Question

【題目】堿式氧化鎳(NiOOH)可用作鎳氫電池的正極材料。以含鎳（Ni2+）廢液為原料生產(chǎn)NiOOH的一種T藝流程如下：

（1）加入Na2CO3溶液時(shí)，確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是 。

過(guò)濾時(shí)需用到的玻璃儀器有燒杯、 。

（2）寫(xiě)出碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式： 。

（3）硫酸鎳溶液可用于制備合成氨的催化劑CoNi(1-n) Fe2O4。 如圖表示在其他條件相同時(shí)合成氨的相對(duì)初始速率隨催化劑中w值變化的曲線，由圖分析可知Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是 。

（4）寫(xiě)出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學(xué)方程式：__ _。

（5）若加熱不充分，制得的NiOOH中會(huì)混有Ni(OH)2，其組成可表示為xNiOOHyNi(OH)2。現(xiàn)稱取9.18g樣品溶于稀硫酸，加入100mL1.0mol/LFe2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，攪拌至溶液澄清，定容至200mL。取出20.00mL，用0.010molL﹣1 的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，試通過(guò)計(jì)算確定x：y= 。[已知反應(yīng)（未配平）：NiOOH+Fe2++H+=Ni2++Fe3++H2O，Ni2+ +MnO4 -+H+Ni3++ Mn2++H2O]

Answer 1

【答案】（1）靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液，無(wú)沉淀生成；漏斗、玻璃棒（各2分）

（2）NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑（1分）；（3）Co2+（2分）；

（4）4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O（2分）；（5）9：1（2分）。

【解析】

試題分析：含鎳(Ni2+)廢液為原料生產(chǎn)NiOOH，在含Ni2+的廢液中中加入碳酸鈉溶液，過(guò)濾得到NiCO3沉淀，沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4，加入試劑調(diào)節(jié)溶液的pH使鎳離子全部沉淀生成Ni(OH)2，在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH。（1）確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是取上層清液，加入碳酸鈉溶液觀察是否有沉淀生成，判斷鎳離子是否全部沉淀，具體操作步驟為：靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1～2滴Na2CO3溶液，無(wú)沉淀生成，就證明沉淀完全；過(guò)濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、琉璃棒；（2）碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎳、二氧化碳、水，反應(yīng)的離子方程式為NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑；（3）由圖可知，隨n值越大，合成氨的相對(duì)初始速率越大，而n增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高；（4）空氣中加熱Ni(OH)2和空氣中氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水，根據(jù)原子守恒配平，化學(xué)方程式為：4Ni(OH)2+O2 4NiOOH+2H2O；（5）消耗KmnO4物質(zhì)的量：0.01 mol/L× 0.02L =2×10-4mol，與NiOOH反應(yīng)后剩余的Fe2+物質(zhì)的量：2×10-4mol×5×（200÷20）=0.01 mol， Fe2+總物質(zhì)的量：1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol，與NiOOH反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量：0.1 mol-0.01 mol=0.09mol，根據(jù)電子守恒可知n（NiOOH）=0.09mol，m（NiOOH）=91.7 gmol^-1 ×0.09 mol=8.253g， n[Ni(OH)2]= (9.18g8.253g)÷92.7g/mol=0.01mol，x：y=n（NiOOH）：n[Ni(OH)2]=0.09 mol：0.01 mol=9：1。