Question

【題目】某同學在探究廢干電池內的黑色固體回收利用時，進行下圖所示實驗：

查閱教材可知，普通鋅錳電池的黑色物質主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質。請回答以下問題：

(1)鋅錳電池的負極材料是________。

(2)操作③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、______、泥三角和三腳架；灼燒濾渣時，產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測灼燒前的濾渣中存在的物質有___________。

(3)往操作④的試管中加入操作③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，據此可初步認定灼燒后的黑色固體為_________, 操作④相關的化學方程式為_______________。

(4)該同學要對濾液的成分進行檢驗，以確認是否含有NH4+，該同學取少許濾液于試管中__________________（填寫操作與現象），則證實濾液中含有NH4+。

(5)該同學利用在廢舊干電池中回收的Zn片和石墨電極，設計一個原電池實驗，比較銅與鋅的金屬活動性強弱。

限用材料：銅片、鋅片、石墨電極、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液；

限用儀器：直流電源、電流計、導線、燒杯、試管、鹽橋等中學化學常見的藥品和儀器請畫出實驗裝置圖，標出電極材料、電解質溶液_________________。

Answer 1

【答案】鋅（Zn） 坩堝 C(碳) 二氧化錳（MnO2） 2H2O2 2H2O+O2↑ 加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變藍色

【解析】

(1)Zn為活潑金屬，失去電子；
(2)操作③灼燒需要在坩堝中進行，無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體為二氧化碳；
(3)操作④的試管中加入操作③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，氣體為氧氣，可知灼燒后的黑色固體為二氧化錳；
(4)銨根離子與堿反應生成氨氣，氨氣可使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；
(5)設計一個原電池實驗，比較銅與鋅的金屬活動性強弱，可選Zn為負極、Cu為正極，選硫酸鋅、硫酸銅作電解質，利用鹽橋、導線形成閉合回路；

(1)鋅錳電池的負極材料是鋅(Zn)，失去電子被氧化；

答案為：鋅(Zn)；
(2)操作③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、坩堝、泥三角和三腳架；灼燒濾渣時，產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測灼燒前的濾渣中存在的物質有C(碳)；

答案為：坩堝；C(碳)；
(3)往操作④的試管中加入操作③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，據此可初步認定灼燒后的黑色固體為二氧化錳(MnO2)，操作④相關的化學方程式為；

答案為：二氧化錳(MnO2)；；
(4)確認是否含有NH4+，該同學取少許濾液于試管中加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變藍色，則證實濾液中含有NH4+；

答案為：加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變藍色；
(5)設計一個原電池實驗，比較銅與鋅的金屬活動性強弱，可選Zn為負極、Cu為正極，選硫酸鋅、硫酸銅作電解質，利用鹽橋、導線形成閉合回路，則原電池裝置圖為；

答案為：。