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镍配合物在传感器、磁记录材料、储氢材料、电极催化剂和化学键研究等方面有着广泛的应用.以纯镍片为原料制备一种镍配合物[Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O的主要流程如下:(1)工业上镍氢电池
题目详情
镍配合物在传感器、磁记录材料、储氢材料、电极催化剂和化学键研究等方面有着广泛的应用.以纯镍片为原料制备一种镍配合物[Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O的主要流程如下:

(1)工业上镍氢电池总反应式为:LaNi5H6+NiOOH
LaNi5+Ni(OH)2,其中KOH作电解质溶液,负极电极反应式为:______.
(2)常温下,镍投入60%的浓硝酸无明显现象,流程中需控制反应温度50-60°C,控温原因可能是______,写出离子反应方程式:
(3)氨化过程中应控制溶液pH范围8~9,其原因是______.
上述流程中,有关说法正确的是(______)
A.氨化操作为在过量氨水和氯化铵缓冲溶液中,缓慢滴入酸化的NiCl2溶液,并不断搅拌
B.此缓冲溶液中微粒浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.冷却结晶后的母液加适量氨水调节pH后可以循环利用
D.可以用热的浓硫酸和浓硝酸混合溶液代替浓硝酸溶解镍片
(4)为测定化合物[Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O的组成,进行如下实验:
实验一:称取样品0.6460g,加入过量的浓NaOH溶液,煮沸,冷却,蒸出的氨用40.00mL 0.5000mol•L-1的盐酸完全吸收,并用蒸馏水定容至100mL,得溶液B.取B溶液20.00mL,加入指示剂少量,用0.1000mol•L-1NaOH滴定,消耗NaOH溶液20.00mL.
实验二:另取该样品0.6460g,溶于水,以0.1000mol•L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL.相应反应化学方程式为:[Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓ 测得该镍配合物的化学式为______.

(1)工业上镍氢电池总反应式为:LaNi5H6+NiOOH
放电 |
充电 |
(2)常温下,镍投入60%的浓硝酸无明显现象,流程中需控制反应温度50-60°C,控温原因可能是______,写出离子反应方程式:
Ni+4H++2NO3-
Ni2++2NO2↑+2H2O
| ||
Ni+4H++2NO3-
Ni2++2NO2↑+2H2O
.
| ||
(3)氨化过程中应控制溶液pH范围8~9,其原因是______.
上述流程中,有关说法正确的是(______)
A.氨化操作为在过量氨水和氯化铵缓冲溶液中,缓慢滴入酸化的NiCl2溶液,并不断搅拌
B.此缓冲溶液中微粒浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.冷却结晶后的母液加适量氨水调节pH后可以循环利用
D.可以用热的浓硫酸和浓硝酸混合溶液代替浓硝酸溶解镍片
(4)为测定化合物[Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O的组成,进行如下实验:
实验一:称取样品0.6460g,加入过量的浓NaOH溶液,煮沸,冷却,蒸出的氨用40.00mL 0.5000mol•L-1的盐酸完全吸收,并用蒸馏水定容至100mL,得溶液B.取B溶液20.00mL,加入指示剂少量,用0.1000mol•L-1NaOH滴定,消耗NaOH溶液20.00mL.
实验二:另取该样品0.6460g,溶于水,以0.1000mol•L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL.相应反应化学方程式为:[Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓ 测得该镍配合物的化学式为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)由反应的总方程式可知负极应为LaNi5H6被氧化生成LaNi5,电极反应式为LaNi5H6-6e-+6OH-═LaNi5+6H2O,
故答案为:LaNi5H6-6e-+6OH-═LaNi5+6H2O;
(2)硝酸不稳定,温度较高时易分解,应控制在60°C以下,题中常温下,镍投入60%的浓硝酸无明显现象,说明温度低于50°C镍钝化阻止反应继续进行,且反应速率太慢,反应的离子方程式为Ni+4H++2NO3-
Ni2++2NO2↑+2H2O,
故答案为:温度高于60°C浓硝酸易分解易挥发;温度低于50°C镍钝化阻止反应继续进行,且反应速率太慢;Ni+4H++2NO3-
Ni2++2NO2↑+2H2O;
(3)如碱性太强,易生成Ni(OH)2沉淀,
A.在过量氨水和氯化铵缓冲溶液中,缓慢滴入酸化的NiCl2溶液,并不断搅拌,可充分反应生成镍配合物,故A正确;
B.氨水和氯化铵缓冲溶液中c(NH4+)>c(Cl-),故B错误;
C.冷却结晶后的母液主要为氯化铵,可加适量氨水调节pH后可以循环利用,故C正确;
D.用热的浓硫酸和浓硝酸混合溶液代替浓硝酸,易混入硫酸镍杂质,故D错误;
故答案为:防止生成Ni(OH)2沉淀,使产品不纯;AC;
(4)发生反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O;NH3+HCl=NH4Cl,n(HCl)=0.04L×0.5mol/L=0.02mol,
用蒸馏水定容至100mL,得溶液B.取B溶液20.00mL,加入指示剂少量,用0.1000mol•L-1NaOH滴定,消耗NaOH溶液20.00mL,
则20mL中n(NaOH)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,即20mL中含有n(HCl)=0.002mol,
则100mL中含有n(HCl)=0.01mol,
所以n(NH3)=0.02mol-0.01mol=0.01mol,
另取该样品0.6460g,溶于水,以0.1000mol•L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL,
n(AgNO3)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,
根据反应[Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓可知,n(AgCl)=0.002mol,
则
=
=5,所以x=5,z=1,
又Ni的配位数为6,则y=1,
则M([Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O)=
=323g/mol,
则有59+17×5+2×35.5+18n=323,
n=6,
则该配合物的化学式为[Ni(NH3)5Cl]Cl•6H2O,
故答案为:[Ni(NH3)5Cl]Cl•6H2O.
故答案为:LaNi5H6-6e-+6OH-═LaNi5+6H2O;
(2)硝酸不稳定,温度较高时易分解,应控制在60°C以下,题中常温下,镍投入60%的浓硝酸无明显现象,说明温度低于50°C镍钝化阻止反应继续进行,且反应速率太慢,反应的离子方程式为Ni+4H++2NO3-
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故答案为:温度高于60°C浓硝酸易分解易挥发;温度低于50°C镍钝化阻止反应继续进行,且反应速率太慢;Ni+4H++2NO3-
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(3)如碱性太强,易生成Ni(OH)2沉淀,
A.在过量氨水和氯化铵缓冲溶液中,缓慢滴入酸化的NiCl2溶液,并不断搅拌,可充分反应生成镍配合物,故A正确;
B.氨水和氯化铵缓冲溶液中c(NH4+)>c(Cl-),故B错误;
C.冷却结晶后的母液主要为氯化铵,可加适量氨水调节pH后可以循环利用,故C正确;
D.用热的浓硫酸和浓硝酸混合溶液代替浓硝酸,易混入硫酸镍杂质,故D错误;
故答案为:防止生成Ni(OH)2沉淀,使产品不纯;AC;
(4)发生反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O;NH3+HCl=NH4Cl,n(HCl)=0.04L×0.5mol/L=0.02mol,
用蒸馏水定容至100mL,得溶液B.取B溶液20.00mL,加入指示剂少量,用0.1000mol•L-1NaOH滴定,消耗NaOH溶液20.00mL,
则20mL中n(NaOH)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,即20mL中含有n(HCl)=0.002mol,
则100mL中含有n(HCl)=0.01mol,
所以n(NH3)=0.02mol-0.01mol=0.01mol,
另取该样品0.6460g,溶于水,以0.1000mol•L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全,消耗AgNO3溶液20.00mL,
n(AgNO3)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,
根据反应[Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni(NH3)xCly](NO3)z+zAgCl↓可知,n(AgCl)=0.002mol,
则
x |
z |
0.01mol |
0.002mol |
又Ni的配位数为6,则y=1,
则M([Ni(NH3)xCly]Clz•nH2O)=
0.6460g |
0.002mol |
则有59+17×5+2×35.5+18n=323,
n=6,
则该配合物的化学式为[Ni(NH3)5Cl]Cl•6H2O,
故答案为:[Ni(NH3)5Cl]Cl•6H2O.
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