Question

【題目】鎳配合物在傳感器、磁記錄材料、儲氫材料、電極催化劑和化學鍵研究等方面有著廣泛的應用。以純鎳片為原料制備一種鎳配合物[Ni(NH3)xCly]Clz·nH2O的主要流程如下：

（1）工業上鎳氫電池總反應式為：LaNi5H6 + NiOOH LaNi5 + Ni(OH)2，其中KOH作電解質溶液，負極電極反應式為：_______________________

（2）常溫下，鎳投入60%的濃硝酸無明顯現象，流程中需控制反應溫度50-60oC，控溫原因可能是_______，寫出離子反應方程式：____________________________。

（3）冷卻結晶后洗滌、過濾、干燥得到[Ni(NH3)xCly]Clz·nH2O，其中洗滌的正確操作是___________________________________________________________________。

（4）氨化過程中應控制溶液pH范圍8～9，其原因是_____________________________。上述流程中，有關說法正確的是___________

A．氨化操作為在過量氨水和氯化銨緩沖溶液中，緩慢滴入酸化的NiCl2溶液，并不斷攪拌

B．此緩沖溶液中微粒濃度大小順序為：c(Cl—)> c(NH3·H2O) >c(NH4+) > c(OH—)> c(H+)

C．冷卻結晶后的母液加適量氨水調節pH后可以循環利用

D．可以用熱的濃硫酸和濃硝酸混合溶液代替濃硝酸溶解鎳片

（5）為測定化合物[Ni(NH3)xCly]Clz·nH2O的組成，進行如下實驗：

實驗一：稱取樣品0.6460 g，加入過量的濃NaOH溶液，煮沸，冷卻，蒸出的氨用40.00 mL 0.5000 mol·L-1的鹽酸完全吸收，并用蒸餾水定容至100 mL，得溶液B。取B溶液20.00 mL，加入指示劑少量，用0.1000 mol·L-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液20.00 mL。

實驗二：另取該樣品0.6460 g，溶于水，以0.1000 mol·L-1AgNO3溶液滴定至恰好反應完全，消耗AgNO3溶液20.00 mL。相應反應化學方程式為： [Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni (NH3)xCly] (NO3)z+zAgCl↓ 測得該鎳配合物的化學式為______________。

Answer 1

【答案】LaNi5H6 —6e—+6OH—==LaNi5 +6H2O 溫度高于60oC濃硝酸易分解易揮發；溫度低于50oC鎳鈍化阻止反應繼續進行，且反應速率太慢 Ni + 4H+ + 2NO3— Ni2+ + 2NO2↑+ 2H2O 沿玻璃棒向過濾器中注入少量蒸餾水，使水剛好浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2～3次 防止生成Ni(OH)2沉淀，使產品不純 AC [Ni(NH3)5Cl]Cl·6H2O

【解析】

（1）根據總方程式可知負極應為LaNi5H6被氧化生成LaNi5；

（2）根據硝酸的熱不穩定性，結合題目中的“常溫下，鎳投入60%的濃硝酸無明顯現象”信息解答；

（3）洗滌的基本操作；

（4）如堿性太強，易生成Ni（OH）2沉淀，

A．在過量氨水和氯化銨緩沖溶液中，緩慢滴入酸化的NiCl2溶液，并不斷攪拌，可充分反應生成鎳配合物；

B．氨水和氯化銨緩沖溶液中c（NH4＋）＞c（Cl－）；

C．冷卻結晶后的母液主要為氯化銨；

D．用熱的濃硫酸和濃硝酸混合溶液代替濃硝酸，易混入硫酸鎳雜質；

（5）結合反應的方程式，從質量守恒的角度計算．

（1）由反應總方程式可知：負極應為LaNi5H6被氧化生成LaNi5，故電極反應式為LaNi5H6-6e－+6OH－═LaNi5+6H2O；

（2）硝酸不穩定，溫度較高時易分解，應控制在60°C以下，題中常溫下，鎳投入60%的濃硝酸無明顯現象，說明溫度低于50°C鎳鈍化阻止反應繼續進行，且反應速率太慢，反應的離子方程式為：Ni+4H＋+2NO3－Ni2+ + 2NO2↑+ 2H2O；

（3）沿玻璃棒向過濾器中注入少量蒸餾水，使水剛好浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2～3次；

（4）如堿性太強，易生成Ni（OH）2沉淀；

A．在過量氨水和氯化銨緩沖溶液中，緩慢滴入酸化的NiCl2溶液，并不斷攪拌，可充分反應生成鎳配合物，故A正確；

B．氨水和氯化銨緩沖溶液中c（NH4＋）＞c（Cl－），故B錯誤；

C．冷卻結晶后的母液主要為氯化銨，可加適量氨水調節pH后可以循環利用，故C正確；

D．用熱的濃硫酸和濃硝酸混合溶液代替濃硝酸，易混入硫酸鎳雜質，故D錯誤；

故：防止生成Ni（OH）2沉淀，使產品不純；AC；

（5）發生反應為NaOH+HCl=NaCl+H2O；NH3+HCl=NH4Cl，n（HCl）=0.04L×0.5mol·L－1=0.02mol，用蒸餾水定容至100mL，得溶液B．取B溶液20.00mL，加入指示劑少量，用0.1000mol·L-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液20.00mL，則20mL中n（NaOH）=0.1mol·L－1×0.02L=0.002mol，即20mL中含有n（HCl）=0.002mol，100mL中含有n（HCl）=0.01mol，所以n（NH3）=0.02mol-0.01mol=0.01mol，

另取該樣品0.6460g，溶于水，以0.1000mol·L-1AgNO3溶液滴定至恰好反應完全，消耗AgNO3溶液20.00mL，n（AgNO3）=0.1mol·L－1×0.02L=0.002mol，根據反應 [Ni(NH3)xCly]Clz+zAgNO3=[Ni (NH3)xCly] (NO3)z+zAgCl↓ 可知，n（AgCl）=0.002mol，則x/z=0.01mol/0.002mol=5，所以x=5，z=1，又Ni的配位數為6，則y=1，則M（[Ni（NH3）xCly]Clz·nH2O）=0.6460g/0.002mol=323g·mol－1，則59+17×5+2×35.5+18n=323，n=6，則該配合物的化學式為[Ni（NH3）5Cl]Cl·6H2O。