Question

【题目】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50-60oC，控温原因可能是_______，写出离子反应方程式：____________________________。

（3）冷却结晶后洗涤、过滤、干燥得到[Ni(NH3)xCly]Clz·nH2O，其中洗涤的正确操作是___________________________________________________________________。

（4）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

（5）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0.6460 g，加入过量的浓NaOH溶液，煮沸，冷却，蒸出的氨用40.00 mL 0.5000 mol·L-1的盐酸完全吸收，并用蒸馏水定容至100 mL，得溶液B。取B溶液20.00 mL，加入指示剂少量，用0.1000 mol·L-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液20.00 mL。

实验二：另取该样品0.6460 g，溶于水，以0.1000 mol·L-1AgNO3溶液滴定至恰好反应完全，消耗AgNO3溶液20.00 mL。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______________。

Answer 1

【答案】LaNi5H6 —6e—+6OH—==LaNi5 +6H2O 温度高于60oC浓硝酸易分解易挥发；温度低于50oC镍钝化阻止反应继续进行，且反应速率太慢 Ni + 4H+ + 2NO3— Ni2+ + 2NO2↑+ 2H2O 沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次 防止生成Ni(OH)2沉淀，使产品不纯 AC [Ni(NH3)5Cl]Cl·6H2O

【解析】

（1）根据总方程式可知负极应为LaNi5H6被氧化生成LaNi5；

（2）根据硝酸的热不稳定性，结合题目中的“常温下，镍投入60%的浓硝酸无明显现象”信息解答；

（3）洗涤的基本操作；

（4）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；

B．氨水和氯化铵缓冲溶液中c（NH4＋）＞c（Cl－）；

C．冷却结晶后的母液主要为氯化铵；

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；

（5）结合反应的方程式，从质量守恒的角度计算．

（1）由反应总方程式可知：负极应为LaNi5H6被氧化生成LaNi5，故电极反应式为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；

（3）沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次；

（4）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：防止生成Ni（OH）2沉淀，使产品不纯；AC；

（5）发生反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O；NH3+HCl=NH4Cl，n（HCl）=0.04L×0.5mol·L－1=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－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－1×0.02L=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=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）=0.6460g/0.002mol=323g·mol－1，则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。