問題詳情:
日常使用的乾電池是一種鋅錳電池,它的構造是:負極為鋅做的圓筒,正極是一根碳棒,它的周圍被二氧化錳,碳粉和*化銨的混合劑所包圍,總稱為"碳包"。碳包和鋅筒之間填充著*化銨、*化鋅的水溶液和澱粉等組成的糊狀物。廢舊乾電池隨意丟棄會造成環境汙染。學校興趣小組同學準備對廢舊的乾電池進行探究。
(一)拆解乾電池,得到銅帽、鋅皮、碳棒、黑*粉末等物質。
(二)回收二氧化錳並測定碳粉與二氧化錳的質量比:
(1)乾電池使用時將化學能轉化成___________能。
(2)上述*作中灼燒的目的是___________;
(3)同學們將過濾後得到的濾渣乾燥後稱得質量為25克,充分灼燒後冷卻稱得剩餘固體質量為20克,則濾渣中二氧化錳與碳粉的質量比為___________。經分析,此結果偏大,老師指出同學們在實驗中缺少一步*作,該*作是___________。
(4)為驗*二氧化錳,同學們用A、B兩支潔淨試管,分別取5毫升3%的過氧化*溶液,往A試管中加入少量上述實驗灼燒後得到的固體,如果出現___________的現象,說明為二氧化錳。反應的化學方程式為___________。
(三)用拆解得到的鋅皮(含雜質)製取硫*鋅晶體。
實驗步驟:①將剪碎後的鋅皮放入燒杯中,加入足量的稀硫*,充分反應;②將上述反應後的混合物過濾。③將濾液加熱濃縮、_____、過濾,得到ZnSO4·7H2O晶體。
(5)步驟①中反應方程式為___________,將鋅皮剪碎的目的是__________。
(6)步驟②需要的儀器有鐵架臺、燒杯、___________和玻璃棒,玻璃棒的作用是___________。
(7)步驟③缺少的*作是____________。
(四)測定鋅皮中鋅的質量分數。同學們設計瞭如下實驗裝置,取1克鋅皮放於試管中,實驗中將注*器內50毫升稀硫*(足量)完全注入試管中。當試管中不再產生氣泡時立刻讀數得到量筒中水的體積為350毫升。已知實驗條件下*氣的密度為0.09g/L。
(8)計算該鋅皮中鋅的質量分數___________。(寫出計算過程,結果保留兩位小數)
(9)上述方法測得的鋅的質量分數偏大,不可能的原因是____________
A.沒等裝置冷卻就讀數
B.鋅皮中含有少量鐵
C.試管中有氣體沒有排出
D.將注*器中稀硫*全部注入試管中後忘掉夾緊*簧夾
【回答】
電 除去碳粉(或者將碳粉變成二氧化碳除去,合理即可) 4:1 洗滌 有氣泡產生 2H2O22H2O + O2↑ 冷卻結晶 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 增大接觸面積,使反應更快更充分 漏斗 引流 降溫結晶(或冷卻結晶) 解:*氣的質量=(350-50)x10-3L ×0.09g/L = 0.027g
設鋅的質量為x
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
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X 0.027g
x =0.8775g
鋅皮中鋅的質量分數 = ×100% = 87.75% C D
【解析】(1)乾電池使用時將化學能轉化成電能。
(2)碳在點燃條件下生成氣體二氧化碳氣體逸出,所以上述*作中灼燒的目的是將碳粉變成二氧化碳除去;(3)過濾後得到的濾渣是二氧化錳和碳的混合物,乾燥後稱得質量為25克,充分灼燒後冷卻稱得剩餘固體質量為20克,則濾渣中二氧化錳與碳粉的質量比為20:5=4:1;測定結果偏大的原因是沒有將過濾後得到的固體進行洗滌,固體中有殘留的可溶物,使結果偏大;(4)為驗*二氧化錳,同學們用A、B兩支潔淨試管,分別取5毫升3%的過氧化*溶液,往A試管中加入少量上述實驗灼燒後得到的固體,如果出現有啟瓶器產生的現象,說明固體為二氧化錳。反應的化學方程式為_ 2H2O22H2O + O2↑;(三)將濾液加熱濃縮、降溫結晶、過濾,得到ZnSO4·7H2O晶體。(5)步驟①將剪碎後的鋅皮放入燒杯中,加入足量的稀硫*,充分反應;生成硫*鋅和*氣,反應方程式為Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑,將鋅皮剪碎的目的是反應物接觸更充分,反應更充分、更快。(6)步驟②是將難溶*固體與液體分離,是過濾*作,需要的儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗玻璃棒,玻璃棒的作用是引流,防止液體灑在過濾器的外邊。(四)解:*氣的質量=(350-50)x10-3L ×0.09g/L = 0.027g, 設鋅的質量為x
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
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X 0.027g
x =0.8775g
鋅皮中鋅的質量分數 = ×100% = 87.75% (14). 沒等裝置冷卻就讀數,導致氣體的體積偏大,測定結果偏大 B.鋅皮中含有少量鐵,鐵比同質量的鋅生成*氣多,使生成*氣的質量比純鋅生成的*氣多; C.試管中有氣體沒有排出 ,使少量*氣剩餘在試管內,導致收集到的氣體偏少,測定結果偏小D. 將注*器中稀硫*全部注入試管中後忘掉夾緊*簧夾,使部分氣體進入注*器內,導致收集到的氣體偏少,測定結果偏小。
知識點:利用化學方程式的簡單計算
題型:科學探究題