Question

【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源。實驗室常用下列裝置(夾持裝置已略去)制備無水NiCl2。

實驗步驟如下:

I.按圖示連接好裝置，檢查裝置氣密性后，先向裝置中通入干燥的CO2。

II.約20min后，停止通入CO2，改為通儒Cl2并使裝置中充滿Cl2。

III.將電爐升溫至750℃，在氯氣流中加熱約lh。

IV.在氯氣流中冷卻至室溫后，再繼續通入CO2約10min。

回答下列問題:

(1)儀器A的名稱為_____________________________。

(2)步驟I中通入CO2的目的是___________________________。

(3)A中生成Cl2的離子方程式為______________________________________。

(4)判斷步驟II中氧氣已充滿裝置的現象是______________________________________。

(5)步驟IV中通入CO2的目的是______________，水槽中NaOH溶液的作用是_____________________。

(6)反應前石英管及瓷舟的總質量為m1、放入鎳粉后石英管及瓷舟的總質量為m2，氧化反應后石英管及瓷舟的總質量為m3，則產品中n(Ni)/n(Cl)=________(填計算表達式)。

(7)實驗室也可用NiCl2·6H2O與液態SOCl2混合加熱制取無水NiCl2，其反應的化學方程式為______________________。

Answer 1

【答案】 蒸餾燒瓶 排盡裝置內的空氣(或防止空氣中的氧氣與鎳反應等合理答案) 2MnO4-+16H++10C1-==2Mn2++5Cl2↑+8H2O 漏斗液面上方的氣體呈黃綠色 排盡裝置中的Cl2 吸收未反應的Cl2，以免污染環境 35.5(m2-m1)/59(m3-m2) NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl↑

【解析】氯氣和金屬鎳加熱反應制備氯化鎳，氯氣必須干燥純凈，因此用飽和食鹽水、濃硫酸除去氯氣中的氯化氫和水蒸氣；由于氯氣有毒，污染環境，最后要用堿液吸收處理，且要注意防止產生倒吸；金屬鎳能夠與氧氣反應，因此實驗之前用二氧化碳排凈裝置內的空氣，再用氯氣排凈二氧化碳氣體；實驗結束后，再用二氧化碳排凈裝置內殘留的氯氣，使之全部被堿液吸收；問題(6)可以根據（m2-m1）為金屬鎳的質量，(m3-m2)為參加反應的氯氣的質量，然后轉化為物質的量進行計算；問題（7）SOCl2與水反應生成二氧化硫和鹽酸，抑制了NiCl2·6H2O加熱時發生水解，反應生成NiCl2；據以上分析解題。

(1) 儀器A的名稱為蒸餾燒瓶；正確答案：蒸餾燒瓶。

(2) 步驟I中通入CO2的目的是排盡裝置內的空氣，防止空氣中的氧氣與鎳反應；正確答案：排盡裝置內的空氣(或防止空氣中的氧氣與鎳反應等合理答案)。

(3)酸性高錳酸鉀溶液與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水；離子方程式為：2MnO4-+16H++10C1-==2Mn2++5Cl2↑+8H2O ；正確答案：2MnO4-+16H++10C1-==2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

(4)由于氯氣為黃綠色，判斷步驟II中氯氣已充滿裝置的現象是漏斗液面上方的氣體呈黃綠色；正確答案：漏斗液面上方的氣體呈黃綠色。

(5)反應結束后，裝置內有殘留的氯氣，因此繼續通入CO2，排盡裝置中的Cl2；排除的氯氣進入盛有NaOH溶液的水槽中，被堿液吸收，以免污染環境；正確答案：排盡裝置中的Cl2 ；吸收未反應的Cl2，以免污染環境。

(6)反應前石英管及瓷舟的總質量為m1、放入鎳粉后石英管及瓷舟的總質量為m2，所以金屬鎳的質量為（m2-m1）g，物質的量為（m2-m1）/59mol；金屬鎳與氯氣反應：Ni+Cl2=NiCl2可知消耗氯氣的量為(m3-m2)/71 mol,所以則產品中n(Ni)/n(Cl)= （m2-m1）/59：2(m3-m2)/71=35.5(m2-m1)/59(m3-m2)；正確答案：35.5(m2-m1)/59(m3-m2)。

(7)SOCl2與水反應生成二氧化硫和鹽酸，抑制了NiCl2·6H2O加熱時發生水解，反應的化學方程式為NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl↑；正確答案：NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl↑。