Question

某學校設計了一節實驗活動課，讓學生從廢舊電池中回收碳棒、MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質，整個實驗過程如下。回答有關問題。

(1)干電池的基本構造和工作原理如圖為干電池的基本構造圖。干電池工作時負極上的電極反應是__________________________，MnO₂的作用是除去正極上的產物H₂，該反應方程式為2MnO₂＋H₂=Mn₂O₃＋H₂O。

(2)鋅皮和碳棒的回收用鉗子和剪子剪開待回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，并用毛刷刷干凈，將電池內的黑色粉末移入燒杯中。

(3)氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗和分離

①如何從黑色粉末中提取NH₄Cl和ZnCl₂等晶體的混合物？寫出簡要的實驗步驟________________________________________________________________________

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________________________________________________________________________。

②設計簡單的實驗證明所得晶體中含有NH。

實驗步驟

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

實驗現象

________________________________________________________________________；

有關的離子方程式

________________________________________________________________________。

③用________的方法可將NH₄Cl和ZnCl₂的晶體混合物分離開。

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，該實驗中要用到的主要儀器有

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)Zn－2e^－=Zn^2＋

(3)①向小燒杯中加入一定量的蒸餾水，充分攪拌，然后過濾，將濾液移入蒸發皿中，加熱蒸發結晶　②取少量晶體溶于蒸餾水配成溶液，取少許溶液于試管中，加入少量NaOH溶液后加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口　試紙變藍　NH₄⁺＋OH^－NH₃↑＋H₂O　③加熱　④坩堝、酒精燈(玻璃棒、三角架等)

【解析】

試題分析：（1）干電池工作時負極是鋅失去電子，其中電極反應是Zn－2e^－=Zn^2＋。

（3）①NH₄Cl和ZnCl₂等晶體易溶于水，所以通過溶解結晶得到，即向小燒杯中加入一定量的蒸餾水，充分攪拌，然后過濾，將濾液移入蒸發皿中，加熱蒸發結晶。

②銨鹽能和強堿反應生成氨氣，可以通過檢驗氨氣的生成來檢驗NH₄⁺，即取少量晶體溶于蒸餾水配成溶液，取少許溶液于試管中，加入少量NaOH溶液后加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍即可證明，反應的離子方程式是NH₄⁺＋OH^－NH₃↑＋H₂O。

③氯化銨加熱以分解生成氨氣和氯化氫，冷卻后二者又化合生成氯化銨，據此可以實現分離。

④固體灼燒一般在坩堝中進行，所以需要的儀器是坩堝、酒精燈（玻璃棒、三角架等）。

考點：考查干電池電極反應式、物質的分離和提純、離子的檢驗、儀器的選擇和基本實驗操作

點評：該題以干電池為情景綜合考查物質的提取、檢驗和分離，有利于培養學生的綜合實驗能力，提升學生的科學素養。該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。該類試題要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。