Question

某學(xué)校設(shè)計了一節(jié)實驗活動課，讓學(xué)生從廢舊干電池中回收碳棒、MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質(zhì)．整個實驗過程如下，請回答有關(guān)問題：
（1）干電池的基本構(gòu)造和工作原理．如圖為干電池的基本構(gòu)造圖．干電池工作時負極上的電極反應(yīng)式是

 

，正極上的電極反應(yīng)式是

 

（已知NH₄⁺的得電子能力大于Zn²⁺）．
（2）鋅皮和碳棒的回收．用鉗子和剪刀剪開回收的干電池的鋅銅，將鋅皮和碳棒取出，并用毛刷刷干凈，將電池內(nèi)的黑色粉末移入小燒杯中．
（3）氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗和分離．
①如何從黑色粉末中提取NH₄Cl和ZnCl₂等晶體的混合物？寫出簡要的實驗步驟：

 

②設(shè)計簡單的實驗證明所得晶體中含有NH₄⁺
實驗步驟：

 

實驗現(xiàn)象：

 

有關(guān)的離子方程式：

 

③用什么方法可將NH₄Cl和ZnCl₂的晶體混合物分離開？

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,原電池和電解池的工作原理,物質(zhì)的檢驗和鑒別的實驗方案設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題,電化學(xué)專題

分析：（1）負極為鋅，被氧化生成鋅離子；正極上NH₄⁺得電子被還原生成氨氣；
（3）①根據(jù)不溶物以及NH₄Cl和ZnCl₂的性質(zhì)選擇分離的方法，不溶物質(zhì)可直接過濾，用結(jié)晶的方法分離NH₄Cl和ZnCl₂；
②將晶體溶于水，加入氫氧化鈉，并加熱，生成的氣體用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗；
③根據(jù)NH₄Cl易分解的性質(zhì)選取分離方法．

解答： 解：（1）在鋅錳干電池中，活潑金屬鋅為電池負極，反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極上NH₄⁺得電子被還原生成氨氣，電極方程式為2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（3）①黑色粉末既有可溶性的NH₄Cl和ZnCl₂，又有不溶物，所以可以采用溶解、過濾、結(jié)晶的辦法得到ZnCl₂和NH₄Cl的混合物，具體操作為向小燒杯中加入一定量的蒸餾水，充分攪拌，然后過濾，將濾液移入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)結(jié)晶，
故答案為：向小燒杯中加入一定量的蒸餾水，充分攪拌，然后過濾，將濾液移入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)結(jié)晶；
②實驗證明所得晶體中含有NH₄⁺，可取少量晶體溶于蒸餾水配成溶液．取少許溶液，加入少量NaOH溶液后加熱，將濕潤的紅石蕊試紙放在試管口，如觀察到試紙變藍，可說明存在NH₄⁺，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：取少量晶體溶于蒸餾水配成溶液．取少許溶液，加入少量NaOH溶液后加熱，將濕潤的紅石蕊試紙放在試管口；
實驗現(xiàn)象：試紙變藍；
有關(guān)離子方程式：NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O；
③NH₄Cl具有熱不穩(wěn)定性，而且穩(wěn)定性降低時又能馬上化合生成氯化銨，因此可以采用加熱方法，故答案為：加熱．

點評：本題是以實驗為主的綜合題，考查物質(zhì)的提取、分離、檢驗及電化學(xué)知識，題目較為綜合，具有一定難度，學(xué)習(xí)中注意化學(xué)實驗知識的積累．