解放军文职招聘考试单质镍

 单质镍

镍是一种相当丰富的元素，在地壳中的含量为 0.018% ，居第 23 位，其含量大于铜、锌、铅三者的总和。重要的镍矿有：镍黄铁矿 [(Ni,Fe) x S y ] 、硅镁镍矿 [(Ni,Mg)SiO ₃ ? n H ₂ O] 、针镍矿或黄镍矿 (NiS) 、红镍矿 (NiAs) 、褐铁矿 [(Ni 、 Fe)O(OH) n ? H ₂ O] 等。
我们简介单质镍的：
1 、物理性质
镍是银白色金属，熔点 1726K ，沸点 3005K ，密度 8.902g ? cm ^- 3 。镍比铁硬而坚韧，有铁磁性和延展性，能导电和导热。
2 、化学性质
镍的化学性质与铁、钴相似，在常温下与水和空气不起作用，能抗碱性腐蚀。
镍易溶于稀的无机酸中，并放出氢气：
                          Ni + 2HCl == NiCl ₂ + H ₂ ↑
与铁相似，镍在浓硝酸里呈现“钝态”。但镍在碱性溶液中的稳定性比铁高。 细粉末状的金属镍加热是可以吸收相当量的氢气。加热时镍能与氧、硫、氯、溴等非金属剧烈反应，生成相应的化合物。
3 、制备方法
工业上由矿石中回收和提纯镍的方法主要有三种。
⑴电解冶金法
将富集的硫化物矿石焙烧成氧化物，经火法还原，得到金属镍并铸成镍阳极，经电解，在阴极得到高纯度镍。
⑵化学还原法
将镍的氧化物矿石经过化学浸出，分离共存元素，得到较纯的氧化镍，然后用氢气在一定的压力和温度下还原氧化镍，得到金属镍。
⑶羰基化法
将镍的硫化物矿与 CO 反应，生成挥发性的四羰基合镍 Ni(CO) ₄ ， Ni(CO) ₄ 经过加热分解成 CO 和镍，所得产物纯度高，不含钴。
4 、毒性与应用
金属镍毒性不大，镍的化合物均有毒，应尽量避免摄入。挥发性的羰基镍的毒性比 CO 大。
镍 (II) 的化合物
下面主要介绍几种氧化数为 +2 的镍的化合物。
1 、氧化镍
在隔绝空气的条件下，加热镍 (II) 的碳酸盐、草酸盐或硝酸盐，使其分解，就能得到暗绿色的氧化镍：
                       NiC ₂ O ₄ === NiO + CO ↑ + CO ₂ ↑
NiO 也称为一氧化镍，是碱性氧化物，能溶于酸性溶液中，不溶于水或碱性溶液中。
2 、氢氧化镍
向镍 (II) 盐的水溶液中加入碱，可以得到绿色的氢氧化镍沉淀：
                       Ni ₂⁺ + 2OH ^- == Ni(OH) ₂ ↓
氢氧化镍很稳定，不会被空气中的氧所氧化。
3 、硫酸镍
硫酸镍是含有 7 个结晶水的绿色晶体 NiSO ₄ ? 7H ₂ O ，硫酸镍能与碱金属或铵的硫酸盐形成复盐，如 (NH ₄ )NiSO ₄ ? 7H ₂ O 。硫酸镍大量用于电镀、催化剂和纺织品染色。
硫酸镍的制备是利用金属镍与硫酸和硝酸的反应或将氧化镍、碳酸镍溶于稀硫酸中来制备的：
  2Ni + 2H ₂ SO ₄ + 2HNO ₃ == 2NiSO ₄ + NO ₂ ↑ + NO ↑ + 3H ₂ O
                 NiO + H ₂ SO ₄ == NiSO ₄ + H ₂ O
               NiCO ₃ + H ₂ SO ₄ == NiSO ₄ + CO ₂ ↑ + H ₂ O
4 、卤化镍
无水卤化镍的颜色随 F 、 Cl 、 Br 、 I 的顺序而加深，它们均是有金属镍与相应的卤素作用而制备的。
无水卤化镍的颜色

 
在一般条件下，卤化镍是由氧化镍、氢氧化镍、或碳酸镍与相应的氢卤酸作用制备的，均含 6 个分子的结晶水，均为绿色晶体。灼烧失水而生成无水卤化物。
无水卤化镍在空气中易潮解，易溶于水、氨水和乙醇等有机溶剂中。 NiCl ₂ 在有机溶剂中的溶解度通常比 CoCl ₂ 小，这个差异被用来分离镍和钴的氯化物。
NiCl ₂ 可以制镍催化剂、镀镍，用于气体面具中吸收氨气，也可做试剂。