Question

【題目】堿式碳酸鎳［Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一種綠色粉末晶體，常用作催化劑和陶瓷著色劑，300℃以上時分解生成3種氧化物。為確定其組成，某同學在實驗室中進行了有關的實驗探究。回答下列問題：

（l）甲、乙兩裝置可分別選取下列裝置______、_______（填字母，裝置可重復選取）。

（2）稱取一定量的堿式碳酸鎳樣品，放入硬質玻璃管內；安裝好實驗儀器，檢查裝置氣密性；加熱硬質玻璃管，當裝置C中________________（填實驗現象）時，停止加熱；打開活塞K，緩緩通入空氣，其目的是______________________________。

（3）裝置A的作用是________________________________________________，若沒有裝置E，則會使x/z__________（填寫“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

（4）實驗前后測得下表所示數據：

	裝置B中樣品質量/g	裝置C 質量／g	裝置D質量/g
實驗前	3.77	132.00	41.00
實驗后	2.25	133.08	41.44

已知堿式碳酸鎳中Ni化合價為＋2價，則該堿式碳酸鎳分解的化學方程式為_______。

（5）采取上述實驗裝置進行該實驗時，必須小心操作，且保證裝置氣密性良好，否則濃硫酸倒吸，可導致加熱的硬質玻璃管炸裂。為防止濃硫酸倒吸入硬質玻璃管中，提出你的改進措施：______________________。

Answer 1

【答案】 c c 不再有氣泡產生 將裝置中殘留的氣體產物吹入吸收裝置中 吸收空氣中的CO2和水蒸氣 偏小 Ni3(OH)4CO3·4H2O=3NiO+6H2O+CO2 在裝置B、C之間連接一個安全瓶(或其它合理答案均可給分)

【解析】本題考查實驗方案設計與評價，（1）本題實驗目的是測定堿式碳酸鎳的組成，根據信息，300℃以上時分解生成3種氧化物，這三種氧化物分別是NiO、CO2、H2O，需要測CO2和H2O的質量，因此必須讓其全部被吸收，根據(2)，甲裝置的作用是吸收空氣中CO2和H2O，甲裝置應是c，B裝置應是加熱堿式碳酸鎳，C裝置應是吸收產生H2O，D裝置應是吸收產生CO2，防止外界中CO2和H2O進入裝置D，對測量產生影響，因此E的作用是防止空氣中的CO2和H2O進入D裝置，故乙裝置選c；（2）根據上述分析，當裝置C中不再有氣泡產生，說明反應完全，打開活塞K，緩慢通入空氣的目的是讓裝置中殘留的氣體產物被C和D裝置全部吸收；（3）根據（1）的分析，裝置A的作用是吸收空氣中的CO2和水蒸氣；裝置E的作用是防止外界中CO2和H2O進入裝置D，如果沒有此裝置，D裝置吸收空氣中CO2和水，造成CO2的質量增大，根據元素守恒，x/z偏大；（4）裝置C質量增重(133.08－132.00)g=1.08g，產生水的質量為1.08g，合0.06mol，裝置D增重的質量是CO2的質量，即為(41.44－41.00)g=0.44g，合0.01mol，裝置B中反應后的物質是NiO，其質量為2.25g，合0.03mol，化合價代數和為0，因此推出OH－物質的量為0.04mol，根據H原子守恒推出H2O的物質的量為0.04mol，因此x:y:z:n=0.03：0.04：0.01：0.04=3：4：1：4，即堿式碳酸鎳的化學式為Ni3(OH)4CO3·4H2O，堿式碳酸鎳受熱分解化學方程式為：Ni3(OH)4CO3·4H2O 3NiO+6H2O+CO2；（5）根據信息，應在裝置B、C之間連接一個安全瓶。