Question

17．小明取酸性锌锰干电池进行研究，他发现电池内部结构如图1所示．

[查阅资料]（1）锌皮为金属锌（含有少量的铁）
（2）黑色糊状填充物由炭黑、MnO₂、ZnCl₂和NH₄Cl等组成
（3）有关数据见下表

温度/℃		0	20	40	60	80	100
溶解度/g	NH4Cl	29.3	37.2	45.8	55.3	65.6	77.3
	ZnCl2	343	395	452	488	541	614

[实验探究一]小明取适量黑色糊状填充物，按如图2所示实验流程进行探究．
（1）溶液A中溶质主要有ZnCl₂和NH₄Cl（填化学式），操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是氯化锌的溶解度受温度影响变化大（或二者的溶解度随温度变化不同）．
（2）欲从固体M中得到较纯的MnO₂，操作Ⅲ可采用简便方法是灼烧．
[实验探究二]小明取电池外壳锌皮，用砂纸打磨干净，剪成小块，进行实验．
（1）取一块锌皮放入盛有适量稀盐酸的烧杯中，有ZnCl₂生成．
①实验中可观察到的现象是锌的表面有气泡产生；该反应属于基本反应类型中的置换反应．
②下列各组物质混合后，也能生成ZnCl₂的有AB（填字母序号）．
A．ZnO与稀盐酸    
B．ZnSO₄溶液与BaCl₂溶液
C．ZnCO₃与NaCl溶液
D．Zn（NO₃）₂溶液与NH₄Cl溶液
（2）另取一块锌皮放入盛有一定量CuSO₄溶液的烧杯中，充分反应后得到溶液E和固体F．当溶液E中只含有一种溶质时，该溶质是ZnSO₄（填化学式）；当固体F中只含一种物质时，溶液E中最少含有二种溶质．
（3）若将6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应，则生成氢气的质量＞0.2g（选填“＜”、“=”或“＞”）．

Answer 1

分析 [实验探究一]（1）根据糊状物中的二氧化锰和炭黑不易溶于水，氯化锌和氯化铵溶于水，且二者的溶解度随温度变化趋势不同分析；
（2）炭黑能够和氧气反应，因此分离出二氧化锰可以采用灼烧的方式；
[实验探究二]①根据锌和盐酸反应产生氢气分析现象；
②结合复分解反应方式的条件分析反应；
（2）根据锌和硫酸铜反应的程度分析成分；
（3）根据锌、铁的混合物与稀硫酸反应分析产生的氢气质量．

解答 解：[实验探究一]（1）糊状物中的二氧化锰和炭黑不易溶于水，氯化锌和氯化铵溶于水，因此溶于水后得到溶液A中含有氯化锌和氯化铵；观察表格可知氯化锌的溶解度受温度影响变化大，因此可以采用冷却热饱和溶液的方法进行分离；故答案为：ZnCl₂和NH₄Cl；氯化锌的溶解度受温度影响变化大（或二者的溶解度随温度变化不同）；
（2）炭黑能够和氧气反应，而二氧化锰不能，因此分离出二氧化锰可以采用灼烧的方式；故答案为：灼烧；
[实验探究二]①锌和盐酸反应产生氢气，因此观察到的现象为有气泡产生，该反应属于置换反应；故答案为：有气泡产生；置换；
②A．ZnO与稀盐酸能反应产生氯化锌和水，故正确；    
B．ZnSO₄溶液与BaCl₂溶液反应产生硫酸钡沉淀和氯化锌，故正确；
C．ZnCO₃与NaCl溶液混合，碳酸锌不溶于水，因此不能和氯化钠反应，故错误；
D．Zn（NO₃）₂溶液与NH₄Cl溶液不能产生沉淀、气体或水，不符合复分解反应的条件，故错误；
故答案为：AB；
（2）锌和硫酸铜反应产生硫酸锌和铜，当溶液E中只含有一种溶质时，说明硫酸铜被完全反应，因此溶质只有硫酸锌；
当固体F中只含一种物质时，该是置换出的固体一定是铜，说明锌铁没有剩余，溶质只有硫酸锌和硫酸亚铁，也可能是铁不足，溶液中还有硫酸铜，因此溶质还有硫酸铜，因此溶液E中最少含有二种溶质；
故答案为：ZnSO₄；二；
（3 假设该样品全部是锌，则生成氢气的量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                           2
6.5g                         x
$\frac{65}{6.5g}$=$\frac{2}{x}$  x=0.2g
假设该样品全部是铁，则生成氢气的量为x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56                          2
6.5g                       x
$\frac{56}{6.5g}$=$\frac{2}{x}$  x=0.23g
因此二者混合物产生的氢气应该大于0.2g；
故答案为：＞．

点评 本题考查的知识点较多，综合性较强，能够考查学生分析问题的能力，难度不大，依据相关的知识分析即可．