Question

【題目】日常使用的干電池是一種鋅錳電池，它的構造是：負極為鋅做的圓筒，正極是一根碳棒，它的周圍被二氧化錳，碳粉和氯化銨的混合劑所包圍，總稱為“碳包”。碳包和鋅筒之間填充著氯化銨、氯化鋅的水溶液等組成的糊狀物。廢舊干電池隨意丟棄會造成環(huán)境污染，學校興趣小組同學準備對廢舊的干電池進行探究。

(一)拆解干電池，得到銅帽、鋅皮、碳棒、黑色粉末等物質(zhì)。

(二)回收二氧化錳并測定碳粉與二氧化錳的質(zhì)量比：(如圖)

(1)干電池使用時將化學能轉(zhuǎn)化成________能。

(2)上述操作中，灼燒過程中發(fā)生的反應用化學方程式表示為__________。

(3)同學們將過濾后得到的濾渣干燥后稱得質(zhì)量為25g，充分灼燒后冷卻稱得剩余固體質(zhì)量為20g，則濾渣中二氧化錳與碳粉的質(zhì)量比為_____，經(jīng)分析此結果偏大，老師指出同學們在實驗中缺少一步操作，該操作是_______________。

(4)為驗證二氧化錳，同學們用 A、B兩支潔凈試管，分別取5mL3%的過氧化氫溶液，往A試管中加入少量上述實驗灼燒后得到的固體，如果出現(xiàn)______的現(xiàn)象，說明為二氧化錳，反應的化學方程式為________。

(三)用拆解得到的鋅皮(含雜質(zhì))制取硫酸鋅晶體。實驗步驟：

①將剪碎后的鋅皮放入燒杯中，加入足量的稀硫酸，充分反應；

②將上述反應后的混合物過濾；

③將濾液加熱濃縮、_____、過濾，洗滌、低溫干燥，得到 ZnSO47H2O 晶體。

(5)步驟①中反應方程式為_____________，將鋅皮剪碎的目的是_______。

(6)步驟②需要的儀器有鐵架臺、燒杯、_____和玻璃棒，玻璃棒的作用是_____。

(7)步驟③缺少的操作是_____，洗滌時不能選用_____(填序號)。

A．60℃熱水 B．冰水 C．硫酸鋅飽和溶液

(四)測定鋅皮中鋅的質(zhì)量分數(shù)。同學們設計了如圖實驗裝置，取 1g 鋅皮放于試管中， 實驗中將注射器內(nèi)40毫升稀硫酸(足量)完全注入試管中。當試管中不再產(chǎn)生氣泡時立刻讀數(shù)得到量筒中水的體積為264毫升。已知實驗條件下氫氣的密度為0.09g/L。

(8)計算該鋅皮中鋅的質(zhì)量分數(shù)_____。

(9)上述方法測得的鋅的質(zhì)量分數(shù)偏大，可能的原因是_____(填序號)。

A．未等裝置完全冷卻就讀數(shù)

B．鋅皮中含有少量鐵

C．試管中有氣體沒有排出

D．將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾

Answer 1

【答案】電 C＋O2CO2 4:1 洗滌 有氣泡產(chǎn)生 2H2O22H2O+O2↑ 降溫結晶 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 增大接觸面積，使之充分反應，加快反應速率 漏斗 引流 降溫結晶 A 65% AB

【解析】

(二)(1)干電池使用時將化學能轉(zhuǎn)化成電能；

(2)上述操作中灼燒時，碳粉和氧氣反應生成二氧化碳，目的是除去碳粉，化學方程式表示為：C＋O2CO2；

(3)則濾渣中二氧化錳與碳粉的質(zhì)量比為：20g：（25g-20g）=4：1；經(jīng)分析，此結果偏大，老師指出同學們在實驗中缺少一步操作，該操作是洗滌，如果沒有洗滌，溶于水的溶質(zhì)部分會附著在濾渣上；

(4)往A試管中加入少量上述實驗灼燒后得到的固體，如果產(chǎn)生大量氣泡，說明為二氧化錳，這是因為過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑；

(三)(5)步驟①中鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，反應方程式為：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；將鋅皮剪碎的目的是增大接觸面積，使反應更快更充分；

(6)步驟②需要的儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗和玻璃棒，玻璃棒的作用是引流；

(7)步驟③缺少的操作是降溫結晶；若用60℃熱水進行洗滌，會影響硫酸鋅的結晶；

(四)(8)設鋅的質(zhì)量為x，生成氫氣的質(zhì)量：（264mL-40mL）x10-3L×0.09g/L=0.02g；

x=0.65g，

鋅皮中鋅的質(zhì)量分數(shù)=×100%=65%；

(9)A、沒等裝置冷卻就讀數(shù)，會導致測定氫氣的體積偏大，從而導致計算結果偏大；

B、鋅皮中含有少量鐵時，生成氫氣質(zhì)量大于是純鋅時生成的氫氣質(zhì)量，從而導致計算結果偏大；

C、試管中有氣體沒有排出，不影響計算結果，這是因為不管生成的氣體是否排出試管，總是生成多少體積的氣體，就有多少體積的水排入量筒；

D、將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾時，會導致測定氫氣的體積偏小，從而導致計算結果偏小。