Question

（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的流程如圖1所示．
（1）操作 1 和操作 2 的名稱都是

過濾

，該操作中玻璃棒的作用是

引流

．
（2）灼燒濾渣 l 的目的是

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：發生裝置為

B

（填編號），排空氣法收集裝置為

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

（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

．
（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，獲得數據如下表．

驗實號編	試劑		前 10min 內產生的氫氣體積（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

和實驗

c

（填編號）．
③控制其他條件相同，需控制的條件是

溫度（或鋅粒形狀大小）

（例舉一種條件即可）．

Answer 1

分析：（1）根據操作1和操作2分離混合物的狀態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）根據濾渣的成分及實驗的目的分析；
（3）根據等濃度的溶液，等溫度下蒸發，溶解度小的先析出分析；
（4）①根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置；根據氣體的密度和溶解性選擇收集裝置；
②根據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，不同點是含雜質的鋅和純鋅，結果含雜質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，含雜質的鋅比純鋅反應速率要快；②a和c； ③溫度（或鋅粒形狀大小）．

點評：本題考查了廢電池的物質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．