8.某化學(xué)興趣小組同學(xué)在回收廢舊電池的同時(shí),開展了如下的實(shí)驗(yàn)探究.
【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.
【實(shí)驗(yàn)1】廢干電池的拆卸與處理
(1)興趣小組同學(xué)將廢舊干電池卸下的鋅筒、碳棒沖洗干凈,備用.
(2)將銅帽放入鹽酸中,除去銹污,沖洗備用.
【實(shí)驗(yàn)2】檢驗(yàn)廢干電池筒內(nèi)黑色固體中MnO
2的存在
興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn):
(1)操作②中過玻璃棒的作用是引流.
(2)引流.操作③灼燒黑色濾渣時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種氣體能使澄清石灰水變渾濁,該反應(yīng)的化學(xué)表達(dá)式為C+O
2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO
2.
(3)操作④試管中產(chǎn)生的氣體能使帶火星木條復(fù)燃,該氣體為O
2.
(4)由此得出結(jié)論:濾渣中黑色固體化學(xué)式為MnO
2和和C.
【實(shí)驗(yàn)3】利用回收鋅皮制取氫氣及相關(guān)探究
(1)用鋅皮和稀硫酸制取氫氣.用適當(dāng)?shù)陌l(fā)生裝置,采用排水法收集并測(cè)定氫氣的體積(如圖2),氣體從裝置A導(dǎo)管口b(填“a”或“b”) 進(jìn),選用儀器B測(cè)量排出水的體積,儀器B名稱是量筒.
(2)探究影響鋅與稀硫酸反應(yīng)快慢的因素.反應(yīng)過程中用前10min 內(nèi)收集的氫氣體積比較反應(yīng)的快慢.控制其他條件相同,進(jìn)行下表4組實(shí)驗(yàn),獲得數(shù)據(jù)如下.
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 試劑 | 前10 min內(nèi)產(chǎn)生的 氫氣體積(mL) |
鋅的純度 | 稀硫酸的體積和濃度 |
a | 純鋅 | 30 mL 30% | 564.3 |
b | 含雜質(zhì)的鋅 | 30 mL 30% | 634.7 |
c | 純鋅 | 30 mL 20% | 449.3 |
d | 純鋅 | 40 mL 30% | 602.8 |
[數(shù)據(jù)分析]
①比較實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)b得到的結(jié)論是:與同體積同濃度的稀硫酸反應(yīng),含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應(yīng)速率大.
②為了研究硫酸濃度對(duì)反應(yīng)快慢的影響,需比較實(shí)驗(yàn)a和c(填實(shí)驗(yàn)編號(hào)).
③探究影響該反應(yīng)快慢的因素,還需控制的條件是:溫度(或鋅粒形狀大小)(舉一例即可).
【實(shí)驗(yàn)4】探究經(jīng)處理干凈的二氧化錳在氯酸鉀分解反應(yīng)中的催化作用
(1)把干燥純凈的24.5g氯酸鉀和5.5g二氧化錳混勻、裝入大試管中,加熱.
(2)待反應(yīng)完全后,將試管冷卻、稱量,得到20.4g殘留固體.
(3)再將殘留固體經(jīng)溶解、過濾、洗滌、干燥、稱量,得到5.5g黑色固體.
[數(shù)據(jù)分析]
①該實(shí)驗(yàn)說明:二氧化錳在氯酸鉀分解反應(yīng)前后,質(zhì)量不變.
②完全反應(yīng)后制得氧氣的質(zhì)量是9.6g.(提示:已知所有化學(xué)反應(yīng)遵循如下規(guī)律:參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各生成物的質(zhì)量總和)
[實(shí)驗(yàn)反思]
要證明二氧化錳是氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑,還要做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn):將等質(zhì)量的2份氯酸鉀粉末,其中一份加入少量的上述實(shí)驗(yàn)所得二氧化錳混勻、裝入試管,另一份裝入另一試管,加熱,比較產(chǎn)生氧氣速率的大。