Question

【題目】電池是日常必備用品之一，但它也是環(huán)境污染的一個重要來源。下面是某興趣小組利用廢舊鋅錳干電池作為原料，并進(jìn)行相關(guān)探究的過程。

（知識儲備）(1)鋅錳電池的構(gòu)造和組成(見圖)。

(2)結(jié)晶水合物的特殊性質(zhì)：在逐步升高溫度條件下，結(jié)晶水合物能失去部分或者全部結(jié)晶水，如藍(lán)色的膽礬晶體(CuSO4 5H2O)受熱時可失去結(jié)晶水變?yōu)榘咨�的無水硫酸銅粉末(CuSO4)。

I.制備皓礬晶體(ZnSO4xH2O)

小組同學(xué)參觀了某回收廢舊鋅錳電池的工廠，其回收工藝流程如圖：

⑴流程圖中試劑a的化學(xué)式是__________；得到的濾液1農(nóng)業(yè)上可用作_____________。

(2)將濾渣B在空氣中充分灼燒 可提純制得的固體是___________，該方法提純的原理是(用化學(xué)方程式回答)____________________________。

⑶將濾液2中溶質(zhì)主要是硫酸鋅，其有關(guān)溶解度和溫度關(guān)系如下表，

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	41.8	54.1	70.4	74.8	67.2	60.5

將濾液2蒸發(fā)濃縮、__________，可得到皓礬晶體(ZnSO4xH2O)。

II.皓礬晶體中結(jié)晶水含量的測定

小組同學(xué)將部分皓礬晶體(ZnSO4xH2O)帶回實驗室，用下圖裝置測定晶體中結(jié)晶水的含量(圖中半透膜可讓氣體通過又可防止固體粉末進(jìn)入導(dǎo)管)。

測定方法：稱取28.7g晶體置于C裝置的硬質(zhì)玻璃管中，加熱至完全失去結(jié)晶水:(ZnSO4xH2O == ZnSO4 + xH2O)，冷卻至常溫后，稱量玻璃管中固體其質(zhì)量為16.1g。

⑷A中的化學(xué)方程式是_____________，B中的試劑可從下列物質(zhì)中選取，你的選擇是__________________。

A.濃硫酸 B.硝酸銀溶液 C.飽和碳酸鈉溶液 D.澄清石灰水

⑸實驗過程中若不通入CO2測得的結(jié)果將________(填“偏大”、 “偏小”或“無影響”)。

根據(jù)實驗結(jié)果，計算皓礬晶體中結(jié)晶水的x值。計算過程：__________________

⑹將上述皓礬晶體加熱會逐漸失去部分結(jié)晶水，加熱過程中有關(guān)殘留固體質(zhì)量如下圖，寫出D-E段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________

Answer 1

【答案】 H2O 氮肥 MnO2 C + O2 === CO2 冷卻結(jié)晶 H2SO4 + 2NaHCO3 == Na2SO4 +2H2O + 2CO2 ↑ A 偏小 7 ZnSO4·H2O == ZnSO4 + H2O

【解析】本題以制備皓礬晶體、皓礬晶體中結(jié)晶水含量的測定為情境主要考查了物質(zhì)的溶解，結(jié)晶，物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)，濃硫酸的性質(zhì)，化學(xué)方程式的書寫和化學(xué)計算，綜合較強(qiáng)。

（1）固體混合物A中主要成分應(yīng)NH4Cl、C、二氧化錳，其中氯化銨溶于水，碳和二氧化錳不溶，加水后氯化銨溶解其余的成分不溶，流程圖中試劑a的化學(xué)式是水；得到的濾液1中含有NH4Cl，農(nóng)業(yè)上可用作氮肥；

（2）濾渣中含有二氧化錳和碳，灼燒過程碳和空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳從而除去碳，化學(xué)方程式是：C + O2點燃CO2；

（3）結(jié)晶水合物的特殊性質(zhì)：在逐步升高溫度條件下，結(jié)晶水合物能失去部分或者全部結(jié)晶水，硫酸鋅的溶解度隨溫度的降低而減小。將濾液2蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，可得到皓礬晶體(ZnSO4xH2O)；

（4）A中碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑；實驗的目的是測定皓礬中結(jié)晶水的含量，不能使水蒸氣隨二氧化碳進(jìn)入堿石灰中，所以B中的試劑具有吸水性，題中物質(zhì)中只有濃硫酸具有吸水性，故選A；

（5）實驗過程中若不通入CO2，則最后稱量玻璃管中固體偏重，所得中結(jié)晶水的質(zhì)量偏小，使測定的結(jié)果偏小；28.7g皓礬晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為28.7g-16.1g=12.6g，ZnSO4質(zhì)量為16.1g，則有161：18x=16.1g ：12.6g，x=7；

⑹皓礬晶體加熱會逐漸失去部分結(jié)晶水，D-E段產(chǎn)生的水的質(zhì)量為17.9g-16.1g=1.8g。反應(yīng)的化學(xué)方程式是ZnSO4H2O == ZnSO4 + H2O。