Question

某同學在探究廢干電池內的黑色固體回收利用時，進行如圖所示實驗：

查閱教材可知，普通鋅錳電池的黑色物質主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質。請回答以下問題：
（1） 操作①的名稱是          ；
（2）操作③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、       、泥三角和三腳架；操作③灼燒濾渣中的黑色固體時，產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測灼燒前的濾渣中存在的物質有             。
（3）往操作④的試管中加入操作③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，據此可初步認定灼燒后的黑色固體為              , 操作④相關的化學方程式為                   。
（4）該同學要對濾液的成分進行檢驗，以確認是否含有NH₄⁺，該同學取少許濾液于試管中，                         。                                              (填寫操作與現象)，則證實濾液中含有NH₄⁺。
（5）該同學利用在廢舊干電池中回收的Zn片和石墨電極，設計一個原電池實驗，比較銅與鋅的金屬活動性強弱。
限用材料：銅片、鋅片、石墨電極、稀硫酸、CuSO₄溶液、ZnSO₄溶液；
限用儀器：直流電源、電流計、導線、燒杯、試管、鹽橋等中學化學常見的藥品和儀器
請畫出實驗裝置圖，并作相應標注，同時寫出正極方程式                                    

Answer 1

（1）溶解 （2）坩堝，C(碳) （3）二氧化錳（MnO₂）  2H₂O₂2H₂O+O₂↑
（4）加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變藍色
（5）
    正極方程式：Cu²⁺ + 2e- = Cu 

解析試題分析：（1） 普通鋅錳電池的黑色物質主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質。把混合物加入水中攪拌使NH₄Cl、ZnCl₂等容易溶解的物質充分溶解，而MnO₂不能溶解于水。以便于混合物的分離。因此操作①的名稱是溶解。（2）操作③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、坩堝、泥三角和三腳架；操作③灼燒濾渣中的黑色固體時，產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測灼燒前的濾渣中存在的物質含有碳單質。將黑色固體放入盛有過氧化氫的水溶液中，看到產生大量的氣體。該操作④的化學方程式為2H₂O₂2H₂O+O₂↑（4）檢驗銨根離子 NH₄⁺的方法是取少許濾液于試管加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口附近，試紙變為藍色，證實濾液中含有NH₄⁺。（5）證明Cu、Zn活動性強弱的實驗裝置圖堿答案。其中正極電極式為Cu²⁺ + 2e- = Cu；負極電極式為Zn-2e-=Zn²⁺。
考點：考查普通鋅錳電池的黑色物質成分的確定及Zn、Cu活動性強弱的比較的實驗設計的知識。