Question

金屬鎳（Ni）的應用越來越廣泛．
（1）LiNiO₂常用作鋰離子電池的正極材料，負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質為一種能傳導Li⁺的高分子材料．這種鋰離子電池的電池反應式為：xLi+Li_1-xNiO₂LiNiO₂
LiNiO₂中，Ni元素的化合價為    ；充電時，LiNiO₂中化合價發(fā)生變化的元素有    （填元素符號）
（2）Ni常被鍍在金屬制品上以保護金屬不生銹．鍍鎳的方法有：
方法Ⅰ：電鍍鎳．以NiSO₄為電鍍液．
①待鍍零件與電源    相連，金屬鎳板與電源    相連．
方法Ⅱ：化學鍍．將待鍍零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^-的溶液中，在酸性等條件下發(fā)生下述反應：（a）    Ni²⁺+     H₂PO₂^-+    →    Ni⁺+     H₂PO₃^-+   
（b）6H₂PO₂^-+2H⁺=2P+4H₂PO₃^-+3H₂↑
上述反應可在塑料鍍件表面沉積鎳-磷合金，從而達到化學鍍鎳的目的．
②請在答題卡上寫出并配平反應式（a）．
③化學鍍與電鍍相比較，在原理上的相同點是：    ．Ni（s）+4CO（g）Ni（CO）4（g）
（3）Ni可以與CO（g）發(fā)生反應：
利用該反應可以提純粗Ni，得到高純度的金屬Ni．
①該反應的平衡常數(shù)表達式為   
②生產中，在如圖所示密閉容器中充入CO氣體，粗Ni放置在    （填編號）
A．低溫區(qū)                       B．高溫區(qū)．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)同一化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為0判斷；根據(jù)各元素的化合價判斷（注意會判斷充電時的反應物、生成物的）；
（2）①電鍍時，鍍件連接電源的負極，鍍層連接電源的正極；
②根據(jù)氧化還原反應中得失電子式相等配平方程式，注意結合原子守恒、電荷守恒；
③根據(jù)是否有化合價的變化判斷；
（3）①反應平衡常數(shù)=，注意在反應平衡常數(shù)表達式中固體或純液體不能寫；
②根據(jù)方程式結合溫度對化學平衡的影響分析．
解答：解：（1）在化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為0，在LiNiO₂中鋰元素的化合價為+1，氧元素的化合價為-2，所以鎳元素的化合價為+3；充電時，反應物為LiNiO₂，LiNiO₂中鋰元素的化合價為+1，氧元素的化合價為-2，鎳元素的化合價為+3，生成物是Li和Li_1-xNiO₂，單質鎳的化合價為0價，Li_1-xNiO₂中鋰元素的化合價為+1，氧元素的化合價為-2，鎳元素的化合價為4+x，所以變化的元素有鋰和鎳，故答案為：+3價；Li、Ni；
（2）①電鍍時，鍍件連接電源的負極，鍍層連接電源的正極，故答案為：負極；正極；  
②該反應中一個Ni²⁺得到1個電子生成Ni⁺，一個H₂PO₂^-失去2個電子生成H₂PO₃^-，所以得失電子的最小公倍數(shù)為2，故Ni²⁺的計量數(shù)為2，H₂PO₂^-的計量數(shù)為2，然后根據(jù)原子守恒、電荷守恒配平方程式，所以該方程式為2Ni²⁺+1H₂PO₂^-+1H₂O=2Ni⁺+1H₂PO₃^-+2H⁺，
故答案為：2；1；1；2；1；2H⁺；
③化學鍍與電鍍都有元素化合價的變化，所以都是利用氧化還原反應，故答案為：都利用氧化還原反應；     
（3）①該反應的平衡常數(shù)=，故答案為：；
②要使該反應向正反應方向進行，溫度應控制在323～353K之間，所以粗Ni放置在低溫區(qū)，故選A．
點評：本題考查了電鍍、氧化還原反應方程式的配平、化合價的判斷等知識點，難度不大，注意反應平衡常數(shù)表達式中不寫固體和純液體物質的濃度．