Question

某校開展課外研究性學習：從廢舊干電池中回收碳棒、MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質，整個過程如下，回答有關問題：
（1）如圖是干電池的基本構造圖，干電池工作時正極上的反應是N

H

+ 4

+e-=NH3↑+

1

2

H2↑則負極上的電極反應式是

Zn-2e^-=Zn²⁺

．MnO₂的作用是除去正極上的某產物，本身生成Mn₂O₃，該反應的化學方程式是

2MnO₂+H₂=Mn₂O₃+H₂O

．
（2）鋅皮和碳棒的回收：用鉗子和剪子剪開回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，刷洗干凈，將電池內的黑色粉末移入小燒杯中．
（3）氯化銨、氯化鋅的提取、分離和檢驗．①如何從黑色粉末中提取NH₄Cl和ZnCl₂的晶體混合物？寫出簡要的實驗步驟：

向黑色粉末中加入一定量的蒸餾水充分攪拌溶解，過濾，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶，再過濾，所得晶體即為ZnCl₂和NH₄Cl的混合物

．
②用什么方法可將NH₄Cl和ZnCl₂的晶體混合物分離開？

加熱

．
③寫出證明ZnCl₂晶體中含Zn²⁺的操作步驟及實驗現象：

取少量ZnCl₂于試管中溶解，將溶液平均分為兩等份，分別滴加足量NaOH溶液和氨水，兩支試管中均為先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解

（已知Zn（OH）₂是兩性氫氧化物且能溶解于氨水）
④最后剩余的黑色殘渣的主要成分是MnO₂，還有炭黑和有機物等，可用灼燒的方法除去雜質．該實驗中需要用到的主要儀器除酒精燈外，還有

坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒

．

Answer 1

分析：（1）鋅錳干電池中，鋅作為負極，失去電子；MnO₂生成Mn₂O₃，該過程中的Mn化合價降低，被還原，還原劑就是正極產物氫氣；
（2）①根據不溶物以及NH₄Cl和ZnCl₂的性質選擇分離的方法，不溶物質可直接過濾，用結晶的方法分離NH₄Cl和ZnCl₂；
②根據NH₄Cl易分解的性質選取分離方法；
③Zn²⁺中不管是先滴加強堿性或弱堿性溶液都能先出現白色沉淀，后沉淀溶解；
④加熱固體操作需要坩堝，一般來說需要坩堝鉗、三腳架、玻璃棒等儀器．

解答：解：（1）在鋅錳干電池中，活潑金屬鋅為電池負極，反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，MnO₂生成Mn₂O₃，該過程中的Mn化合價降低，被還原，還原劑就是正極產物氫氣，反應式為
2MnO₂+H₂=Mn₂O₃+H₂O，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；2MnO₂+H₂=Mn₂O₃+H₂O；
（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、結晶的辦法得到ZnCl₂和NH₄Cl的混合物，
故答案為：向黑色粉末中加入一定量的蒸餾水充分攪拌溶解，過濾，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶，再過濾，所得晶體即為ZnCl₂和NH₄Cl的混合物；
②NH₄Cl具有熱不穩定性，而且穩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；
③Zn²⁺中不管是先滴加強堿性或弱堿性溶液都能先出現白色沉淀，后沉淀溶解，
故答案為：取少量ZnCl₂于試管中溶解，將溶液平均分為兩等份，分別滴加足量NaOH溶液和氨水，兩支試管中均為先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解；
④灼燒操作需要坩堝，轉移坩堝需要坩堝鉗，坩堝需要放置在三腳架或鐵架臺的鐵圈上的泥三角中，灼燒過程中要用玻璃棒攪拌，
故答案為：坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒．

點評：本題是以實驗為主的綜合題，考查物質的提取、分離、檢驗及電化學知識，題目較為綜合，具有一定難度，學習中注意化學實驗知識的積累．