

（2）反應生成水的質量為：251.08g-250.00g=1.08g，反應生成二氧化碳質量為：190.44g-190.00g=0.44g，反應生成NiO質量為：3.77g-1.08g-0.44g=2.25g，3.77g堿式碳酸鎳晶體[xNiCO3yNi（OH）2zH2O]中鎳元素的質量為：2.25g×59÷75×100%=1.77g；

（3）如果固體全部是Ni2O3，Ni2O3中鎳元素質量分數為：×100%=71.08%，NiO中鎳元素質量分數為：×100%=78.67%，該組同學稱得的殘留固體中鎳元素的質量分數應該是大于71.08%，小于78.67%，因此該組同學稱得的殘留固體中鎳元素的質量分數可能是B。