Question

13．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NiSO₄、NiCl₂）制備堿式碳酸鎳晶體 xNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O，并利用其制備鎳粉的流程如下：

（1）反應(yīng)器中一個重要反應(yīng)為 3NiSO₄+3Na₂CO₃+2H₂O=NiCO₃•2Ni（OH）₂+3Na₂SO₄+2X，X的化學(xué)式為CO₂．
（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”）．
Ⅱ．【測定堿式碳酸鎳晶體的組成】：為測定堿式碳酸鎳晶體（xNiCO₃•Ni（OH）₂•zH₂O）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、CO₂及H₂O．
2、400℃左右，NiO會氧化生成Ni₂O₃．
3、堿石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO₂和H₂O．

【實驗步驟】：
①檢查裝置的氣密性；②準(zhǔn)確稱取3.77gxNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O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，鼓入空氣；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)如下表）．

	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

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】：
（4）完善實驗步驟中的填空：①檢查裝置的氣密性；⑤鼓入空氣．
（5）裝置E的作用是裝置右側(cè)的空氣進(jìn)入裝置內(nèi)造成干擾；
（6）計算 xNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O中x：y：z 的值1：1：4．
【實驗反思】：
（7）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（精確到小數(shù)點后兩位）NiO和Ni₂O₃混合物，其中NiO的質(zhì)量為1.50g而Ni₂O₃的質(zhì)量為0.83g．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對應(yīng)的過程分析每個對應(yīng)的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應(yīng)的信息．

解答 解：I、【鎳粉制備】：工業(yè)用電解鎳新液（主要含NiSO₄、NiCl₂）制備堿式碳酸鎳晶體 xNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O，并利用其制備鎳粉的流程如下：
（1）反應(yīng)器中一個重要反應(yīng)為 3NiSO₄+3Na₂CO₃+2H₂O=NiCO₃•2Ni（OH）₂+3Na₂SO₄+2X，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可推得X的化學(xué)式為 CO₂．
（2）根據(jù)給出的溫度和pH對雜質(zhì)含量的影響圖可知，要想雜質(zhì)含量最低，則需要控制反應(yīng)器中最適合的溫度及pH分別為 55℃、8.3．
（3）由于NiCO₃中含鎳量比Ni（OH）₂中低，生產(chǎn)中，pH逐漸增加，生成Ni（OH）₂含量也相對增加，而Ni（OH）₂中含鎳量高，所以會造成生成的堿式碳酸鎳晶體中，鎳的含量將升高．
Ⅱ．【測定堿式碳酸鎳晶體的組成】由于需要測定過程中生成的二氧化碳和水的質(zhì)量，所以需要裝置的氣密性良好，而過程中生成的二氧化碳和水都要被吸收后才能測定其質(zhì)量，所以反應(yīng)完畢后要通入不含水蒸氣和二氧化碳的空氣以便使生成的二氧化碳和水蒸氣被裝置C和裝置D完全吸收，減小誤差．
 （4）所以實驗步驟中的填空：①檢查裝置的氣密性；⑤鼓入空氣．
（5）裝置E的作用是 裝置右側(cè)的空氣進(jìn)入裝置內(nèi)造成干擾；
（6）由表可知生成的水的質(zhì)量為201.08g-200.00g=1.08g，而二氧化碳的質(zhì)量為180.44g-180.00g=0.44g．由于是分解反應(yīng)，所以可知固體的質(zhì)量為3.77g-10.8g-0.44g=2.25g．根據(jù)信息可知堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO₂及H₂O．得如下化學(xué)方程式和質(zhì)量關(guān)系
xNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）NiO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
                                                75（x+y）   44x       18（y+z）
                                                 2.25g           0.44g     1.08g
$\frac{75（x+y）}{44x}$=$\frac{2.25g}{0.44g}$   得 y=x
$\frac{44x}{18（y+z）}$=$\frac{0.44g}{1.08g}$   得4y=z
計算 xNiCO₃•yNi（OH）₂•zH₂O中x：y：z=1：1：4．
【實驗反思】：
（7）實驗結(jié)束后，稱得裝置B中殘留固體質(zhì)量為2.33g．而生成NiO的時候只生成2.25g，由于鎳元素質(zhì)量不變，所以應(yīng)該是400℃左右，NiO會氧化生成Ni₂O₃．所以該固體為NiO和Ni₂O₃的混合物．
設(shè)混合物中Ni₂O₃ 的質(zhì)量為x．
根據(jù)關(guān)系式
2NiO∽∽∽Ni₂O₃ 固體質(zhì)量增加量
 150               166     166-150=16
                       x         2.33g-2.25g=0.08g
$\frac{166}{16}$=$\frac{x}{0.08g}$
x=0.83g
則NiO的質(zhì)量為2.33g-0.83g=1.50g
故答案為：
 I、【鎳粉制備】
（1）CO₂．
（2）55； 8.3．
（3）升高．
Ⅱ．【測定堿式碳酸鎳晶體的組成】：
 （4）①檢查裝置的氣密性；⑤鼓入空氣．
（5）裝置右側(cè)的空氣進(jìn)入裝置內(nèi)造成干擾；
（6）1：1：4．
（7）NiO和Ni₂O₃混合物，其中NiO的質(zhì)量為1.50g而Ni₂O₃的質(zhì)量為0.83g．．

點評 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實很簡單很基礎(chǔ)，或者可以說轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識．