Question

某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：

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）操作①的名称是______；操作②的名称是______；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、______、______ 和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为______．
（3）操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为______．
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH₄Cl和ZnCl₂，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：

实验目的	操作	实验现象	结论
1．检验Cl-	取少许滤液于试管中，______	______	含有Cl-
2．检验NH4+	取少许滤液于试管中，______	______	含有NH4+
3．检验Zn2+	取少许滤液于试管中，加入稀氨水	先产生白色沉淀，继续加入氨水，沉淀又溶解	含有Zn2+

（5）根据以上的实验报告，关于滤液的成分，他的结论是：滤液中含有氯化铵和氯化锌若想从滤液中得到溶质固体，还应进行的操作是______．若要将所得的溶质固体中的物质加以分离，可用______法．

Answer 1

解：（1）根据图示可知，操作①是将固体溶解在水中，应是溶解；操作②是把固体与溶液分离，应是过滤．
故答案为：溶解；过滤．
（2）由图可知操作③是在坩埚内灼烧滤渣，通常把泥三角放在三角架上，再把坩埚放在泥三角上．
使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳单质灼烧制得，二氧化硫可由淡黄色的硫单质灼烧制得，所以该黑色物质是碳单质．
故答案为：坩埚、泥三角；碳．
（3）能使带火星的木条复燃的气体是氧气，能使双氧水迅速产生氧气的黑色固体物质是二氧化锰．
故答案为：二氧化锰．
（4）氯离子的检验：取少许滤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，银离子和氯离子反应生成不溶于水的白色沉淀氯化银；如果有白色沉淀生成，就说明有氯离子．
铵根离子的检验：铵根离子能和强碱在加热条件下反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；如果湿润的红色石蕊试纸变蓝色，就说明有铵根离子存在．
故答案为：

实验目的	操作	实验现象	结论
1、检验Cl-	取少许滤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液	有白色沉淀产生	含有Cl-
2、检验NH4+	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	石蕊试纸变蓝色	含有NH4+

（5）从滤液中得到溶质固体，应进行的操作是加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶．
分离所得的溶质固体，可以利用氯化铵的不稳定进行分离，采取加热法分离，再冷却收集氯化铵．
故答案为：加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶；加热．
分析：（1）根据图示可知，操作①是将固体溶解在水中，操作②是把固体与溶液分离．
（2）由图可知操作③是在坩埚内灼烧滤渣，通常把泥三角放在三角架上，再把坩埚放在泥三角上．
使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳单质灼烧制得，二氧化硫可由淡黄色的硫单质灼烧制得，所以该黑色物质是碳单质．
（3）操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，说明由氧气生成，二氧化锰可以作为双氧水分解的催化剂．
（4）氯离子的检验是用硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，就证明含有氯离子；
铵根离子的检验是用浓氢氧化钠溶液并加热，然后用湿润的红色石蕊试纸检验，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色．
（5）从滤液中得到溶质固体，应进行的操作是加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶，过滤．
分离所得的溶质固体，可以利用氯化铵的不稳定进行分离，采取加热法分离，再冷却收集氯化铵．
点评：以对干电池物质成分的探究为载体，考查基本实验操作、离子的检验等，难度不大，熟悉中学阶段常见阴阳离子的检验方法，掌握实验基本操作．