题目内容
某小组对普通锌锰废干电池内的黑色固体进行探究，设计如下方案：
己知：①普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质
②Zn（OH）2为白色粉末，不溶于水，但溶于酸、强碱溶液和氨水
请回答以下问题：
（1）②操作的名称是 ．
（2）某同学猜想溶液A的成分含有NH4Cl和ZnCl2，请设计一个实验方案验证其猜想正确．限选试剂：紫色石蕊试液、红色石蕊试纸、2mol?L-1 HCl、2mol?L-1 HNO3、2mol?L-1 NH3?H2O、6mol?L-1 NaOH、0.1mol?L-1 AgNO3
（3）取少量固体c放入试管，滴加入双氧水，观察到有气体产生，写出该反应的化学方程式： ．
（4）为测定废干电池中MnO2的质量分数进行下面实验：准确称取a g废干电池固体，溶于稀硫酸，加入KI溶液，充分反应后，用b mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，用 作指示剂，滴定至终点，重复实验，平均消耗Na2S2O3标准溶液的体积为v mL，则废电池中MnO2的质量分数的计算表达式为： ．
（滴定有关反应：MnO2+2I-+4H+═Mn2++2H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
己知：①普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质
②Zn（OH）2为白色粉末，不溶于水，但溶于酸、强碱溶液和氨水
请回答以下问题：
（1）②操作的名称是
（2）某同学猜想溶液A的成分含有NH4Cl和ZnCl2，请设计一个实验方案验证其猜想正确．限选试剂：紫色石蕊试液、红色石蕊试纸、2mol?L-1 HCl、2mol?L-1 HNO3、2mol?L-1 NH3?H2O、6mol?L-1 NaOH、0.1mol?L-1 AgNO3
| 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| 步骤1：各取少量溶液A分装a、b、c三支试管，往a试管滴加 |
有白色沉淀产生 | 说明溶液A含有Cl- |
| 步骤2：往b试管， |
说明溶液A含有NH4+ | |
| 步骤3：往c试管逐滴加入 |
先产生 后 |
说明溶液A含有Zn2+ |
（4）为测定废干电池中MnO2的质量分数进行下面实验：准确称取a g废干电池固体，溶于稀硫酸，加入KI溶液，充分反应后，用b mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，用
（滴定有关反应：MnO2+2I-+4H+═Mn2++2H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）根据题意可知是不溶性固体和液体的分离，是过滤操作；
（2）根据滴加 适量0.1mol?L-1 AgNO3、2mol?L-1 HNO3，有白色沉淀产生，说明溶液A含有Cl-；铵盐遇到碱溶液会放出氨气进行解答；向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）2白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH3）4]Cl2；
（3）双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2
2H2O+O2↑；
（4）根据关系式：MnO2～I2～2S2O32-，先计算出MnO2的物质的量和质量，再用MnO2的质量除以样品质量即可．
（2）根据滴加 适量0.1mol?L-1 AgNO3、2mol?L-1 HNO3，有白色沉淀产生，说明溶液A含有Cl-；铵盐遇到碱溶液会放出氨气进行解答；向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）2白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH3）4]Cl2；
（3）双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2
| ||
（4）根据关系式：MnO2～I2～2S2O32-，先计算出MnO2的物质的量和质量，再用MnO2的质量除以样品质量即可．
解答：
解：（1）因黑色物质中可能含有C、MnO2、ZnCl2、NH4C1等成分，C、MnO2不溶于水，分离不溶性固体和液体，则是过滤操作，故答案为：过滤；
（2）各取少量溶液A分装a、b、c三支试管，往a试管滴加 适量0.1mol?L-1 AgNO3、2mol?L-1 HNO3，有白色沉淀产生，说明溶液A含有Cl-；铵盐遇到碱溶液会放出氨气，所以取少量滤液加入盛有NaOH固体的试管，并稍微加热．有刺激性气味的气体产生，用湿润红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明有氨气放出，也就证明含有NH4+；从材料中不难看出：向氯化锌溶液逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）2白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH3）4]Cl2，因此检验Zn2+的存在，可以选用稀氨水，故答案为：
（3）双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2
2H2O+O2↑，
故答案为：2H2O2
2H2O+O2↑；
（4）Na2S2O3标准溶液的物质的量为bmol/L×V×10-3L，由关系式：MnO2～I2～2S2O32-，可知：MnO2的物质的量为
×bmol/L×V×10-3L，
MnO2的质量为：
×bmol/L×V×10-3Lcm×87g/mol，所以ω（MnO2）=
×100%=
×100%，
故答案为：
×100%．
（2）各取少量溶液A分装a、b、c三支试管，往a试管滴加 适量0.1mol?L-1 AgNO3、2mol?L-1 HNO3，有白色沉淀产生，说明溶液A含有Cl-；铵盐遇到碱溶液会放出氨气，所以取少量滤液加入盛有NaOH固体的试管，并稍微加热．有刺激性气味的气体产生，用湿润红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明有氨气放出，也就证明含有NH4+；从材料中不难看出：向氯化锌溶液逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）2白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH3）4]Cl2，因此检验Zn2+的存在，可以选用稀氨水，故答案为：
| 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| 步骤1：各取少量溶液A分装a、b、c三支试管，往a试管滴加 适量0.1mol?L-1 AgNO3、 2mol?L-1 HNO3 |
有白色沉淀产生 | 说明溶液A含有Cl- |
| 步骤2：往b试管，加入适量6mol?L-1 NaOH溶液、加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近 | 湿润的红色石蕊试纸变蓝 | 说明溶液A含有NH4+ |
| 步骤3：往c试管逐滴加入 逐滴加入2mol?L-1 NH3?H2O或6mol?L-1 NaOH至过量 | 先产生 白色沉淀， 后 沉淀溶解 |
说明溶液A含有Zn2+ |
| ||
故答案为：2H2O2
| ||
（4）Na2S2O3标准溶液的物质的量为bmol/L×V×10-3L，由关系式：MnO2～I2～2S2O32-，可知：MnO2的物质的量为
| 1 |
| 2 |
MnO2的质量为：
| 1 |
| 2 |
| ||
| a |
| 87bv |
| 2×1000a |
故答案为：
| 87bv |
| 2×1000a |
点评：主要考查了过滤操作及几种常见气体的检验，通过实验培养学生分析资料、应用知识的能力．
练习册系列答案
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