Question

某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行了如图所示实验：

请回答以下问题：
（1）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、泥三角、

 

；
（2）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

 

．
（3）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

 

．
（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，你的结论是：

 

．
通过一定的操作从滤液中得到固体溶质，若要将所得固体溶质中的物质加以分离，可用

 

法．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,物质的检验和鉴别的实验方案设计,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：废旧干电池加水溶解，过滤后得到的残渣主要是二氧化锰、碳等，经灼烧后剩余固体为二氧化锰，加入双氧水中，可生成氧气，
（1）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；
（2）能使双氧水迅速产生氧气的黑色物质是二氧化锰；
（3）使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳，二氧化碳可由黑色的碳单质灼烧制得；
（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）由实验可知滤液中含有氯化铵和氯化锌，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．

解答： 解：废旧干电池加水溶解，过滤后得到的残渣主要是二氧化锰、碳等，经灼烧后剩余固体为二氧化锰，加入双氧水中，可生成氧气，
（1）对物质进行灼烧过程需要的仪器：酒精灯、玻璃棒、泥三角和三脚架、坩埚，故答案为：坩埚；
（2）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（MnO₂）；
（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，说明黑色固体生成二氧化碳气体，应为C（碳），故答案为：C（碳）；
（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：

1．检验Cl-	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+	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）由实验可知滤液中含有氯化铵和氯化锌，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：滤液中含有氯化铵和氯化锌；加热．

点评：本题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，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，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．