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镍(Nickel)?

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镍的元素符号为Ni,原子序28。它是银白色具金属光泽的金属,熔点为1726K,沸点3005K,密度8.9g/cm3。镍比铁硬且坚韧,有铁磁性和延展性,能导电和导热,属过渡元素,地壳中的含量约0.018%,常与黄铁矿共生,它也常用来製作硬币、合金、不锈钢。

製备:
镍主要产于俄罗斯、加拿大、澳洲。地球物理证据显示,地核中含有大量的镍。而工业上提炼镍的方法有三:

1.电解法:
将含镍的硫化物矿石煅烧成氧化物,经CO还原成金属镍,再以电解法精炼,但此法常会有铁、钴等杂质。

2.化学还原法:
将镍的氧化物以氢气还原,即可得金属镍。

3.羰基化法:
将镍的硫化物与CO反应,生成挥发性的Ni(CO)4 (沸点43℃),经加热分解生成CO和镍,所得产物纯度较高。

镍的发现史:
镍是很早就开始使用的金属,最早可追溯到西元前3500年。因镍矿石易被误认为银矿石,故在相对较晚的年代,人们才知晓镍的性质和使用方法。含镍的金属矿可将玻璃染成绿色。在德国有个含镍的矿脉,矿石的颜色类似铜矿石的红色,但是试图从此金属矿中提炼出铜的尝试,全都失败,故它被称为kupfernickel,意思是骗人的假铜;人类从中提炼不出铜,却提炼出银白色的金属镍。镍的活性不算小,但是它的氧化速率很慢,且易在表面形成抗氧化的氧化层,故镍有时用来保护铁免于生锈。镍及其合金可製货币,最早的纯镍币是由瑞士在1881年开始使用。

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,能抗硷性腐蚀;但易溶于稀的无机酸中并产生氢气:Ni + 2H+ → Ni2+ + H2。与浓硝酸作用时,会在表面产生一层保护层。粉状的金属镍加热可吸收相当量的氢气,加热时可与氧、硫、氯、溴等非金属反应。镍的化合物毒性较镍金属高,有部分证据显示镍与皮肤的接触会引起过敏反应。

镍的化合物:
氧化镍、氢氧化镍皆为绿色固体,不溶于水。硫酸镍是含有7个结晶水的绿色晶体NiSO4.7H2O。硫酸镍能与硷金属或铵的硫酸盐形成複盐,大量用于电镀、催化剂和纺织品染色。硫酸镍的製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製备的。
镍主要呈现+2价氧化数,+3价化合物较少见,多为强氧化剂,主要有Ni2O3、Ni(OH)3

参考资料:
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel
2. 车云霞、申泮文,2005年,化学元素周期系,南开大学出版社。
3. Geoff Rayner-Canham, Tina Overton, 2006, Descriptive Inorganic Chemistry, 4th ed., Freeman.

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