Question

【題目】元素鎳(Ni)在溶液中+3價極不穩(wěn)定，主要以Ni2+(綠色)、[Ni(NH3)6]2+(藍色)、[Ni(CN)4]2-(橙黃色)、[Ni(CN)5]3-(深紅色)等形式存在。Ni(OH)2為難溶于水的淺綠色固體。

(1)Ni2+與Ag+化學(xué)性質(zhì)相似。在NiSO4溶液中逐滴加入氨水直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是_________________。溶液中某離子濃度≤1.0×10-5mol·L-1可認(rèn)為沉淀完全。室溫下Ni(OH)2飽和溶液的pH=9，則溶液中的Ni2+恰好沉淀完全時的pH__________9(填“>”或“=”或“<”)。

(2)鎳作為一種催化劑被廣泛用于有機合成反應(yīng)中，其制備原料是鎳鋁合金。通常用_____濃液處理該合金可制得多孔結(jié)構(gòu)的鎳，制備過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

(3)[Ni(CN)4]2-和[Ni(CN)5]3-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，某溶液中[Ni(CN)4]2-的轉(zhuǎn)化率(α)與平衡時c(CN-)的關(guān)系如圖所示。

①用離子方程式表示[Ni(CN)4]2-在溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)________________________。

②由圖可知平衡轉(zhuǎn)化率為50％時，c(CN-)=_________mol·L-1(用含a的代數(shù)式表示)。

③已知該反應(yīng)的△H<0，升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)__________(選填“增大”或“減小”或“不變”)。

(4)NiO(OH)為難溶于水的黑色固體，但可溶于濃鹽酸并形成綠色溶液，其離子方程式為____________________________________。

Answer 1

【答案】 綠色溶液變淺，同時有綠色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成藍色溶液 < NaOH 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ [Ni(CN)4]2-+CN-=[Ni(CN)5]3- 4a 減小 2NiO(OH)+6H++2Cl-=2Ni2++Cl2↑+4H2O

【解析】(1)在AgNO3溶液里滴加氨水是先沉淀后溶解，生成銀氨溶液，則在NiSO4溶液中逐滴加入氨水直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是綠色溶液變淺，同時有綠色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成藍色溶液；室溫下Ni(OH)2飽和溶液的pH=9，此時c(OH-)=10-5mol/L，則c(Ni2+)=0.5×10-5mol/L＜1.0×10-5mol·L-1，則溶液中的Ni2+恰好沉淀完全時的pH<9；

(2)因Al是兩性金屬，能溶解于NaOH溶液，則為制得多孔結(jié)構(gòu)的鎳，可用NaOH濃液處理鎳鋁合金即可；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑；

(3)①[Ni(CN)4]2-在溶液中轉(zhuǎn)化反應(yīng)用離子方程式為CN-=[Ni(CN)5]3- ；

②溫度不變，平衡常數(shù)不變，設(shè)原溶液中[Ni(CN)4]2-為cmol/L，則轉(zhuǎn)化率為20%時[Ni(CN)4]2-+CN-=[Ni(CN)5]3- 的平衡常數(shù)K==，設(shè)轉(zhuǎn)化率為50%時c(CN-)=xmol·L-1，此時K==，解得：x=4a；

③已知該反應(yīng)的△H<0，升高溫度，平衡逆向移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小；

(4)NiO(OH)為難溶于水的黑色固體，但可溶于濃鹽酸并形成綠色溶液，說明還原產(chǎn)物為Ni2+，則氧化產(chǎn)物為氯氣，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒得其離子方程式為2NiO(OH)+6H++2Cl-=2Ni2++Cl2↑+4H2O。