Question

電池是日常必備用品之一，但它也是環(huán)境污染的一個重要來源．下面是某興趣小組利用廢舊鋅錳干電池作為原料，并進(jìn)行相關(guān)探究的過程，請參與其中
知識儲備：
（1）鋅錳電池的構(gòu)造和組成（如圖1所示）
（2）結(jié)晶水合物：當(dāng)一些溶質(zhì)從溶液里結(jié)晶析出時(shí)，晶體里結(jié)合著一定數(shù)目的水分子，這樣的水分子叫結(jié)晶水．含有結(jié)晶水的化合物稱為結(jié)晶水合物．硫酸鹽常以結(jié)晶水合物的形式存在，如膽礬-CuSO₄?5H₂O，明礬-KAl（SO₄）₂?12H₂O等．
（3）結(jié)晶水合物的特殊性質(zhì)：在逐步升溫的條件下，結(jié)晶水合物能部分或全部失去結(jié)晶水，如藍(lán)色的膽礬晶體（CuSO₄?5H₂O）在受熱時(shí)可失去結(jié)晶水變?yōu)榘咨�的無水硫酸銅粉末（CuSO₄）．
（Ⅰ）制備皓礬晶體（ZnSO₄?xH₂O）
小組同學(xué)參觀了某回收廢舊鋅錳電池的工廠，其回收工藝流程如圖2所示：
（1）已知“錳粉”中除含極少量ZnCl₂、Zn（OH）₂外，主要成分應(yīng)NH₄Cl、C、

 

，則加入30%鹽酸與Zn（OH）₂發(fā)生的反為：

 

．
（2）操作1、操作2均為

 

，玻璃棒的作用是

 

．
（3）將濾液2蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得皓礬（ZnSO₄?xH₂O）晶體，蒸發(fā)時(shí)要用玻璃棒不斷攪拌，目的是防止

 

引起液滴飛濺．
（Ⅱ）皓礬晶體中結(jié)晶水含量的測定
小組同學(xué)將部分皓礬晶體（ZnSO₄?xH₂O）帶回實(shí)驗(yàn)室，用如圖3所示裝置測定晶體中結(jié)晶水的含量（圖中半透膜可讓氣體通過又可防止固體粉末進(jìn)入導(dǎo)管）：稱取28.7g晶體置于C裝置的硬質(zhì)玻璃管中，加熱至完全失去結(jié)晶水，冷卻至常溫后，稱量玻璃管中固體的質(zhì)量為16.1g．
（1）B中的試劑可從下列物質(zhì)中選取，你的選擇是

 

．
A．濃硫酸     B．硝酸銀溶液     C．飽和碳酸氫鈉溶液    D．澄清石灰水
（2）實(shí)驗(yàn)中有以下步驟，正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是

 

（填選項(xiàng)序號）：
①打開K₁ ②關(guān)閉K₁ ③點(diǎn)燃酒精燈   ④熄滅酒精燈使C中玻璃管冷卻至常溫
（3）實(shí)驗(yàn)過程中若不通入CO₂，測得結(jié)果將

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算皓礬晶體中結(jié)晶水的x值為

 

．（寫出計(jì)算過程）
（Ⅲ）興趣拓展--回收二氧化錳
小組同學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）中錳粉的操作步驟后，即可回收二氧化錳固體．
（1）小王同學(xué)認(rèn)為試劑a為水，你認(rèn)為能不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模看穑?div id="qq72l2p" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（2）灼燒一般要在

 

（填儀器名稱）中進(jìn)行，同時(shí)需要的儀器還有泥三角、三腳架等．此處在空氣最充分灼燒的目的是除去濾渣中的

 

．
（Ⅳ）你還想研究的問題是什么？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：混合物的分離方法,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,金屬的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的分離和提純,科學(xué)探究

分析：（Ⅰ）（1）根據(jù)圖中干電池的構(gòu)造可知“錳粉”中所含的物質(zhì)和酸堿中和反應(yīng)；
（2）根據(jù)操作1分離混合物的狀態(tài)及過濾可用于難溶性固體和可溶性固體的分離進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)蒸發(fā)時(shí)玻璃棒攪拌的作用解答；
（Ⅱ）（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的是測定皓礬中結(jié)晶水的含量所以不使水蒸氣隨二氧化碳進(jìn)入堿石灰中分析解答；
（2）根據(jù)加熱C之前要先通二氧化碳排凈裝置中的空氣后再加熱，停止加熱待裝置冷卻后才能停止通二氧化碳解答；
（3）根據(jù)空氣中含有水蒸氣，會影響?zhàn)┑\中結(jié)晶水的測定結(jié)果解答；
（4）根據(jù)C裝置中固體質(zhì)量的減輕就是失去的結(jié)晶水的質(zhì)量解答；
（Ⅲ）（1）根據(jù)錳粉的主要成分及其溶解性分析解答；
（2）根據(jù)灼燒所需的儀器和灼燒的目的解答；
（Ⅳ）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的基本操作和錳粉的成分解答．

解答：解：（Ⅰ）（1）從圖1可知錳粉中含有碳、二氧化錳和氯化鋅；氫氧化鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和水；
（2）根據(jù)流程圖操作1和2都是不溶性固體和液體的分離，因此是過濾操作，過濾時(shí)玻璃棒起到引流的作用；
（3）蒸發(fā)時(shí)用玻璃棒不斷攪拌，防止局部受熱造成液滴飛濺；
（Ⅱ）（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測定皓礬中結(jié)晶水的含量所以不使水蒸氣隨二氧化碳進(jìn)入堿石灰中，所以B中的試劑具有吸水性，題中四中物質(zhì)中只有A濃硫酸具有吸水性；
（2）加熱C之前要先通二氧化碳排凈裝置中的空氣后再加熱，停止加熱待裝置冷卻后才能停止通二氧化碳；
（3）空氣中含有水蒸氣，堿石灰吸收的既有皓礬分解得到的水蒸氣也有空氣中的水蒸氣，使測定的結(jié)果偏大；
（4）28.7g皓礬晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為28.7g-16.1g=12.6g，ZnSO₄?xH₂O中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

18 x

161+18 x

=

12.6g

28.7g

x=7
（Ⅲ）（1）“錳粉”中主要成分應(yīng)NH₄Cl、C、二氧化錳，其中氯化銨溶于水，碳和二氧化錳不溶，所以加水氯化銨溶解其余的成分不溶；
（2）坩堝可用于灼燒，灼燒過程錳粉中的碳和空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳從而除去錳粉中的碳；
（Ⅳ）從圖中實(shí)驗(yàn)可知回收了錳粉中的二氧化錳，氯化銨是一種常見的氮肥也可回收；
故答案：（Ⅰ）MnO₂；Zn（OH）₂+2HCl=ZnCl₂+2H₂O  （2）過濾；引流；（3）局部受熱．
（Ⅱ）（1）A；（2）①③④②；（3）偏大；（4）7（過程：略）
（Ⅲ）（1）能；（2）坩堝； 碳（C）
（Ⅳ）能否提取氯化銨？（合理答案即可）．

點(diǎn)評：本題以信息題的方式考查了物質(zhì)的分離和提純，側(cè)重能力的考查．