1、
镍的全球消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位,常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也用作催化剂,制取原理:Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g),实验室用如图所示装置制取Ni(CO)4。
已知:CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HCl;Ni(CO)4熔点-25℃,沸点43℃,60℃以上与空气混合易爆炸;Fe(CO)5熔点-20℃,沸点103℃。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为__。
(2)装置C用于合成Ni(CO)4夹持装置略,最适宜选用的装置为__(填标号)。
(3)实验过程中为了防止__,必须先观察__。
(4)制得的Ni(CO)4中常溶有Fe(CO)5等杂质,提纯的方法是__(填标号)。
A.分液 B.蒸馏 C.过滤 D.重结晶
(5)利用“封管实验”原理可获得高纯镍。如图所示的石英玻璃封管中充有CO气体,则高纯镍粉在封管的__温度区域端生成(填“323K”或“473K”)。
(6)实验中加入11.50gHCOOH,C装置质量减轻2.95g设杂质不参加反应,E装置中盛有PdCl2溶液100mL,则PdCl2溶液的物质的量浓度至少为__mol•L-1(填实验现象再加热C装置)。
HCOOHH2O+CO↑ ③ CO及Ni(CO)4与装置中空气混合在加热条件下会发生爆炸 E装置中生成黑色沉淀 B 473K 0.50
(1)装置A中甲酸与在浓硫酸的作用下生成CO和水;
(2)温度在50~80℃是更有利于Ni(CO)4的生成;
(3)CO 及 Ni(CO)4与装置中空气混合在加热条件下会发生爆炸;
(4)Ni(CO)4沸点 43℃,Fe(CO)5沸点 103℃;
(5)323K是49.85℃,473K是199.85℃,根据方程式Ni(CO)4 (g)Ni(s)+4CO(g)可知180~200℃时生成Ni单质;
(6)n(HCOOH)==0.25mol,则生成的n(CO)=0.25mol,C装置中发生Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),则C管减轻的质量即反应的Ni的质量,则反应n(Ni)==0.05mol,则消耗n(CO)=0.2mol,所以PdCl2溶液至少要吸收CO的物质的量为0.25mol-0.2mol=0.05mol,根据方程式CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HCl可得。
(1)装置A中甲酸与在浓硫酸的作用下生成CO和水,反应方程式为HCOOHH2O+CO↑;
(2)温度在50~80℃时更有利于Ni(CO)4的生成,为了更好的控制温度,且可避免温度过高,可选用水浴加热,所以选用③装置;
(3)CO 及 Ni(CO)4与装置中空气混合在加热条件下会发生爆炸,所以要先观察到E装置中生成黑色沉淀,再加热C装置;
(4)Ni(CO)4沸点 43℃,Fe(CO)5沸点 103℃,可采用蒸馏的方法进行提纯,故答案为B;
(5)323K是49.85℃,473K是199.85℃,根据方程式Ni(CO)4 (g)Ni(s)+4CO(g)可知180~200℃时生成Ni单质,所以高纯镍粉在封管的473K温度区域端生成;
(6)n(HCOOH)==0.25mol,则生成的n(CO)=0.25mol,C装置中发生Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),则C管减轻的质量即反应的Ni的质量,则反应n(Ni)==0.05mol,则消耗n(CO)=0.2mol,所以PdCl2溶液至少要吸收CO的物质的量为0.25mol-0.2mol=0.05mol,根据方程式CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HCl可知所需n(PdCl2)=0.05mol,所以其浓度至少为=0.5mol/L。
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