Question

【題目】某實驗小組以粗鎳（含少量Fe和Cr雜質）為原料制備Ni(NH3)6Cl2，并測定相關組分的含量。制備流程示意圖如下。

已知：①部分離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示。

②Ni( OH)2為綠色難溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均為可溶于水的藍紫色晶體，水溶液均顯堿性。

離子	Fe3+	Cr3+	Ni2+
開始沉淀pH	1.5	4.3	6.9
完全沉淀pH	2.8	5.6	8.9

(1)步驟(a)中Ni和濃硝酸反應的化學方程式為__________________________________。

(2)步驟(b)首先加入試劑X調節溶液的pH約為6，過濾后再繼續加入X調節pH以得到綠色沉淀。

①調節pH約為6的原因是____________________________________________。

②試劑X可以是___________________（填標號）。

A. H2SO4 B.Ni(OH)2 C.NaOH D.Fe2O3 E.NiO

(3)NH3含量的測定

i．用電子天平稱量mg產品于錐形瓶中，用25 mL水溶解后加入3.00 mL6 mol/L鹽酸，以甲基橙作指示劑，滴定至終點消耗0.5000 mol/L NaOH標準溶液V1mL；

ii．空白試驗：不加入樣品重復實驗i，消耗NaOH標準溶液V2mL。

①NH3的質量分數為___________________________。

②在上述方案的基礎上，下列措施能進一步提高測定準確度的有___________（填標號）。

A．適當提高稱量產品的質量 B．用H2SO4溶液替代鹽酸

C．用酚酞替代甲基橙 D．進行平行試驗

(4)為測定Cl的含量，請補充完整下述實驗方案。

稱量mg產品于錐形瓶中，用25 mL水溶解，___________________________________，滴入2—3滴K2CrO4溶液作指示劑，用已知濃度的AgNO3標準溶液滴定至終點，記錄讀數，重復操作2-3次。

Answer 1

【答案】 Ni＋4HNO3（濃）Ni(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O pH=6時，Fe3＋、Cr3＋完全沉淀，而Ni2＋未開始沉淀 C 0.5(V2-V1) ×10-3×17/m ×100% AD 加入稀硝酸至溶液呈弱酸性

【解析】試題分析：本題以粗鎳為原料制備Ni(NH3)6Cl2的流程為載體，考查流程的分析，化學方程式的書寫，物質的分離提純，滴定實驗的應用。

（1）步驟（a）粗鎳中加入濃硝酸，由于濃硝酸具有強氧化性，將Ni、Fe、Cr氧化成Ni（NO3）2、Fe（NO3）3、Cr（NO3）3，自身被還原成NO2，Ni與濃硝酸反應的化學方程式為：Ni+4HNO3（濃）Ni（NO3）2+2NO2↑+2H2O。

（2）①根據表中提供的各離子開始沉淀和完全沉淀的pH，首先加入X試劑調節溶液的pH約為6，可使Fe3+、Cr3+完全轉化為沉淀，Ni2+不形成沉淀，將溶液中的Fe3+、Cr3+除去。

②試劑X一方面調節溶液的pH使Fe3+、Cr3+轉化為沉淀而除去，另一方面可與Ni（NO3）2反應形成綠色Ni（OH）2沉淀，試劑X可以為NaOH；Ni（OH）2、NiO也可調節pH，但不能與Ni（NO3）2作用形成Ni（OH）2沉淀；答案選C。

（3）①步驟i，產品中NH3先與HCl反應生成NH4Cl，用NaOH溶液滴定剩余的HCl；步驟ii沒有加產品，NaOH滴定HCl；則實驗中與產品反應的n（HCl）=0.5000mol/L（V2-V1）/1000L=0.5（V2-V1）/1000mol，n（NH3）=n（HCl）=0.5（V2-V1）/1000mol，m（NH3）=0.5（V2-V1）/1000mol17g/mol=0.5（V2-V1）10-317g，NH3的質量分數為0.5（V2-V1）10-317/m100%。

② A項，適當提高稱量產品的質量，可減小實驗誤差，提高測定的準確度；B項，H2SO4溶液和鹽酸都屬于強酸，用硫酸溶液替代鹽酸不能提高測定的準確度；C項，若用酚酞代替甲基橙，由于酚酞的變色范圍在8.2~10，步驟i中消耗的NaOH偏多，使測得的NH3的質量分數偏低，誤差大；D項，進行平行試驗，減少偶然誤差，能提高測定的準確度；答案選AD。

（4）根據實驗目的和實驗內容，測定Cl的含量采用的是沉淀滴定法。由于Ni(NH3)6Cl2為可溶于水的藍紫色晶體，水溶液顯堿性，OH-會消耗AgNO3，所以在滴定之前要向樣品溶液中加入稀硝酸至溶液呈弱酸性。