Question

5．某兴趣小组同学为了探究干电池中物质的成分，将电池剥开时闻到异味且发现有黑色物质．
【提出问题】为什么有异味？黑色物质的成分是什么？
【网络搜索】干电池的成分有二氧化锰、铁粉及铵盐等物质．
【实验探究】同学们分别设计实验进行探究．
实验Ⅰ．小婧取适量黑色物质与Ca（OH）₂（写化学式）混合置于研钵内研磨，嗅到刺激性气味，再用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐．
实验Ⅱ．小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁粉，他采用的方法是用磁铁吸引；
实验Ⅲ．小明将黑色物质加入适量的水中搅拌，静置后过滤，取滤渣进行实验．

实验步骤	实验现象	实验结论
取适量黑色滤渣装入试管中，再加入过氧化氢溶液	有气泡冒出	有气体生成
向上述试管中伸入带火星的小木条	木条复燃	该气体是氧气

据此小明认为黑色物质中一定含有二氧化锰．
【交流讨论】大家对小明的结论提出了质疑．
（1）小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化；
（2）小仪认为除了小莹考虑的因素外，另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解也有催化作用．
【获得结论】
干电池中一定含有铵盐，可能含有二氧化锰，一定不含有铁粉．（用物质名称填空）

Answer 1

分析 实验Ⅰ．根据铵盐与碱混合会放出氨气进行解答；
实验Ⅱ．根据铁能被磁铁吸引进行解答；
实验Ⅲ．根据二氧化锰和过氧化氢溶液混合会生成氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃进行解答；
【交流讨论】（1）根据二氧化锰能加快过氧化氢溶液分解生成氧气的速率，而本身的质量和化学性质不变进行解答．
【结论反思】根据实验现象分析．

解答 解：
实验Ⅰ．铵盐与碱混合会放出氨气，所以取适量黑色物质与熟石灰混合置于研钵内研磨，嗅到氨味，再用湿润的石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐；
实验Ⅱ．铁能被磁铁吸引，所以用一种物理方法发现黑色物质中不含铁扮．他采用的方法是用磁铁吸引；
实验Ⅲ．二氧化锰和过氧化氢溶液混合会生成氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃．
【交流讨论】（1）二氧化锰能加快过氧化氢溶液分解生成氧气的速率，而本身的质量和化学性质不变，所以若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的质量和化学性质．
【结论反思】通过上述实验，黑色物质与熟石灰混合置于研钵内研磨，再用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐．无法确定是否有二氧化锰．
故答案为：
实验Ⅰ．Ca（OH）₂；
实验Ⅱ．用磁铁吸引；
实验Ⅲ． 氧气
【交流讨论】（1）质量；化学性质．
【结论反思】（1）铵盐；二氧化锰．

点评 本题是一个综合性很强的实验题，难度较大．试题涉及到了试验设计、常见离子组的鉴别．学生对方程式的书写应熟练掌握．