电池是日常必备用品之一,但它也是环境污染的一个重要来源。下面是某兴趣小组利用废旧锌锰干电池作为原料,并进行相关探究的过程。
【知识储备】
(1)锌锰电池的构造和组成(见图)。
(2)结晶水合物的特殊性质:在逐步升高温度条件下,
结晶水合物能失去部分或者全部结晶水,如蓝色的胆矾
晶体(CuSO4 •5H2O)受热时可失去结晶水变为白色的无
水硫酸铜粉末(CuSO4)。
(Ⅰ)制备皓矾晶体(ZnSO4•xH2O)
小组同学参观了某回收废旧锌锰电池的工厂,其回收工艺流程如图:
将滤液2蒸发浓缩、冷却结晶可得到皓矾晶体(ZnSO4•xH2O),蒸发时要用要用玻璃棒不断搅拌,目的是防止 引起液滴飞溅。
(Ⅱ)兴趣拓展——回收二氧化锰
实验(Ⅰ)中部分步骤可回收较纯净的二氧化锰固体。(1)小王同学认为试剂a为水,你认为能不能实现实验目的?答: 。
(2)在空气中充分灼烧的目的是 。
(Ⅲ)皓矾晶体中结晶水含量的测定
小组同学将部分皓矾晶体(ZnSO4•xH2O)带回实验室,用下图装置测定晶体中结晶水的含量(图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管)。
测定方法:称取28.7g晶体置于C装置的硬质玻璃管中,加热至完全失去结晶水:
(ZnSO4•xH2O ZnSO4 + xH2O),冷却至常温后,称量玻璃管中固体其质量为16.1g。
(1)B中的试剂可从下列物质中选取,你的选择是 。
A.浓硫酸 | B.硝酸银溶液 | C.饱和碳酸钠溶液 | D.澄清石灰水 |
(2) 实验过程中若不通入CO2测得的结果将 (填“偏大”、 “偏小”或“无影响”)。
(3)根据实验结果,计算皓矾晶体中结晶水的x值为 。
以下是初中化学的一些基本实验:
(1)A中可燃物应取过量的原因是,整个实验过程中观察到的
现象是;
(2)B中玻璃棒的作用是;
(3)一段时间后,C中的实验现象为___________________________________;
(4)D中玻璃管内发生反应的化学方程式为,酒精灯的
作用是_____________________。
实验室制取气体所需装置如下图所示。
请回答以下问题:
(1)装置中标“a”的仪器名称是。
(2)写出用A装置制取氧气的化学方程式,收集装置应选用(填字母,下同)。
(3)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时,所选用的发生装置是,其反应的化学方程式为,该装置还可用于制。
小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶,其标签破损,从残余部分只能看出溶质质量分数为10%。老师说,这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种。
(1)小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后,认为该溶液不可能是氢氧化钙溶液,理由是。
(2)小亮取少量样品于试管中,滴加试液,试液变红色,该溶液不可能是。
(3)为了进一步确定该溶液的成分,小亮设计了以下实验方案:
方案A:选择稀盐酸来确定该溶液的成分;
方案B:选择无色酚酞试液来确定该溶液的成分;
你认为以上方案中合理的是,若选择一种常见的碱溶液来确定,有关反应
的化学方程式为。
(4)小亮通过上述方法证明该溶液的成分为NaOH,于是他取一定体积的NaOH溶液
(20℃),并向其中滴加10%的盐酸(20℃),测得反应中溶液的温度与加入盐酸体积的变化如下。
加入盐酸的体积(V)/mL |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
溶液温度 (t)/℃ |
25.2 |
29.6 |
32.0 |
36.0 |
38.2 |
36.7 |
35.7 |
34.7 |
33.7 |
32.9 |
根据上表分析溶液温度变化的原因:
①加入盐酸的量在2~10 mL之间时。
②加入盐酸的量在10~20 mL之间时。
(7分)同学们在探究碱溶液与酚酞溶液作用的实验时,发现了一个意外现象:向氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液(如图),溶液变成了红色,但是一会儿红色就消失了。为此某化学小组的同学进行了如下探究。
【提出猜想】甲:可能是酚酞溶液变质的缘故
乙:可能是氢氧化钠溶液与空气中二氧化碳反应的缘故
丙:可能是氢氧化钠与酚酞混合后与空气中氧气反应,使红色消失的缘故
丁:可能与氢氧化钠溶液的质量分数有关
【查阅资料】酚酞是一种常用酸碱指示剂,遇碱性溶液变红。
【讨论分析】
(1)甲同学提出猜想后,很快被小组同学否定了,其理由是。
(2)经过思考,大家认为乙同学的猜想也不正确,其理由是。
【实验设计】
(3)为验证丙同学的猜想是否正确,小组同学做了如下实验,请完成表中内容。
实验步骤 |
实验目的 |
现象结论 |
①用煮沸过的蒸馏水配制某氢氧化钠溶液。 |
。 |
溶液先变成红色,一会儿红色又消失。 丙同学的猜想不正确。 |
②取少量上述氢氧化钠溶液,滴入酚酞,然后在上方滴一些植物油。 |
。 |
(4)为验证丁同学的猜想是否正确,小组同学进行了如下实验探究,请回答有关问题。
实验方法 |
观察到的现象和结论 |
方案一:分别配制不同质量分数的氢氧化钠溶液,然后各取少量并滴加2滴酚酞溶液。 |
质量分数小的溶液中红色不消失,质量分数大的溶液中红色会消失,则证明 。 |
方案二:。 |
出现红色且不褪去,结论同上。 |
【知识拓展】
⑸若将质量分数为10%和20%的氢氧化钠溶液等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数是。
A.10%B.15%C.20% D.30%
(7分)用下面的装置将一定量的CO2和CO的混合气体进行分离和干燥。图中的a、b、c、d均为活塞,可以控制气体的通过和液体的加入,实验前活塞均已关闭。请选择适宜的试剂完成上述实验。(仪器的固定装置已经省略)
可供选择的试剂有:①浓硫酸②稀硫酸③浓盐酸
④稀盐酸⑤澄清的石灰水⑥氢氧化钠溶液
实验分以下两步进行:(所选的试剂均用序号表示)
⑴关闭b、c,打开a、d,则甲中试剂为,丙中试剂为。若乙装置中的现象是,说明甲装置中反应是充分的。此步实验后收集到的气体是。
⑵在甲装置的分液漏斗中加入试剂②或④,关闭活塞(填写序号,下同),打开活塞,再经过丙装置后即可收集到另一种气体。此步实验中发生的反应方程式为。