三氧化二镍的平衡方程式是什么？ ¹

三氧化二镍的平衡方程式描述了其在化学反应中的形成或分解过程。这一反应在高温条件下进行，产生镍氧化物和氧气。该方程式对理解镍氧化物的热稳定性及其在工业应用中的分解特性非常重要。

简介：

三氧化二镍的分子式是 Ni2O3.其分子量为 165.39 g/mol。三氧化二镍为灰黑色无气味有光泽的块状物，易碎成细粉末。不溶于水，溶于氨水。溶于热盐酸并放出氯气。溶于硫酸和硝酸并放出氧气。600℃分解为一氧化镍和氧气。三氧化二镍因为其独特的晶体结构及感光范围，被广泛应用于光催化和电催化中，常作为助催化剂与其他催化剂配合使用。例如，三氧化二镍(Ni2O3)纳米颗粒具有优异的电学、光学和磁性能，已成为一种很有前途的材料而广泛应用于多个领域。

1. 制备

硫酸镍溶液与碳酸钠溶液进行复分解生成碳酸镍，经过滤、浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥得到干燥的碳酸镍固体，再经煅烧、球磨粉碎，制得三氧化二镍。

2. 三氧化二镍的平衡方程式是什么？

三氧化二镍的分解方程式如下所示：2Ni203（s）→ 4Ni（s）+ 302（g）

即三氧化二镍的平衡方程式为：2Ni2O3 = 4Ni + 3O2

3. 如何得到三氧化二镍的平衡方程式？

平衡化学方程式是化学计算和分析的基础。让我们通过逐步检查的方法，来平衡这个反应方程式。

（1）初始设值

首先，将所有物质的化学计量数设为1，得到：

Ni2O3 → Ni + O2

（2）逐元素检查

镍原子 (Ni): 反应物中有2个Ni原子，生成物中只有1个Ni原子，因此Ni原子不平衡。为了平衡Ni原子，将生成物中的Ni的化学计量数改为2：

Ni2O3→ 2Ni + O2

氧原子 (O): 反应物中有3个O原子，生成物中有2个O原子，氧原子也不平衡。为了平衡O原子，将生成物中的O2的化学计量数改为3：

Ni2O3→ 2Ni + 3O2

（3）再次检查

此时，反应物中有2个Ni原子和3个O原子，生成物中也有2个Ni原子和3个O原子。各元素的原子数目相等，方程式平衡。

（4）最终平衡方程式

2Ni2O3 = 4Ni + 3O2

4. 三氧化二镍分解的实际应用——制备镍

随着经济建设和钢铁工业的发展，镍的需求量不断增加。目前镍的常规冶炼方法有以下三种:(1)用氢气还原氧化镍，可得金属镍；(2)在鼓风炉中混入氧置换硫，加热镍矿可得到镍的氧化物。而此种氧化物再和与铁反应过的酸液进行作用就能得到镍金属；(3)矿石经煅烧成氧化物后，再用水煤气或炭还原得到镍。镍的以上常规冶炼方法均需消耗大量宝贵的氢气、水煤气等。

经过试验，研究发现三氧化二镍在微波场中能在短短4～5分钟内升温至1 600℃以上，并能发生分解反应生成单质镍球状颗粒。而在真空条件下操作所具有的明显的优点是:及时抽走氧气，使三氧化二镍的分解平衡向右移动，防止单质镍的高温氧化，提高反应后混合物中的单质镍含量。

5. 三氧化二镍分解的相关研究

连明磊等人在真空条件下，用微波辐照三氧化二镍粉末以制备单质镍，探索其升温过程及反应机理。发现存在有决定三氧化二镍是否升温的“临界功率点”；提出了过程的反应机理，认为过程分为微波诱导、一次反应、二次反应、成粒等5个步骤，一次反应、二次反应的临界点分别为600℃、1970℃；发现中期升温速率高，前期升温速率低，后期为降温过程。10.0 g三氧化二镍在800 W微波场中真空分解及在空气氛围中分解的极限单质镍含量分别为65.9%与14.6%。附带微波传递的反应方程式表示如下：

参考：

[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E6%B0%A7%E5%8C%96%E4%BA%8C%E9%95%8D

[2]https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E6%B0%A7%E5%8C%96%E4%BA%8C%E9%95%8D

[3]连明磊,武文芳,缪应菊,等.三氧化二镍的真空微波诱导分解[J].粉末冶金技术,2015,33(04):281-284.DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2015.04.010.

[4]诺丁汉大学卓越灯塔计划(宁波)创新研究院,宁波诺丁汉大学. 一种三氧化二镍掺杂碳纳米管催化剂的制备方法:CN202310366172.X[P]. 2023-08-18.

[5] 宁波九胜创新医药科技有限公司. 一种基于离心微流控技术制备三氧化二镍纳米颗粒的方法:CN202310939251.5[P]. 2023-12-19.

[6]https://www.nature.com/articles/2151268a0