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(gè)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(shí)儲(chǔ)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(shí)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：

(1)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）______________________。

（3）測(cè)定鋅皮（銅芯）中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取不同質(zhì)量鋅皮（銅芯）于燒杯中，并加入等濃度的稀硫酸，數(shù)據(jù)如下表所示：

鋅皮（銅芯）的質(zhì)量	20g	15g
稀硫酸的質(zhì)量	100g	120 g
生成氣體的質(zhì)量	0.4 g	0.4 g

求：鋅皮（銅芯）中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過程，答案保留一位小數(shù)）_______

(4)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、_____________、過濾、洗滌、干燥，可得到皓礬晶體（ZnSO4xH2O)。

Ⅱ.皓礬晶體中結(jié)晶水含量的測(cè)定

小組同學(xué)將部分皓礬晶體（ZnSO4xH2O）帶回實(shí)驗(yàn)室，用如圖裝置測(cè)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(cè)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。

（5） A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

（6）實(shí)驗(yàn)過程中若不通入空氣測(cè)得的結(jié)果將____________

（填“偏大”、 “偏小”或“無影響”）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算皓礬晶體中結(jié)晶水的x值為_____。

（7）將上述皓礬晶體加熱會(huì)逐漸失去部分結(jié)晶水，加熱過程中有關(guān)殘留固體質(zhì)量如右圖，寫出C-D

段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

Answer 1

【答案】 H2O 氮肥 二氧化錳 C + O2 CO2 86.7％ 降溫結(jié)晶（冷卻熱飽和溶液） CO2 + 2NaOH = Na2CO3+H2O A 偏小 7 ZnSO46H2O ZnSO4H2O +5H2O

【解析】Ⅰ、(1)根據(jù)流程圖，濾渣和濾液，可推測(cè)試劑a為水；推測(cè)濾液1的成分有氯化銨，故可作氮肥；(2)將濾渣B在空氣中充分灼燒，可提純制得的固體是MnO2，該方法提純的原理是：C+O2CO2；(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析得出：15g鋅皮與100g稀硫酸恰好完全反應(yīng)生成0.4g氫氣，設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為，

H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑

65 2

0.4g

=13g

鋅皮（銅芯）中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：；（4）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，將濾液2蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，可得到皓礬晶體(ZnSO4xH2O)；

II.(5)A中為二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO2 + 2NaOH = Na2CO3+H2O；

實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定皓礬中結(jié)晶水的含量所以不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，題中四中物質(zhì)中只有A濃硫酸具有吸水性；(6)實(shí)驗(yàn)過程中若不通入CO2，則最后稱量玻璃管中固體偏重，所以所得中結(jié)晶水的質(zhì)量偏小，使測(cè)定的結(jié)果偏小；28.7g皓礬晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為28.7g16.1g=12.6g，ZnSO4xH2O中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，解得x=7；(7)將上述皓礬晶體加熱會(huì)逐漸失去部分結(jié)晶水，加熱過程中有關(guān)殘留固體質(zhì)量如圖，D點(diǎn)時(shí)固體的質(zhì)量為17.9g，結(jié)晶水的質(zhì)量為：28.7g-17.9g=10.8g，，x=6，故CD段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式ZnSO46H2O═ZnSO4+6H2O。