题目内容
日常生活中使用的锌锰干电池，电池外壳是锌片，中心是石墨棒，在外壳和石墨之间填充二氧化锰和碳粉以及氯化锌及氯化铵的糊状物．某研究性学习小组对干电池的填充物质进行了如图1实验．请回答以下问题：
（1）在操作①②③中均用到的玻璃仪器是
（2）操作③的主要目的是
（3）该小组设计实验检验操作②得到的液体中是否含有NH4+，请简述实验操作（步骤）及现象为
（4）氯化铵用途广泛，该小组利用上述实验所得的氯化铵溶液和制乙炔产生的残渣[主要成分是Ca（OH）2和CaCO3]为原料制备超细CaCO3，过程如图2：
①利用沉淀溶解平衡移动原理，分析残渣中难溶盐溶解的原因
②溶液A可循环使用，其溶质主要成分的化学式是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：（1）固体粉末应在烧杯中溶解，操作②应是对所得溶液进行过滤，③是蒸发操作，据此判断即可；
（2）因为废旧干电池填料的主要物质为二氧化锰、碳粉，因此溶解过滤后的滤渣含有二氧化锰和碳粉，而回收二氧化锰，因此通过灼烧可以把碳粉变成二氧化碳，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，据此书写离子反应方程式即可；
（3）利用铵根离子与碱反应生成氨气，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此检验NH4+；
（4）①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐CaCO3；
②由CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl．
（2）因为废旧干电池填料的主要物质为二氧化锰、碳粉，因此溶解过滤后的滤渣含有二氧化锰和碳粉，而回收二氧化锰，因此通过灼烧可以把碳粉变成二氧化碳，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，据此书写离子反应方程式即可；
（3）利用铵根离子与碱反应生成氨气，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此检验NH4+；
（4）①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐CaCO3；
②由CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl．
解答：
解：（1）溶解中需要玻璃棒搅拌，过滤中需要玻璃棒引流；蒸发中为了让液体受热均匀，需要用玻璃棒搅拌，故均需要的仪器是玻璃棒，操作②是过滤，③是蒸发，需要仪器除所给之外，还缺少坩埚，故答案为：玻璃棒；过滤；坩埚；
（2）因为废旧干电池填料的主要物质为二氧化锰、碳粉，因此溶解过滤后的滤渣含有二氧化锰和碳粉，而回收二氧化锰，因此通过灼烧可以把碳粉变成二氧化碳，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气、氯化锰和水，离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O；
故答案为：除去碳粉，得到二氧化锰固体粉末；MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O；
（3）证明溶液中含有NH4+的方法为：取少许溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热并湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝，证明含有NH4+，
故答案为：取少许溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热并湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝，证明含有NH4+；
（4）①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，碳酸钙虽难溶，但在水中存在电离，CaCO3（s）═Ca2++CO32-，加入NH4Cl溶液，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解，
故答案为：CaCO3（s）═Ca2++CO32-，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解；
②加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐，根据②CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl，故答案为：NH4Cl．
（2）因为废旧干电池填料的主要物质为二氧化锰、碳粉，因此溶解过滤后的滤渣含有二氧化锰和碳粉，而回收二氧化锰，因此通过灼烧可以把碳粉变成二氧化碳，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气、氯化锰和水，离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl-
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故答案为：除去碳粉，得到二氧化锰固体粉末；MnO2+4H++2Cl-
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（3）证明溶液中含有NH4+的方法为：取少许溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热并湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝，证明含有NH4+，
故答案为：取少许溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热并湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝，证明含有NH4+；
（4）①氯化铵为强酸弱碱盐，水解呈酸性，碳酸钙虽难溶，但在水中存在电离，CaCO3（s）═Ca2++CO32-，加入NH4Cl溶液，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解，
故答案为：CaCO3（s）═Ca2++CO32-，NH4Cl溶液显酸性，使CO32-浓度减小，平衡向右移动，CaCO3溶解；
②加入NH4Cl溶液的目的是溶解残渣中的难溶盐，根据②CaCl2+2NH3+CO2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl可知A溶液的化学式为：NH4Cl，故答案为：NH4Cl．
点评：本题主要考查了化学工艺，涉及知识点：基础实验操作与仪器、离子反应方程式书写、常见阳离子的检验等，掌握沉淀溶解平衡的影响因素，掌握化学方程式的书写是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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