Question

20．某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究．

（1）如图甲是各种垃圾的回收图标．废旧电池应放入B（填序号）．
（2）普通干电池的构造示意图如图乙．
①电池中的石墨表现出优良的导电性；石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是碳原子排列方式不同．
②普通干电池使用时化学能转化为电能；
（3）小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等．他们对黑色固体混合物进行探究．
【查找资料】向ZnCl₂溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH₃）₄]Cl₂
【实验探究】同学们设计了如图丙所示的实验：
【实验反思1】操作①中玻璃棒的作用是加速溶解，操作②的名称是过滤．
【实验反思2】将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时（如图③所示），会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体；再将灼烧所得残渣进行操作④时，试管中产生的气体能使带火星的木条复燃，写出操作④中反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．由此得出结论：滤渣中除含有MnO₂ 外，还含有黑色粉末碳．
【实验反思3】滤液中溶质的主要成分是NH₄Cl，还是ZnCl₂？
操作1：取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管，并加热．未能闻到明显的刺激性气味，但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间，试纸变蓝色．
操作2：向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入稀氨水，观察到先有白色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解．
实验结论：该滤液中仅含有少量的NH₄Cl，主要成分是ZnCl₂．
（4）如图丁是氢氧燃料电池的示意图．电池工作时，H₂和O₂反应生成水，同时提供电能，溶液的pH变小（填“变大”、“变小”、“不变”）．

Answer 1

分析 （1）废旧电池中含有铜等重金属，随意丢弃会污染环境；
（2）石墨具有良好的导电性，金刚石不能导电，是因为两种物质中碳原子的排列方式不同；
能量之间可以相互转化；
（3）玻璃棒的用途有搅拌、引流、转移物质等；
过滤可以把不溶于水的物质除去；
碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
二氧化锰可以用作过氧化氢分解的催化剂，在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解生成水和氧气；
铵盐能和显碱性的物质反应生成氨气，氨气能和水反应生成氨水，氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；
（4）氢氧化钾溶液显碱性，浓度越大，pH越高，浓度越小，pH越低．

解答 解：（1）废旧电池是有害垃圾，应放入B垃圾箱．
故填：B．
（2）①电池中的石墨表现出优良的导电性；
石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是碳原子排列方式不同；
②普通干电池使用时化学能转化为电能．
故填：导电；碳原子排列方式；电．
（3）【实验反思1】
操作①中玻璃棒的作用是加速溶解，操作②的名称是过滤；
【实验反思2】
将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时，会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体是二氧化碳，说明黑色滤渣中含有碳；
再将灼烧所得残渣进行操作④时，试管中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明该气体是氧气；
操作④中，过氧化氢分解反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
由此得出结论：滤渣中除含有MnO₂外，还含有黑色粉末碳；
【实验反思】
操作1：取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管，并加热．未能闻到明显的刺激性气味，但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间，试纸变蓝色，说明滤液中
仅含有少量的NH₄Cl；
操作2：向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入稀氨水，观察到先有白色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解；
实验结论：该滤液中仅含有少量的NH₄Cl，主要成分是ZnCl₂．
故填：加速溶解；过滤；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；碳；稀氨水；先有白色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解．
（4）电池工作时，H₂和O₂反应生成水，氢氧化钾浓度变小，溶液的pH也变小．
故填：变小．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．