题目
日常使用的干电池是一种锌锰电池，它的构造是：负极为锌做的圆筒，正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰，碳粉和氯化铵的混合剂所包围，总称为“碳包”。碳包和锌筒之间填充着氯化铵、氯化锌的水溶液等组成的糊状物。废旧干电池随意丢弃会造成环境污染，学校兴趣小组同学准备对废旧的干电池进行探究。（一）拆解干电池，得到铜帽、锌皮、碳棒、黑色粉末等物质。A-|||-婴 -稀硫酸-|||-黑色粉末 溶解、过滤 滤渣 灼烧 二氧化锰-|||-滤液 锌皮一-|||-水-|||-图1 图2（二）回收二氧化锰并测定碳粉与二氧化锰的质量比：（如图 1）（1）干电池使用时将化学能转化成 ____ 能。（2）上述操作中，灼烧过程中发生的反应用化学方程式表示为 ____ 。（3）同学们将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为 25g，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为 20g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为 ____ ，经分析此结果偏大，老师指出同学们在实验中缺少一步操作，该操作是 ____ 。（4）为验证二氧化锰，同学们用 A、B 两支洁净试管，分别取 5mL 3%的过氧化氢溶液，往A 试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果出现 ____ 的现象，说明为二氧化锰，反应的化学方程式为 ____ 。（三）用拆解得到的锌皮（含杂质）制取硫酸锌晶体。实验步骤： ①将剪碎后的锌皮放入烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应； ②将上述反应后的混合物过滤； ③将滤液加热浓缩、 ____ 、过滤，洗涤、低温干燥，得到 ZnSO4•7H2O 晶体。 （5）步骤①中反应方程式为 ____ ，将锌皮剪碎的目的是 ____ 。（6）步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、 ____ 和玻璃棒，玻璃棒的作用是 ____ 。（7）步骤③缺少的操作是 ____ ，洗涤时不能选用 ____ （填序号）。A．60℃热水B．冰水C．硫酸锌饱和溶液（四）测定锌皮中锌的质量分数。同学们设计了如图 2 实验装置，取 1g 锌皮放于试管中，实验中将注射器内 40 毫升稀硫酸（足量）完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时立刻读数得到量筒中水的体积为 264 毫升。已知实验条件下氢气的密度为 0.09g/L。（8）计算该锌皮中锌的质量分数 ____ 。（写出计算过程）（9）上述方法测得的锌的质量分数偏大，可能的原因是 ____ （填序号）。A．未等装置完全冷却就读数B．锌皮中含有少量铁C．试管中有气体没有排出D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹
日常使用的干电池是一种锌锰电池，它的构造是：负极为锌做的圆筒，正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰，碳粉和氯化铵的混合剂所包围，总称为“碳包”。碳包和锌筒之间填充着氯化铵、氯化锌的水溶液等组成的糊状物。废旧干电池随意丢弃会造成环境污染，学校兴趣小组同学准备对废旧的干电池进行探究。
（一）拆解干电池，得到铜帽、锌皮、碳棒、黑色粉末等物质。
（二）回收二氧化锰并测定碳粉与二氧化锰的质量比：（如图 1）
（1）干电池使用时将化学能转化成 ____ 能。
（2）上述操作中，灼烧过程中发生的反应用化学方程式表示为 ____ 。
（3）同学们将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为 25g，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为 20g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为 ____ ，经分析此结果偏大，老师指出同学们在实验中缺少一步操作，该操作是 ____ 。
（4）为验证二氧化锰，同学们用 A、B 两支洁净试管，分别取 5mL 3%的过氧化氢溶液，往A 试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果出现 ____ 的现象，说明为二氧化锰，反应的化学方程式为 ____ 。
（三）用拆解得到的锌皮（含杂质）制取硫酸锌晶体。实验步骤：
（5）步骤①中反应方程式为 ____ ，将锌皮剪碎的目的是 ____ 。
（6）步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、 ____ 和玻璃棒，玻璃棒的作用是 ____ 。
（7）步骤③缺少的操作是 ____ ，洗涤时不能选用 ____ （填序号）。
A．60℃热水B．冰水C．硫酸锌饱和溶液
（四）测定锌皮中锌的质量分数。同学们设计了如图 2 实验装置，取 1g 锌皮放于试管中，实验中将注射器内 40 毫升稀硫酸（足量）完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时立刻读数得到量筒中水的体积为 264 毫升。已知实验条件下氢气的密度为 0.09g/L。
（8）计算该锌皮中锌的质量分数 ____ 。（写出计算过程）
（9）上述方法测得的锌的质量分数偏大，可能的原因是 ____ （填序号）。
A．未等装置完全冷却就读数
B．锌皮中含有少量铁
C．试管中有气体没有排出
D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹
（一）拆解干电池，得到铜帽、锌皮、碳棒、黑色粉末等物质。
（二）回收二氧化锰并测定碳粉与二氧化锰的质量比：（如图 1）
（1）干电池使用时将化学能转化成 ____ 能。
（2）上述操作中，灼烧过程中发生的反应用化学方程式表示为 ____ 。
（3）同学们将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为 25g，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为 20g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为 ____ ，经分析此结果偏大，老师指出同学们在实验中缺少一步操作，该操作是 ____ 。
（4）为验证二氧化锰，同学们用 A、B 两支洁净试管，分别取 5mL 3%的过氧化氢溶液，往A 试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果出现 ____ 的现象，说明为二氧化锰，反应的化学方程式为 ____ 。
（三）用拆解得到的锌皮（含杂质）制取硫酸锌晶体。实验步骤：
| ①将剪碎后的锌皮放入烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应； |
| ②将上述反应后的混合物过滤； |
| ③将滤液加热浓缩、 ____ 、过滤，洗涤、低温干燥，得到 ZnSO4•7H2O 晶体。 |
（6）步骤②需要的仪器有铁架台、烧杯、 ____ 和玻璃棒，玻璃棒的作用是 ____ 。
（7）步骤③缺少的操作是 ____ ，洗涤时不能选用 ____ （填序号）。
A．60℃热水B．冰水C．硫酸锌饱和溶液
（四）测定锌皮中锌的质量分数。同学们设计了如图 2 实验装置，取 1g 锌皮放于试管中，实验中将注射器内 40 毫升稀硫酸（足量）完全注入试管中。当试管中不再产生气泡时立刻读数得到量筒中水的体积为 264 毫升。已知实验条件下氢气的密度为 0.09g/L。
（8）计算该锌皮中锌的质量分数 ____ 。（写出计算过程）
（9）上述方法测得的锌的质量分数偏大，可能的原因是 ____ （填序号）。
A．未等装置完全冷却就读数
B．锌皮中含有少量铁
C．试管中有气体没有排出
D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹
题目解答
答案
解：（1）干电池使用时将化学能转化成电能；故填：电；
（2）上述操作（图1）中灼烧时，碳粉和氧气反应生成二氧化碳，目的是除去碳粉；故填：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；
（3）将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为25克，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为20克，所以碳粉的质量为5g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为20g：5g=4：1；由于过滤后没有洗涤，直接干燥造成剩余固体质量偏大，此结果偏大；故填：4：1；洗涤；
（4）往A试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果产生大量气泡，说明为二氧化锰，这是因为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；故填：产生大量气泡；2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
（5）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；将锌皮剪碎的目的是增大接触面积，使反应更快更充分；故填：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；增大接触面积，使之充分反应，加快反应速率；
（6）步骤②是过滤，需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒，玻璃棒的作用是引流；故填：漏斗；引流；
（7）ZnSO4•7H2O晶体溶解度受温度影响比较大，采用降温结晶的方式析出；洗涤晶体不能用热水；故填：降温结晶；A；
（8）V（H2）=264mL-40mL=224mL=0.224L
m（H2）=0.09g/L×0.224L≈0.02g
设金属 Zn 的质量为 x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.02g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.02g}$
x=0.65g
Zn%=$\frac{0.65g}{1g}×100%$=65%
故填：65%；
（9）A．没等装置冷却就读数，气体膨胀，气体的体积较大，测得的锌的质量分数偏大；
B．相同质量锌和铁与足量的酸反应，铁生成的氢气的质量大，锌皮中含有少量铁，生成氢气的质量偏大，测得的锌的质量分数偏大；
C．试管中有气体没有排出，排入集气瓶中，正好等于产生氢气的体积，对结果没影响。
D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹，装置还是密封的，对结果没影响。
故填：AB。
（2）上述操作（图1）中灼烧时，碳粉和氧气反应生成二氧化碳，目的是除去碳粉；故填：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；
（3）将过滤后得到的滤渣干燥后称得质量为25克，充分灼烧后冷却称得剩余固体质量为20克，所以碳粉的质量为5g，则滤渣中二氧化锰与碳粉的质量比为20g：5g=4：1；由于过滤后没有洗涤，直接干燥造成剩余固体质量偏大，此结果偏大；故填：4：1；洗涤；
（4）往A试管中加入少量上述实验灼烧后得到的固体，如果产生大量气泡，说明为二氧化锰，这是因为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；故填：产生大量气泡；2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
（5）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；将锌皮剪碎的目的是增大接触面积，使反应更快更充分；故填：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；增大接触面积，使之充分反应，加快反应速率；
（6）步骤②是过滤，需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗和玻璃棒，玻璃棒的作用是引流；故填：漏斗；引流；
（7）ZnSO4•7H2O晶体溶解度受温度影响比较大，采用降温结晶的方式析出；洗涤晶体不能用热水；故填：降温结晶；A；
（8）V（H2）=264mL-40mL=224mL=0.224L
m（H2）=0.09g/L×0.224L≈0.02g
设金属 Zn 的质量为 x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.02g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.02g}$
x=0.65g
Zn%=$\frac{0.65g}{1g}×100%$=65%
故填：65%；
（9）A．没等装置冷却就读数，气体膨胀，气体的体积较大，测得的锌的质量分数偏大；
B．相同质量锌和铁与足量的酸反应，铁生成的氢气的质量大，锌皮中含有少量铁，生成氢气的质量偏大，测得的锌的质量分数偏大；
C．试管中有气体没有排出，排入集气瓶中，正好等于产生氢气的体积，对结果没影响。
D．将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘掉夹紧弹簧夹，装置还是密封的，对结果没影响。
故填：AB。