Question

為了貫徹“循環經濟，防止污染”的理念，某校化學課外活動小組利用廢干電池作為再生資源。其實驗設計如下：

一、實驗目的
從廢舊電池中提取有用物質，并檢驗銨鹽的純度。
二、實驗材料
廢舊1號電池若干節，鉗子等實驗用品。
三、實驗步驟
1.獲取銅帽、鋅片、石墨電極
2.從黑色混合物的濾液中提取NH₄Cl
3.提取二氧化錳
（1）有關干電池的基本構造和工作原理如右上圖。

電池總反應為：Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn（NH₃）2Cl₂+Mn₂O₃+H₂O，干電池工作時負極上的電極反應式為：______________；正極上產生兩種氣體，則正極的電極反應式為：________________。
（2）用鉗子和剪子剪開回收的干電池的鋅筒，把銅帽、鋅皮和碳棒回收，將電池內的黑色粉末移入小燒杯中。
（3）氯化銨和氯化鋅的提取、檢驗和分離：
①從黑色粉末中提取NH₄Cl和ZnCl₂等晶體的混合物，主要包括：溶解、_________、蒸發、_________。
②設計簡單的實驗證明所得晶體中含有和Zn²⁺［已知Zn（OH）₂是兩性氫氧化物且能溶解于氨水生成Zn］，并填寫下列實驗報告。

（a）________，（b）___________，（c）__________，（d）__________，（e）__________，（f）___________。
③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硅酸鹽質儀器除酒精燈外還有___________。
（4）晶體中氯化銨質量分數的測定：
已知與HCHO在水溶液中有如下反應：4+6HCHO→（CH₂）₆N₄+4H⁺+6H₂O。稱取ag樣品溶于水，加入足量的HCHO溶液，配成100mL溶液，再取出10mL，滴入酚酞后，再逐滴滴入cmol/L的NaOH溶液，當滴到VmL時，溶液呈現粉紅色，整個過程中不考慮雜質參與反應，則晶體中氯化銨的質量分數ω（NH₄Cl）為___________。

Answer 1

（1）Zn－2e^－=Zn²⁺；2+2e^－=2NH₃↑+H₂↑。

（3）①過濾；結晶 

 ②（a）取所得晶體適量于燒杯中，加水溶解； （b）取（a）所得溶液少許于試管中，加入NaOH溶液并加熱；（c）有能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體產生；（d）；（e）取（a）所得少量溶液于試管中，加入NaOH溶液至生成白色沉淀，然后將沉淀分成兩份：一份加NaOH溶液至過量；另一份加氨水至過量；（f）兩份白色沉淀均溶解  

 ③坩堝、玻璃棒。 

（4）53.5cV/a%。

【試題分析】
這是一道圍繞日常生活中常見的干電池設置的試題，涉及電極反應式的書寫、有用成分的分離與提純及其含量的測定。從結構和成分上分析，干電源外殼鋅為負極，中間石墨棒為正極，在石墨極上銨離子被還原為氫氣和氨氣，氫氣被二氧化錳氧化，氨氣被氯化鋅糊狀物吸收，內部的成分氯化銨、氯化鋅等可通過結晶法分離和提純，二氧化錳中的雜質可用灼燒的方法除去，最后氯化銨含量的測定只要根據n（NH₄Cl）=n（H⁺）即可。