Question

【题目】日常使用的干电池是一种锌锰电池，它的构造是：负极为锌做的圆筒，正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰，碳粉和氯化铵的混合剂所包围，总称为“碳包”。碳包和锌筒之间填充着氯化铵、氯化锌的水溶液等组成的糊状物。废旧干电池随意丢弃会造成环境污染，学校兴趣小组同学准备对废旧的干电池进行探究。

(一)拆解干电池，得到铜帽、锌皮、碳棒、黑色粉末等物质。

(二)回收二氧化锰并测定碳粉与二氧化锰的质量比：(如图)

(1)干电池使用时将化学能转化成________能。

(2)上述操作中，灼烧过程中发生的反应用化学方程式表示为__________。

(3)同学们将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为25g，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为20g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为_____，经分析此结果偏大，老师指出同学们在实验中缺少一步操作，该操作是_______________。

(4)为验证二氧化锰，同学们用 A、B两支洁净试管，分别取5mL3%的过氧化氢溶液，往A试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果出现______的现象，说明为二氧化锰，反应的化学方程式为________。

(三)用拆解得到的锌皮(含杂质)制取硫酸锌晶体。实验步骤：

①将剪碎后的锌皮放入烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应；

②将上述反应后的混合物过滤；

③将滤液加热浓缩、_____、过滤，洗涤、低温干燥，得到 ZnSO47H2O 晶体。

(5)步骤①中反应方程式为_____________，将锌皮剪碎的目的是_______。

(6)步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、_____和玻璃棒，玻璃棒的作用是_____。

(7)步骤③缺少的操作是_____，洗涤时不能选用_____(填序号)。

A．60℃热水 B．冰水 C．硫酸锌饱和溶液

(四)测定锌皮中锌的质量分数。同学们设计了如图实验装置，取 1g 锌皮放于试管中， 实验中将注射器内40毫升稀硫酸(足量)完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时立刻读数得到量筒中水的体积为264毫升。已知实验条件下氢气的密度为0.09g/L。

(8)计算该锌皮中锌的质量分数_____。

(9)上述方法测得的锌的质量分数偏大，可能的原因是_____(填序号)。

A．未等装置完全冷却就读数

B．锌皮中含有少量铁

C．试管中有气体没有排出

D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹

Answer 1

【答案】电 C＋O2CO2 4:1 洗涤 有气泡产生 2H2O22H2O+O2↑ 降温结晶 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 增大接触面积，使之充分反应，加快反应速率 漏斗 引流 降温结晶 A 65% AB

【解析】

(二)(1)干电池使用时将化学能转化成电能；

(2)上述操作中灼烧时，碳粉和氧气反应生成二氧化碳，目的是除去碳粉，化学方程式表示为：C＋O2CO2；

(3)则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为：20g：（25g-20g）=4：1；经分析，此结果偏大，老师指出同学们在实验中缺少一步操作，该操作是洗涤，如果没有洗涤，溶于水的溶质部分会附着在滤渣上；

(4)往A试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果产生大量气泡，说明为二氧化锰，这是因为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；

(三)(5)步骤①中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；将锌皮剪碎的目的是增大接触面积，使反应更快更充分；

(6)步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒，玻璃棒的作用是引流；

(7)步骤③缺少的操作是降温结晶；若用60℃热水进行洗涤，会影响硫酸锌的结晶；

(四)(8)设锌的质量为x，生成氢气的质量：（264mL-40mL）x10-3L×0.09g/L=0.02g；

x=0.65g，

锌皮中锌的质量分数=×100%=65%；

(9)A、没等装置冷却就读数，会导致测定氢气的体积偏大，从而导致计算结果偏大；

B、锌皮中含有少量铁时，生成氢气质量大于是纯锌时生成的氢气质量，从而导致计算结果偏大；

C、试管中有气体没有排出，不影响计算结果，这是因为不管生成的气体是否排出试管，总是生成多少体积的气体，就有多少体积的水排入量筒；

D、将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹时，会导致测定氢气的体积偏小，从而导致计算结果偏小。