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目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。可以说镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。 Ⅰ制备草酸镍 工业上可利用含镍合金废料(除镍...
题目内容:
目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。可以说镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。
Ⅰ制备草酸镍
工业上可利用含镍合金废料(除镍外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质)制取草酸镍(NiC2O4)。
根据下列工艺流程图回答问题:
【资料卡片1】
(1)过氧化氢(H2O2)俗称双氧水,是一种液体,受热易分解,可用于实验室制取氧气;过氧化氢具有强氧化性,所以常作为氧化剂、漂白剂和消毒剂。
(2)氧化反应可以从元素化合价升降的角度进行分析:物质所含元素化合价升高的反应就是氧化反应。
(3)金属镍的化学性质类似于铁,与盐酸反应能生成氯化镍(NiCl2)。
(1)“酸溶”之后的滤渣中含有的金属是_______________。
(2)写出酸溶过程中Ni与盐酸反应的化学方程式_________________________。
(3)加H2O2时,温度不能太高,其原因是_______________________。若H2O2在“酸溶”步骤即与盐酸同时加入,则与原方案相比滤液中会增加的金属离子是Cu2+和_______(写离子符号)。
(4)已知Na2C2O4溶液加入NiCl2溶液发生复分解反应,写出该反应的化学方程式____________。
Ⅱ制备镍粉
工业用电解镍液(主要含NiSO4)制备碱式碳酸镍晶体xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O,并利用其制备镍粉,过程如下:
(5)反应器1中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O NiCO3•2Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,X的化学式为_________。
(6)反应器1的出料口获得的固体洗涤时,需用纯水洗涤,可以用来检验固体已洗涤干净的试剂是____________。
(7)反应器2中产生的气体Y是空气中含量最多的气体,该气体是_________(填名称)。
Ⅲ 测定碱式碳酸镍晶体的组成
为测定碱式碳酸镍晶体【xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O】组成,某小组设计了如下实验方案及装置:
【资料卡片2】
(1)碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2及H2O
(2)在温度控制不当导致温度过高时,NiO会被氧化成Ni2O3
(3)碱石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
【实验步骤】
①检查装置气密性;②准确称取3.77g碱式碳酸镍晶体【xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O】放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C、D、E的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;⑥分别准确称量装置C、D、E的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)。
| 装置C/g | 装置D/g | 装置E/g |
加热前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加热后 | 201.08 | 180.44 | 180.00 |
【实验分析及数据处理】
(8)实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是__________________。
(9)计算3.77g碱式碳酸镍晶体【xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O】中镍元素的质量_________(写出计算过程,计算结果准确到小数点后两位)。
【实验反思】
(10)另一小组同学在实验中发现,实验结束后,称得装置B中残留固体质量明显偏大,老师带领全组同学经过仔细分析后发现,这是由于该组同学加热时在酒精灯上加了铁丝网罩,温度过高所导致。请问该组同学称得的残留固体中镍元素的质量分数可能是__________。
A.70.08% B.75.88% C.78.67% D.79.58%
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