5.鎳粉常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產(chǎn),也常用作催化劑.
I、【鎳粉制備】:
工業(yè)用電解鎳新液(主要含NiSO
4、NiCl
2)制備堿式碳酸鎳晶體xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O,并利用其制備鎳粉的流程如下:
(1)反應(yīng)器中的一個重要反應(yīng)為3NiSO
4+3Na
2CO
3+2H
2O=NiCO
3•2Ni(OH)
2+3Na
2SO
4+2X,X的化學(xué)式為CO
2.
(2)物料在反應(yīng)器中反應(yīng)時需要控制反應(yīng)條件.分析下圖,反應(yīng)器中最適合的溫度及pH分別為55℃、8.3.
(3)生產(chǎn)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,鎳的含量將升高(填“升高”、“降低”或“不變”).
(4)操作1的名稱是過濾,實驗室完成此操作,需要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒及漏斗,其中玻璃棒的作用是引流.
(5)固體洗滌時,需用純水洗滌,檢驗其洗滌干凈的試劑是BaCl
2溶液或Ba(NO
3)
2溶液或Ba(OH)
2溶液.
(6)氣體Y是空氣中含量最多的氣體,其是氮氣(填名稱).
(7)操作2含過濾、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作,其中用95%酒精浸泡的目的是便于快速晾干.
II、【測定堿式碳酸鎳晶體的組成】:
為測定堿式碳酸鎳晶體(xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O)組成,某小組設(shè)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、CO
2及H
2O.
2、400℃左右,NiO會氧化生成Ni
2O
3.
3、堿石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO
2和H
2O.
【實驗步驟】:
| 裝置C/g | 裝置D/g | 裝置E/g |
加熱前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加熱后 | 201.08 | 180.44 | 180.00 |
①檢查裝置氣密性;②準(zhǔn)確稱取3.77g xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O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,稱量裝置C、D的質(zhì)量;④關(guān)閉彈簧夾a,加熱裝置B至裝置C中導(dǎo)管末端無氣泡冒出;⑤打開彈簧夾a,緩緩?fù)ǹ諝庖欢螘r間;⑥準(zhǔn)確稱量裝置C、D的質(zhì)量;⑦根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算(相關(guān)數(shù)據(jù)如右表).
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】:
(8)完善實驗步驟中的填空:①檢查裝置氣密性;⑤緩緩?fù)ǹ諝庖欢螘r間.
(9)計算xNiCO
3•yNi(OH)
2•zH
2O中x:y:z的值1:2:4.
(10)左側(cè)通空氣的目的是排盡裝置中原有的CO
2和水蒸氣、將裝置B中的CO
2和水蒸氣完全排出.
【實驗反思】:
(11)實驗結(jié)束后,稱得裝置B中殘留固體質(zhì)量為2.33g.請通過計算確定殘留固體的組成及各成分的質(zhì)量(2分,寫出計算過程,精確到小數(shù)點后兩位).剩余NiO質(zhì)量為1.5g,生成Ni
2O
3 0.83g..