(2013?廈門)某化學興趣小組回收利用廢舊干電池.
實驗 1 回收填料中的二氧化錳和氯化銨
查閱資料:廢舊干電池填料的主要成分為二氧化錳、炭粉、氯化銨和氯化鋅等,其中氯化銨、氯化鋅可溶于水.興趣小組的同學們設計回收物質(zhì)的流程如圖1所示.
(1)操作 1 和操作 2 的名稱都是
過濾
過濾
,該操作中玻璃棒的作用是
引流
引流

(2)灼燒濾渣 l 的目的是
除去炭粉
除去炭粉

(3)己知濾液 1 中氯化銨和氯化鋅的濃度相近.在某溫度下蒸發(fā)濾液 1 時,大量的氯化銨晶體先析出,說明該溫度下氯化銨溶解度
氯化鋅的溶解度(填“<”、“=”或“>”).
實驗 2 利用外殼回收物鋅制取氫氣及相關探究
(4)用鋅和稀硫酸制取氫氣.己知氫氣密度比空氣小且難溶于水,提供裝置如圖 2.
①應選擇:發(fā)生裝置為
B
B
(填編號),排空氣法收集裝置為
D
D
(填編號).
②若用排水法收集并測定氣體的體積,氣體從裝置 B 導管口
b
b
(填“a”或“b”) 進;選用儀器 F 測量排出水的體積,儀器 F 名稱是
量筒
量筒

(5)探究影響鋅與稀硫酸反應快慢的因素.反應過程中,用前 10min 內(nèi)收集的氫氣體積比較反應的快慢.控制其他條件相同,進行下表四組實驗,獲得數(shù)據(jù)如下表.
驗實號編 試劑 前 10min 內(nèi)產(chǎn)生的氫氣體積(mL)
不同純度的鋅 不同體積和濃度的稀硫酸
a 純鋅 30mL 30% 564.3
b 含雜質(zhì)的鋅 30mL 30% 634.7
c 純鋅 30mL 20% 449.3
d 純鋅 40mL 30% 602.8
①比較實驗 a 和實驗 b,可以得到的結論是
與同體積同濃度的稀硫酸反應,含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應速率要快
與同體積同濃度的稀硫酸反應,含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應速率要快

②為了研究硫酸濃度對反應快慢的影響,需比較實驗
a
a
和實驗
c
c
(填編號).
③控制其他條件相同,需控制的條件是
溫度(或鋅粒形狀大。
溫度(或鋅粒形狀大。
(例舉一種條件即可).
分析:(1)根據(jù)操作1和操作2分離混合物的狀態(tài)及過濾可用于難溶性固體和可溶性固體的分離進行分析;
(2)根據(jù)濾渣的成分及實驗的目的分析;
(3)根據(jù)等濃度的溶液,等溫度下蒸發(fā),溶解度小的先析出分析;
(4)①根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置;根據(jù)氣體的密度和溶解性選擇收集裝置;
②根據(jù)排水法收集氣體的原理及裝置F的實驗目的分析;
(5)①通過表格比較實驗的相同點和不同點得出結論;
②利用控制變量法分析自變量是硫酸的濃度,因變量是反應的快慢進行分析選擇對比組;
③從外因尋找需要控制的條件:溫度,顆粒大小等.
解答:解:(1)根據(jù)流程圖操作1和操作2都是不溶性固體和液體的分離,因此是過濾操作,過濾時玻璃棒起到引流的作用;
(2)因為廢舊干電池填料的主要難溶性物質(zhì)為二氧化錳、炭粉,因此溶解過濾后的濾渣含有二氧化錳和碳粉,而回收二氧化錳,因此通過灼燒可以把碳粉變成二氧化碳,因此灼燒濾渣 l 的目的是除去碳粉;
(3)因為氯化銨和氯化鋅的濃度相近,在某溫度下蒸發(fā)濾液 1 時,大量的氯化銨晶體先析出,說明該溫度下氯化銨溶解度<氯化鋅的溶解度;
(4)①用鋅和稀硫酸制取氫氣,因此發(fā)生裝置屬于固液常溫型的B裝置;因為氫氣密度比空氣小且難溶于水,因此可以采用排水法或向下排空氣法收集;
②若通過E裝置采用排水發(fā)生收集氫氣,氫氣不易溶于水,因此會聚集在水的上方,因此進氣管是短管;
要量取收集的氫氣的體積,利用儀器F-量筒通過量取排出水的體積就是氫氣的體積測定;
(5)①實驗 a 和實驗 b,相同點是同體積同濃度的稀硫酸,不同點是含雜質(zhì)的鋅和純鋅,結果含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應速率要快;
②要研究硫酸濃度對反應快慢的影響,需要不同濃度的硫酸,而要控制鋅的純度相同,比較產(chǎn)生氫氣的快慢,因此對比組是a和c;
③控制變量法需要考慮的是自變量和因變量,而其它外界條件均保存相同,因此控制其他條件相同,需控制的條件如;溫度(或鋅粒形狀大小).
故答案為:(1)過濾;引流;(2)除去碳粉;(3)<;(4)①B,D; ②b,量筒;
(5)①與同體積同濃度的稀硫酸反應,含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應速率要快;②a和c; ③溫度(或鋅粒形狀大。
點評:本題考查了廢電池的物質(zhì)的回收及有關氫氣的制取的探究,知識點較多,屬于化學實驗基本實驗技能的考查,要求在平時的學習中要注意掌握常見的化學操作及其原理,熟練運用.
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