Question

【題目】堿式碳酸鎳[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一種綠色粉末，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，某同學在實驗室進行了有關的探究。 請回答下列問題：

(1)裝置 E 中儀器的名稱是_____。

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

(3) 安裝好實驗儀器，檢查裝置氣密性；稱取一定量的堿式碳酸鎳樣品，放入硬質玻璃管內； 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，緩緩通入一段時間空氣后，結束實驗。

(4)裝置 A 的作用是______________________________________________________________________。

(5)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_______________________________。

Answer 1

【答案】球形干燥管 c c 不再有氣泡產生 吸收空氣中的 CO2 和水蒸氣，防止干擾實驗結果 Ni3(OH)4CO3·4H2O

【解析】

(1) 根據儀器的結構判斷；

(2)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；

(3)反應中有CO2生成，所以當裝置C中不再有氣泡產生時，停止加熱；

(4)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；

(5)根據表中數據可知生成的水是1.08 g，生成的CO2是0.44 g，結合反應推出物質的化學式。

(1) 根據儀器的結構可知，裝置 E 中儀器的名稱是球形干燥管；

(2)由于裝置中含有空氣且需要把生成的氣體完全排盡，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，答案為c、c；

(3)反應中有CO2生成，所以當裝置C中不再有氣泡產生時，停止加熱；

(4)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；

(5)根據表中數據可知生成的水是1.08 g，物質的量是0.06 mol。生成的CO2是0.44 g，物質的量是0.01 mol。 固體減少的質量是3.77g 2.25g=1.52 g=0.44g+1.08g，這說明反應中的生成物是NiO、 H2O和CO2，其中NiO 2.25g，物質的量是0.03 mol，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)4CO3n(H2O)，其中生成的結晶水的物質的量是0.06 mol-0.02 mol= 0.04 mol，因此最終物質的化學式為Ni3(OH)4CO3·4H2O。