Question

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1）．
（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2：
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（图3）．
（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，用图4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

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,蒸发与蒸馏操作,盐的化学性质,物质的相互转化和制备,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（Ⅰ）根据蒸发时玻璃棒搅拌的作用解答；
（Ⅱ）（1）根据锰粉的主要成分及其溶解性分析解答；
（2）根据灼烧的目的解答；
（Ⅲ）（1）根据实验的目的是测定皓矾中结晶水的含量所以不使水蒸气随二氧化碳进入碱石灰中分析解答；
（2）根据空气中含有水蒸气，会影响皓矾中结晶水的测定结果解答；
（3）根据C装置中固体质量的减轻就是失去的结晶水的质量解答；

解答：解：（Ⅰ）蒸发时用玻璃棒不断搅拌，防止局部受热造成液滴飞溅；
（Ⅱ）（1）“锰粉”中主要成分应NH₄Cl、C、二氧化锰，其中氯化铵溶于水，碳和二氧化锰不溶，所以加水氯化铵溶解其余的成分不溶；
（2）灼烧过程锰粉中的碳和空气中的氧气反应生成二氧化碳从而除去锰粉中的碳；
（Ⅲ）（1）实验的目的是测定皓矾中结晶水的含量所以不使水蒸气随二氧化碳进入碱石灰中，所以B中的试剂具有吸水性，题中四中物质中只有A浓硫酸具有吸水性；
（2）实验过程中若不通入CO₂，则最后称量玻璃管中固体偏重，所以所得中结晶水的质量偏小，使测定的结果偏小；
（3）28.7g皓矾晶体中结晶水的质量为28.7g-16.1g=12.6g，ZnSO₄?xH₂O中结晶水的质量分数为

18x

161+18x

=

12.6g

28.7g

x=7．
（Ⅳ）从图中实验可知回收了锰粉中的二氧化锰，氯化铵是一种常见的氮肥也可回收；
故答案：（Ⅰ）局部受热．
（Ⅱ）（1）能；
（2）除去碳（C）；
（Ⅲ）（1）A；（2）偏小；（3）7．

点评：本题以信息题的方式考查了物质的分离和提纯，侧重能力的考查．