鎳(Ni)被用于各種特定及容易認(rèn)出的工業(yè)品及消費品,其中包括不銹鋼、鋁鎳鈷磁貼、硬幣、蓄電池等。下面為某化學(xué)小組對鎳及鎳的相關(guān)化合物進(jìn)行的探究:
【學(xué)習(xí)制取】查閱資料后,該小組決定使用“羰基法”提純金屬鎳。以下為小組成員查閱到的資料:
羰基法制取金屬鎳 要從氧化鎳中取得最高純度的鎳就要用到羰基法,它可以將鎳精礦的純度提升至高于99.99%。 鎳在羰基法中于40~80℃的溫度下與-氧化碳反應(yīng),生成四羰基鎳。鐵也會在同樣的反應(yīng)中生成五羰基鐵,但反應(yīng)速度緩慢。如有需要的話,可用蒸餾法分離。這一過程中也會生成八羰基二鈷,但它在反應(yīng)溫度下會分解成十二羰基四鈷,一種不具有揮發(fā)性的固體。 …… 有兩種方法可以從四羰基鎳中再提取鎳。第一種方法,把四羰基鎳在高溫下傳進(jìn)反應(yīng)室,反應(yīng)室內(nèi)有數(shù)萬粒的鎳珠,一直被持續(xù)攪拌。然后四羰基鎳就會分解出純鎳,并依附到鎳珠的表面。第二種方法,把四羰基鎳在230℃的溫度下傳進(jìn)較小的反應(yīng)室,它會分解出細(xì)粉末狀的純鎳。用這種方法生成的高純度鎳被稱為“羰基鎳”。 …… |
根據(jù)上述材料,推測八羰基二鈷、十二羰基四鈷的化學(xué)式分別為
Co2(CO)8、Co4(CO)12
Co2(CO)8、Co4(CO)12
。【歸納實驗】該小組同學(xué)將該方法總結(jié)為以下幾個步驟,請你寫出第三步的反應(yīng)方程式。
第一步:將鎳的氧化物在200℃下被氫氣還原成含有其他雜質(zhì)的金屬鎳。雜質(zhì)主要是鐵和鈷。
化學(xué)反應(yīng)方程式為:NiO+H2
200
℃
第二步:將第一步中含有雜質(zhì)的鎳與過量的一氧化碳在50~60℃下反應(yīng)生成易升華的四羰基鎳,通過過濾的方法除去雜質(zhì)。
化學(xué)反應(yīng)方程式為:Ni+4CO
50
℃
-
60
℃
第三步:將四羰基鎳在220~250℃下分解生成金屬鎳
化學(xué)反應(yīng)方程式為:
Ni(CO)4 Ni+4CO↑
220
℃
-
250
℃
Ni(CO)4 Ni+4CO↑
。220
℃
-
250
℃
【反思總結(jié)】小組中的小粵認(rèn)為該實驗存在一處明顯的錯誤,請你指出該錯誤:
實驗中沒有作好安全措施及尾氣處理
實驗中沒有作好安全措施及尾氣處理
。【拓展學(xué)習(xí)】鎳的另一種氧化物Ni2O3是重要的電子元件和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料(鎳、鐵、鈣、鎂合金為主)制取草酸鎳(NiC2O4?2H2O),再高溫煅燒草酸鎳制取Ni2O3。工藝流程圖如圖所示:
①若某工廠通過上述流程制得了1.83t的草酸鎳,則該工廠使用這1.83t的草酸鎳進(jìn)行高溫煅燒可制得多少千克的三氧化二鎳?(寫出計算過程)
②若鎳廢料中鎳含量為50%,用該方法處理1t鎳廢料得到0.56t三氧化二鎳(假設(shè)不含雜質(zhì)),則產(chǎn)率為
79.61%
79.61%
(保留2位小數(shù))。【答案】Co2(CO)8、Co4(CO)12;Ni(CO)4 Ni+4CO↑;實驗中沒有作好安全措施及尾氣處理;79.61%
220
℃
-
250
℃
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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