Question

某同學(xué)在探究廢干電池內(nèi)的黑色固體回收利用時(shí)，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：

查閱教材可知，普通鋅錳電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）操作①的名稱是         ；

（2）操作③灼燒濾渣時(shí)所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、        、泥三角和三腳架；操作③灼燒濾渣中的黑色固體時(shí)，產(chǎn)生一種無(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測(cè)灼燒前的濾渣中存在的物質(zhì)有            。

（3）往操作④的試管中加入操作③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，據(jù)此可初步認(rèn)定灼燒后的黑色固體為          , 操作④相關(guān)的化學(xué)方程式為                。

（4）該同學(xué)要對(duì)濾液的成分進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)是否含有NH4+，該同學(xué)取少許濾液于試管中                 （填寫操作與現(xiàn)象），則證實(shí)濾液中含有NH4+。

（5）該同學(xué)利用在廢舊干電池中回收的Zn片和石墨電極，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池實(shí)驗(yàn)，比較銅與鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。

限用材料：銅片、鋅片、石墨電極、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液；

限用儀器：直流電源、電流計(jì)、導(dǎo)線、燒杯、試管、鹽橋等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器

請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并作相應(yīng)標(biāo)注，同時(shí)寫出正極方程式                。

 

Answer 1

（1）溶解

（2）坩堝，C（碳）

（3）二氧化錳（MnO2）  2H2O22H2O+O2↑

（4）加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變藍(lán)色                      

（5）

    

正極方程式：Cu2+ + 2e- = Cu 

【解析】（1）普通鋅錳電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)。把混合物加入水中攪拌使NH4Cl、ZnCl2等容易溶解的物質(zhì)充分溶解，而MnO2不能溶解于水。以便于混合物的分離。因此操作①的名稱是溶解。

（2）操作③灼燒濾渣時(shí)所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、坩堝、泥三角和三腳架；操作③灼燒濾渣中的黑色固體時(shí)，產(chǎn)生一種無(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測(cè)灼燒前的濾渣中存在的物質(zhì)含有碳單質(zhì)。將黑色固體放入盛有過(guò)氧化氫的水溶液中，看到產(chǎn)生大量的氣體。該操作④的化學(xué)方程式是2H2O22H2O+O2↑。

（4）檢驗(yàn)銨離子的方法是取少許濾液加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口附近，若試紙變藍(lán)色，證明濾液中含有NH4+。

（5）證明Cu、Zn活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，正極電極式為Cu2++2e-=Cu，負(fù)極電極反應(yīng)是Zn-2e-=Zn2+。