Question

【题目】某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行下图所示实验：

查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：

(1)锌锰电池的负极材料是________。

(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、______、泥三角和三脚架；灼烧滤渣时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有___________。

(3)往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为_________, 操作④相关的化学方程式为_______________。

(4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4+，该同学取少许滤液于试管中__________________（填写操作与现象），则证实滤液中含有NH4+。

(5)该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极，设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱。

限用材料：铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液；

限用仪器：直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器请画出实验装置图，标出电极材料、电解质溶液_________________。

Answer 1

【答案】锌（Zn） 坩埚 C(碳) 二氧化锰（MnO2） 2H2O2 2H2O+O2↑ 加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝色

【解析】

(1)Zn为活泼金属，失去电子；
(2)操作③灼烧需要在坩埚中进行，无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳；
(3)操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，气体为氧气，可知灼烧后的黑色固体为二氧化锰；
(4)铵根离子与碱反应生成氨气，氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
(5)设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱，可选Zn为负极、Cu为正极，选硫酸锌、硫酸铜作电解质，利用盐桥、导线形成闭合回路；

(1)锌锰电池的负极材料是锌(Zn)，失去电子被氧化；

答案为：锌(Zn)；
(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角和三脚架；灼烧滤渣时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有C(碳)；

答案为：坩埚；C(碳)；
(3)往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为二氧化锰(MnO2)，操作④相关的化学方程式为；

答案为：二氧化锰(MnO2)；；
(4)确认是否含有NH4+，该同学取少许滤液于试管中加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝色，则证实滤液中含有NH4+；

答案为：加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝色；
(5)设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱，可选Zn为负极、Cu为正极，选硫酸锌、硫酸铜作电解质，利用盐桥、导线形成闭合回路，则原电池装置图为；

答案为：。