Question

碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni²⁺）废液为原料生产NiOOH的一种T艺流程如下：

（1）加入Na₂CO₃溶液时，确认Ni²⁺已经完全沉淀的实验方法是                        。

过滤时需用到的玻璃仪器有烧杯、            。

（2）写出碳酸镍与稀硫酸反应的离子方程式：                                    。

（3）硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂CoNi_(1-n) Fe₂O₄。 如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中w值变化的曲线，由图分析可知Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是             。

（4）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式：__                                       _。

（5）若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni(OH)₂，其组成可表示为xNiOOH•yNi(OH)₂。现称取9.18g样品溶于稀硫酸，加入100mL1.0mol/LFe²⁺标准溶液，搅拌至溶液澄清，定容至200mL。取出20.00mL，用0.010mol•L^﹣1 的KMnO₄标准溶液滴定，用去KMnO₄标准溶液20.00mL，试通过计算确定x：y=          。[已知反应（未配平）：NiOOH+Fe²⁺+H⁺=Ni²⁺+Fe³⁺+H₂O，Ni²⁺ +MnO₄ ^-+H⁺Ni³⁺+ Mn²⁺+H₂O]

Answer

（1）静置，在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成；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】

试题分析：含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH，在含Ni2+的废液中中加入碳酸钠溶液，过滤得到NiCO3沉淀，沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4，加入试剂调节溶液的pH使镍离子全部沉淀生成Ni(OH)2，在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH。（1）确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液，加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成，判断镍离子是否全部沉淀，具体操作步骤为：静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成，就证明沉淀完全；过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、琉璃棒；（2）碳酸镍与稀硫酸反应生成硫酸镍、二氧化碳、水，反应的离子方程式为NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑；（3）由图可知，随n值越大，合成氨的相对初始速率越大，而n增大，Co2+的比例增大，故Co2+的催化活性更高；（4）空气中加热Ni(OH)2和空气中氧气反应生成NiOOH和水，根据原子守恒配平，化学方程式为：4Ni(OH)2+O2 4NiOOH+2H2O；（5）消耗KmnO4物质的量：0.01 mol/L× 0.02L =2×10-4mol，与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量：2×10-4mol×5×（200÷20）=0.01 mol， Fe2+总物质的量：1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol，与NiOOH反应的Fe2+的物质的量：0.1 mol-0.01 mol=0.09mol，根据电子守恒可知n（NiOOH）=0.09mol，m（NiOOH）=91.7 g•mol^-1 ×0.09 mol=8.253g， n[Ni(OH)2]= (9.18g−8.253g)÷92.7g/mol=0.01mol，x：y=n（NiOOH）：n[Ni(OH)2]=0.09 mol：0.01 mol=9：1。

考点：考查物质分离方法和实验过程分析判断、滴定方法在物质化学式的确定的应用的知识。