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_________，裝置E的作用是_____________。

（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，則該堿式碳酸鎳的化學式為___________。

（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 防止空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置D Ni3(OH)4CO3·4H2O 在裝置B、C之間連接一個安全瓶

【解析】（l）由于裝置中含有空氣且需要把生成的氣體完全排除，所以需要利用空氣把裝置中的空氣以及生成的氣體排盡，但由于空氣中含有水蒸氣和CO2，所以通入前需要利用堿石灰凈化空氣；反應中生成的水蒸氣用濃硫酸吸收，生成的CO2應該用堿石灰吸收，所以甲、乙兩裝置均選擇堿石灰，答案選c；（2）反應中有水蒸氣生成，所以當裝置C中不再有氣泡產生時，停止加熱；打開活塞K，緩緩通入空氣，其目的是將裝置中殘留的氣體產物吹入吸收裝置中。（3）根據以上分析可知裝置A的作用是吸收空氣中的CO2和水蒸氣，裝置E的作用是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置D。（4）根據表中數據可知生成的水是1.08g，物質的量是0.06mol。生成的CO2是0.44g，物質的量是0.01mol。固體減少的質量是3.77g－2.25g＝1.52g＝0.44g+1.08g，這說明反應中反應中的生成物是NiO、H2O和CO2，其中氧化鎳是2.25g，物質的量是0.03mol，則x：z＝3：1；根據電荷守恒可知2x＝y+2z，解得y＝4z，即化學式是Ni3(OH)4CO3；其中生成的結晶水的物質的量是0.06mol－0.02mol＝0.04mol，因此最終物質的化學式為Ni3(OH)4CO3·4H2O；（5）為防止濃硫酸倒吸入硬質玻璃管中，可以在裝置B、C之間連接一個安全瓶。