Question

某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)普通鋅錳廢干電池內(nèi)的黑色固體進(jìn)行探究，設(shè)計(jì)如下方案：

己知：I、普通鋅錳電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質(zhì)。

II、氫氧化鋅為白色粉末，不溶于水，溶于酸、強(qiáng)堿溶液和氨水。

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）②操作的名稱(chēng)是___________。

（2）某同學(xué)猜想溶液A的成分含有NH₄Cl和ZnCl₂，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證其猜想正確，要求在答題卡上按下表格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

限選試劑：蒸餾水、2moL·L^－1 HCI 、2 moL·L^－1 HNO₃ 、2 moL·L^－1 NH₃·H₂O、6 moL·L^－1 NaOH、0.1 moL·L^－1 KSCN、0.1 moL·L^－1 BaCl₂、0.1 moL·L^－1 AgNO₃、紫色石蕊試液、紅色石蕊試紙

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管，__ __________________________	有白色沉淀產(chǎn)生	說(shuō)明溶液A含有Cl－
步驟2：往b試管，__________ __________________________	______________________	_______________________
步驟3：往c試管，__________ __________________________	先產(chǎn)生_______________, 后____________________	說(shuō)明溶液A含有Zn2+

 

（3）取少量固體c放入試管，滴加入雙氧水，觀察到有氣體產(chǎn)生，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________。

（4）為測(cè)定廢干電池中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取ag廢千電池固體，溶于稀硫酸，加入碘化鉀溶液，充分反應(yīng)后，用bmol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用淀粉作指示劑，滴定至終點(diǎn)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，平均消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為vmL，則廢電池中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算表達(dá)式為：________________________________。

（滴定有關(guān)反應(yīng)：MnO₂+2I^－+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O；I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－）

 

Answer 1

【答案】

（17分）

（1）過(guò)濾 （2分）  

（2）（共11分，試劑不標(biāo)濃度和用量不準(zhǔn)確每空扣1分，用“適量”與“少量”均可，其他合理即給分）

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管，滴加適量0.1mol•L－1AgNO3（1分）和2moL•L－1 HNO3  （1分）	有白色沉淀產(chǎn)生	說(shuō)明溶液A含有Cl－
步驟2：往b試管， 加入適量6moL•L－1NaOH（1分）加熱（1分），將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口附近（1分）	濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色 （1分）	說(shuō)明溶液A含有NH4+ （1分）
步驟3：往c試管，逐滴加入2moL•L－1NH3·H2O 或 6moL•L－1NaOH （1分）至過(guò)量（1分）	先產(chǎn)生 白色沉淀 （1分），后 白色沉淀溶解 （1分）	說(shuō)明溶液A含有Zn2+

 

（3）   （2分）

（4）     (2分)      

【解析】

試題分析：（1）依題意，普通鋅錳廢干電池內(nèi)的黑色固體加足量蒸餾水溶解時(shí)，得到固液不相溶的混合物，二氧化錳不溶于水，氯化銨、氯化鋅是可溶性鹽，則操作②為過(guò)濾，將①所得混合物分離為溶液A和固體B，A的主要成分是氯化銨、氯化鋅，B的主要成分是二氧化錳；（2）檢驗(yàn)溶液A的主要成分，就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)是否存在氯離子、銨根離子和鋅離子，氯離子常用稀硝酸和硝酸銀溶液檢驗(yàn)，銨根離子常用熱氫氧化鈉溶液和濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，鋅離子常用氫氧化鈉或氨水檢驗(yàn)；步驟1：各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管，滴加適量0.1mol•L^－1AgNO₃和2moL•L^－1 HNO₃溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液A含有Cl^－；步驟2：往b試管， 加入適量6moL•L^－1NaOH、加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口附近，濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，說(shuō)明溶液A含有NH₄⁺；步驟3：步驟3：往c試管，逐滴加入2moL•L^－1NH₃·H₂O 或 6moL•L^－1NaOH至過(guò)量，先產(chǎn)生 白色沉淀，后白色沉淀溶解，說(shuō)明溶液A含有Zn²⁺；（3）二氧化錳固體受熱不能分解，則固體C的成分是二氧化錳，雙氧水在二氧化錳催化下，分解反應(yīng)速率增大，生成水和氧氣；（4）依題意，由于n=c•V，則硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為bv×10^—3mol；由于I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－中各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則每次滴定消耗的I₂為 bv/2×10^—3mol；由于MnO₂+2I^－+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O中各物質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則樣品中MnO₂為 bv/2×10^—3mol；由于二氧化錳的式量為87，m=n•M，則樣品中MnO₂的質(zhì)量為87bv/2×10^—3g；由于樣品的質(zhì)量為ag，則樣品中MnO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為87bv/2a×10^—3×100%。

考點(diǎn)：考查探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和化學(xué)計(jì)算，涉及混合物分離提純的方法、設(shè)計(jì)多種離子的檢驗(yàn)方案、過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)方程式、測(cè)定二氧化錳樣品的純度、滴定、物質(zhì)的量濃度、溶液體積、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用、摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。