Question

4．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的一種工藝流程如圖1：

（1）加入Na₂CO₃溶液時，確認(rèn)Ni²⁺已經(jīng)完全沉淀的實驗方法是靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1～2滴Na₂CO₃溶液，無沉淀生成，過濾時需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、琉璃棒．
（2）寫出碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：NiCO₃+2H⁺=Ni²⁺+H₂O+CO₂↑．
（3）硫酸鎳溶液可用于制備合成氨的催化劑Co_nNi（_1-n） Fe₂ O₄．如圖表示在其他條件相同時合成氨的相對初始速率隨催化 劑中n值變化的曲線，由圖2分析可知Co²⁺、Ni²⁺兩種離子中催化效果更好的是Co²⁺．
（4）寫出在空氣中加熱Ni（OH）₂制取NiOOH的化學(xué)方程式：4Ni（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H₂O．

Answer 1

分析 含鎳（Ni²⁺）廢液為原料生產(chǎn)NiOOH，在含Ni⁺的廢液中中加入碳酸鈉溶液，過濾得到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)完全沉淀的實驗方法是取上層清液，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，過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，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）合成氨的相對初始速率隨催化劑中n值增大而增大，而n增大，Co²⁺的比例增大；
（4）空氣中加熱Ni（OH）₂和空氣中氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水．

解答 解：含鎳（Ni²⁺）廢液為原料生產(chǎn)NiOOH，在含Ni⁺的廢液中中加入碳酸鈉溶液，過濾得到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)完全沉淀的實驗方法是取上層清液，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，無沉淀生成，過濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、琉璃棒；
故答案為：靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加1～2滴Na₂CO₃溶液，無沉淀生成；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↑，
故答案為：NiCO₃+2H⁺=Ni²⁺+H₂O+CO₂↑；
（3）由圖可知，隨n值越大，合成氨的相對初始速率越大，而n增大，Co²⁺的比例增大，故Co²⁺的催化活性更高，
故答案為：Co²⁺；
（4）空氣中加熱Ni（OH）₂和空氣中氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：4Ni（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H₂O，
故答案為：4Ni（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NiOOH+2H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)分離方法和實驗過程分析判斷，為高考常見題型，題目難度中等，明確實驗?zāi)康募盎瘜W(xué)實驗基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>