题目
4.小倩在观赏祖父的收藏时发现了以下三件藏品:-|||-经祖父介绍,它们都是白铜制品。白铜是中国独创的合金产品,有"中-|||-国银"的说法。她查阅资料得知白铜是铜镍合金。镍[读音:niè]元素符-|||-号为Ni,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第V族。-|||-WI V I B-|||-25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu-|||-4 锰 铁 钴 镍 铜-|||-54.94 55.85 58.93 58.69 63.55-|||-元素周期表(部分)-|||-提出问题]小倩同学产生疑问:为什么镍和铁都在第Ⅲ族呢?-|||-(1)[咨询老师]得知:因为铁与镍两种元素原子的结构具有相同点(如-|||-图),使得二者的化学性质相似。因此把这两 () 26 142-|||-种元素放在一起。请你帮助小倩完成下列问-|||-题:-|||-①镍元素在元素周期表中的原子序数为-|||-①镍元素在元素周期表中的原子序数为 镍原子-|||-__ ,一个镍原子比一个铁原子多-|||-两个 __ 填序号)。-|||-a.中子 b.电子 c.质子 d.电子层-|||-铁原子-|||-②铁原子与镍原子具有相同的 __ 填序号,下同)。元素的化学性-|||-质主要与原子的 __ 有关,因此二者的化学性质相似。-|||-a.核电荷数 b.核外电子数 c.电子层数 最外层电子数-|||-③在化学反应中,金属镍和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,-|||-反应的化学方程式为 __ ;-|||-镍在氧气中燃烧生成Ni2O3,化学方程式为 __-|||-(2)[查阅资料]镍元素有着广泛的用途:镍及其化合物在材料生产、化-|||-工生产、医疗中都有着广泛的应用。镍在电池制造中需求量增长很快,-|||-镍酸锂(已知:化学式为LiNiO2,锂元素化合价为 +1) 常用作手机电池-|||-的正极材料,其中镍元素的化合价为 __ 。-|||-产生问题]既然镍与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合-|||-物是否也有相似的化学性质?-|||-(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:FeO-|||-稀盐酸-|||-FeCl2 氢氧化钠溶液 Fe(OH)2-|||-观察记录实验现象氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加-|||-入,黑色固体逐渐溶解溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液-|||-后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐-|||-色。[查阅资料得知:原因是溶液中的Fe(OH)2遇空气中的氧气生成-|||-Fe(OH)3]-|||-(2)同学们欲探究镍元素化合物的性质设计并进行了如下实验:-|||-NiO ①盐酸 NiCl2-②NaOH-Ni(OH)2-|||-请你依据实验现象完成下列问题:-|||-I.实验①中,取少量绿色的氧化镍(NiO)放入试管中,加入稀盐酸,固-|||-体溶解,溶液呈浅绿色,写出反应的化学方程式 __-|||-另取一支试管加入少量氧化镍,滴入浓盐酸,固体溶解,溶液呈碧绿色。-|||-说明反应后镍离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的 __-|||-有关。-|||-Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现蓝绿色沉淀。将试管静置在空-|||-气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为黑色,试推测沉淀物颜色变化可-|||-能与空气中的 __ 有关。通过实验探究同学-|||-得出结论:铁和镍两种元素的化合物化学性质相似。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定镍元素的原子序数
根据元素周期表,镍元素的原子序数为28。
步骤 2:比较镍原子和铁原子的结构
镍原子比铁原子多两个中子和电子,因为它们的质子数相同,但镍原子的中子数和电子数比铁原子多两个。
步骤 3:确定铁原子和镍原子的相同点
铁原子和镍原子具有相同的电子层数和最外层电子数,因此它们的化学性质相似。
步骤 4:写出镍与稀盐酸反应的化学方程式
镍与稀盐酸反应生成氯化镍和氢气,化学方程式为$Ni+2HCl=Ni{Cl}_{2}+{H}_{2}\uparrow$。
步骤 5:写出镍在氧气中燃烧生成Ni2O3的化学方程式
镍在氧气中燃烧生成Ni2O3,化学方程式为$4Ni+3{O}_{2}\xlongequal {点燃}2{Ni}_{2}{O}_{3}$。
步骤 6:确定镍酸锂中镍元素的化合价
镍酸锂的化学式为LiNiO2,锂元素化合价为+1,氧元素化合价为-2,因此镍元素的化合价为+3。
步骤 7:写出氧化镍与稀盐酸反应的化学方程式
氧化镍与稀盐酸反应生成氯化镍和水,化学方程式为$NiO+2HCl=Ni{Cl}_{2}+{H}_{2}O$。
步骤 8:确定镍离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关
反应后镍离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关。
步骤 9:推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关
加入氢氧化钠溶液后,出现蓝绿色沉淀,将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为黑色,推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关。
根据元素周期表,镍元素的原子序数为28。
步骤 2:比较镍原子和铁原子的结构
镍原子比铁原子多两个中子和电子,因为它们的质子数相同,但镍原子的中子数和电子数比铁原子多两个。
步骤 3:确定铁原子和镍原子的相同点
铁原子和镍原子具有相同的电子层数和最外层电子数,因此它们的化学性质相似。
步骤 4:写出镍与稀盐酸反应的化学方程式
镍与稀盐酸反应生成氯化镍和氢气,化学方程式为$Ni+2HCl=Ni{Cl}_{2}+{H}_{2}\uparrow$。
步骤 5:写出镍在氧气中燃烧生成Ni2O3的化学方程式
镍在氧气中燃烧生成Ni2O3,化学方程式为$4Ni+3{O}_{2}\xlongequal {点燃}2{Ni}_{2}{O}_{3}$。
步骤 6:确定镍酸锂中镍元素的化合价
镍酸锂的化学式为LiNiO2,锂元素化合价为+1,氧元素化合价为-2,因此镍元素的化合价为+3。
步骤 7:写出氧化镍与稀盐酸反应的化学方程式
氧化镍与稀盐酸反应生成氯化镍和水,化学方程式为$NiO+2HCl=Ni{Cl}_{2}+{H}_{2}O$。
步骤 8:确定镍离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关
反应后镍离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关。
步骤 9:推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关
加入氢氧化钠溶液后,出现蓝绿色沉淀,将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为黑色,推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关。