题目内容
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 |
（3）根据实验结果，计算皓矾晶体中结晶水的x值为 。
MnO2+C、 局部温度过高 能 除去碳 A 偏小 7
解析
（9分）实验室有半瓶敞口放置的标签残缺的白色固体（标签如图所示），小明、小亮根据初中所学的知识进行下列探究。
【交流讨论一】
（1）小明与小亮一致认为碱石灰的用途能
做干燥剂，理由是 。
（2）取适量该固体放入烧杯中，加入适量的水充分搅拌，发现
烧杯中有白色沉淀，烧杯外壁发热，于是小亮得出结论一定有生石灰。小明认为不一定，小明的理由是 。
（3）他俩将（2）烧杯中的混合物过滤，对滤液和白色沉淀的组成情况进行了进一步探究。
【猜测】Ⅰ．小明猜测滤液中的溶质是：①NaOH，②Ca(OH)2，③NaOH、Ca(OH)2，④Ca(OH)2、NaCO3，⑤NaCO3、 NaOH。
【交流讨论二】小亮认为小明的猜测中 （填序号）不合理，小亮猜测滤液中的溶质还可能是 。
【活动探究】小明对滤液中溶质的成分进行探究：（资料： BaCl2溶液显中性, BaCO3为不溶于水的白色固体）
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| A．取少量滤液加入过量的BaCl2溶液中 | 产生白色沉淀 | 一定有 |
| B．将A中的混合物过滤，向滤液中加入 | | 一定有NaOH |
【交流讨论三】小亮根据小明的实验结论得出自己对白色沉淀的猜测中 （填序号）正确。
【启示】药品保存时应注意 。
（8分）氢氧化钠与盐酸的反应无明显现象，某化学兴趣小组为证明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应，进行了如下的实验探究。
【实验探究一】小云在试管中加入约2mL稀氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液，振荡，溶液变为红色。然后向该试管中滴加稀盐酸，观察到溶液 ，证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为 。
【反思评价】 小霞提出也可以使用石蕊试液代替无色酚酞进行上述实验。你认为 (填“无色酚酞”或“石蕊试液”)更适合用于验证二者恰好完全反应，你的理由是 。
【实验探究二】小兰同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合，用温度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如下表）。
| 编号 | 盐酸 | NaOH溶液 | △t/℃ |
| 1 | 3.65﹪ | 2.00﹪ | 3.5 |
| 2 | 3.65﹪ | 4.00﹪ | x |
| 3 | 7.30﹪ | 8.00﹪ | 14 |
表中x = 。
【反思评价】某同学在没使用温度计的情况下，通过右图所示装置完成了实验。则该同学根据
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。但有同学认为单凭此现象不足以说明该反应放热，其理由是 。
【拓展延伸】不是所有的碱与盐酸反应都无明显现象，例如 (填一种碱)与盐酸反应就有明显的实验现象。
（11分）红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
久置固体中可能含有Ca(OH)2的原因是(用化学方程式表示) 。
【实验探究1】
甲同学的方案：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ⑴取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液。 | 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。 | 固体中一定含有 ① 和氢氧化钙。 |
| ⑵另取少量固体放于试管中，滴加足量稀盐酸。 | 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。 | 固体中一定含有 ② ， 一定不含Fe2O3。 |
| ⑶将步骤⑵中产生的气体通入到澄清的石灰水中。 | ③ | 固体中一定含有CaCO3。 |
⑴乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca(OH)2的结论，理由是
。
⑵丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是(用化学方程式表示) 、 。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
⑴ 乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有 。
⑵ 乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO3 ）的质量为1.0 g，计算滤液A中含氢氧
化钙的质量。（写出解题过程）
⑶ 丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g，滤渣B中CaCO3的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验以及乙、丙两位同学的实验数据，久置固体的成分是：
有一包固体粉末，其中含有碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠中的四种物质。某兴趣小组为确定其组成设计并进行如下实验。
【实验一】甲组同学进行如下探究。请完成表中空白。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论及分析 |
| I．取少量该固体粉末于烧杯中，加入足量的水溶解、过滤 | 粉末部分溶解，得到白色滤渣和无色滤液 | 滤渣中一定含有 |
| Ⅱ．向滤液中粉末部分溶解，得到白色滤渣试液 | 溶液变红 | 滤液中可能含有 物质(填“酸性”、“碱性”或“中性”) |
| Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液滴加足量稀盐酸 | | 原固体粉末中一定含有Na2CO3 |
实验测得固体B中含15 g氯元素。
试综合甲、乙两组同学的实验进行分析，填空。(C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5)
⑴乙组实验中一定发生的化学反应是：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
⑵该固体粉末的组成可能是 。.
（7分）有一包白色固体样品，可能是碳酸钠、硫酸钡、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究其成分，小燕老师取用一定量样品，加足量水溶解，过滤得到白色沉淀甲和无色滤液乙。
写出上述操作中可能发生反应的化学方程式： 。
过滤时用到玻璃棒，玻璃棒的作用是 。
【探究活动一】 奋进小组探究白色沉淀甲的成分。
| 实验操作 | 实验现象 | 结 论 |
| 取白色沉淀甲，滴加足量的稀硝酸 | 沉淀部分消失 | 白色沉淀甲中一定含有 |
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 | |
| 实验Ⅰ | 取适量无色滤液乙，加入碳酸钠溶液 | 无明显现象 | 无色滤液乙中一定不含 |
| 实验Ⅱ | 步骤①：取适量无色滤液乙，加入过量的 溶液，过滤 | 生成白色沉淀 | 原白色固体样品中一定存在该物质 |
| 步骤②：取步骤①中的滤液，滴加 溶液 | | ||
【结论】 通过两个小组的共同探究，得出了原白色固体样品含有的成分。
（18分）工业烧碱（NaOH）具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某化学学习小组同学围绕工业烧碱展开系列研究。
探究一：工业烧碱中是否含有碳酸钠
【查阅资料】碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。
小红指出可选用下列实验药品来探究：稀盐酸、酚酞试液、CaCl2溶液。
（1）小组同学经过讨论后，一致认为使用 药品不能达到探究目的，理由是 。
（2）请根据选用的实验药品完成下列实验报告：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量工业烧碱样品配成溶液后，滴加过量 | | 工业烧碱中含有碳酸钠，产生实验现象的化学方程式： 。 |
小组同学利用下图所示装置测定工业烧碱样品的纯度（固定装置省略）
【实验步骤】
①按图连接装置，并检查装置的气密性；
②称量一定量的烧碱样品和干燥管C的质量；
③打开弹簧夹K，鼓入N2一段时间；
④接入装置C、D，关闭弹簧夹K，装置A中加入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤重复步骤③操作，至干燥管C质量不再增加。
试回答下列相关问题：
（1）装置B中浓硫酸的作用是 ；已知碱石灰的主要成分是CaO和NaOH，则装置D的作用是 。
（2）步骤③操作的目的是 ；如果步骤⑤没有重复步骤③的操作，则测定烧碱样品的纯度将 （选填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（3）步骤⑤中干燥管C质量不再增加，说明 ，写出NaOH与生成的气体反应的化学方程式： 。
（4）下列操作会影响到测量结果的是 （填序号）。
A．把稀硫酸改为稀盐酸 B．稀硫酸过量
C．鼓入N2时间较长 D．省略装置D
