题目内容
【题目】(12分)某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
(1)下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入 (填序号)。
(2)普通干电池的构造示意图如图。
①电池中的石墨表现出优良的 性;石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是 不同。
②普通干电池使用时化学能转化为 能;
(3)小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验:
[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称是 。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时(如图③所示),会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;再将灼烧所得残渣进行操作④时,试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,写出操作④中反应的化学方程式 。
由此得出结论:滤渣中除含有MnO2 外,还含有黑色粉末 。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH4Cl,还是ZnCl2?
操作1:取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管,并加热。未能闻到明显的刺激性气味,但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间,试纸变蓝色。
操作2:向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入 ,观察到 。
实验结论:该滤液中仅含有少量的NH4Cl,主要成分是ZnCl2。
(4)如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时,H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH (填“变大”、“变小”、“不变”)。
【答案】(1)B (2)导电; 碳原子排列。 电能(光能)
(3)[实验反思1] 加速溶解 过滤。
[实验反思2]2H2O22H2O+ O2 ↑ C
[实验反思3] 稀氨水; 先有白色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解 。
(4)变小
【解析】
试题分析:(1)电池中含有多种有害物质,如重金属等,因此选B;(2)石墨作电极是其导电性;石墨和金刚石物质性质不同是因为碳原子排列方式不同;电池使用时化学能转化为电能;
(3)[实验反思1]为溶解时的搅拌,加速溶解;过滤;[实验反思2]木条复燃说明过氧化氢加速分解产生大量的氧气,残渣中含有催化剂,因此是过氧化氢在催化剂作用下分解;黑色滤渣进行灼烧时(如图③所示),会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体-CO2,那么还有碳;[实验反思3] 取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管,并加热。未能闻到明显的刺激性气味,但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间,试纸变蓝色,说明还是有NH3但是不多,那么含有NH4Cl但不多;结合资料向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2和结论主要成分是ZnCl2,因此逐滴滴入稀氨水;观察到白色沉淀,然后沉淀溶解;
(4)该反应时会生成水,溶液会被稀释,碱性减弱但不会改变酸碱性,那么pH变小。