Question

一節(jié)一號干電池爛在地里，能使1m²的土壤永久失去利用價值；一粒紐扣電池可使600t水受到污染，相當于一個人一生的飲水量．許多有識之士正在研究廢舊電池的有效回收再利用技術．圖1為干電池示意圖．

【物質歸類】將回收的廢干舊電池進行分離歸類
（1）可以得到的單質有（用化學式表示，下同）

 

，
氧化物有

 

．
某化學興趣小組回收利用廢舊干電池并進行相關實驗探究．
【實驗探究1】回收填料中的二氧化錳和氯化銨
查閱資料：干電池示意圖中⑤和⑥為填料，其中氯化銨、氯化鋅可溶于水．興趣小組的同學們設計回收物質的流程如圖2所示．
（2）操作1和操作2的名稱都是

 

，該操作中玻璃棒的作用是

 

．
（3）灼燒濾渣l的目的是

 

．
【實驗探究2】探究影響鋅與稀硫酸反應快慢的因素
（4）反應過程中，用前10min內(nèi)收集的氫氣體積比較反應的快慢．控制其他條件相同，進行下表四組實驗，獲得數(shù)據(jù)如下表．

實驗編號	試劑		前10 min 內(nèi)產(chǎn)生的氫氣體積（mL）
	不同純度的鋅	不同體積和濃度的稀硫酸
a	純鋅	30 mL 30%	564.3
b	含雜質的鋅	30 mL 30%	634.7
c	純鋅	30 mL 20%	449.3
d	純鋅	40 mL 30%	602.8

①比較實驗a和實驗b，可以得到的結論是

 

．
②為了研究硫酸濃度對反應快慢的影響，需比較實驗

 

和實驗

 

（填編號）．
③控制其他條件相同，需控制的條件是

 

（例舉一種條件即可）．
【實驗探究3】利用鋅皮和稀硫酸制取氫氣，并測定鋅皮中鋅的質量分數(shù)
（5）制取氫氣的實驗操作有：
a．收集氣體；b．向錐形瓶里裝鋅皮；c．連接儀器，檢查裝置氣密性；d．向長頸漏斗中注入稀硫酸；e．裝配儀器．
正確的操作順序為

 

．
（6）測定鋅皮中鋅的質量分數(shù)：已知該鋅皮中含有少量雜質鐵，將該鋅皮放入如圖3所示的盛有稀硫酸的錐形瓶中，多次實驗后，取平均值所得數(shù)據(jù)如表：

反應前		充分反應后裝置及反應剩余物質質量
裝置和足量的稀硫酸質量	鋅皮質量
342.1g	16g	357.7g

若不考慮干燥劑吸收空氣中的水蒸氣，請分析計算：
①根據(jù)質量守恒定律求生成氫氣的質量為

 

g．
②該合金中鋅的質量為

 

g，鋅皮中鋅的質量分數(shù)為

 

%．

Answer 1

考點：混合物的分離方法,影響化學反應速率的因素探究,過濾的原理、方法及其應用,氫氣的制取和檢驗,金屬的化學性質,單質和化合物的判別,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：物質的分離和提純,有關化學方程式的計算,科學探究

分析：【物質歸類】根據(jù)物質的分類知識和單質、氧化物的定義回答．
【實驗探究1】
（2）根據(jù)操作1分離混合物的狀態(tài)及過濾可用于難溶性固體和可溶性固體的分離進行分析；
（3）根據(jù)碳和氧氣反應生成二氧化碳進行解答；
（4）①通過表格比較實驗的相同點和不同點得出結論；
②利用控制變量法分析自變量是硫酸的濃度，因變量是反應的快慢進行分析選擇對比組；
③從外因尋找需要控制的條件：溫度，顆粒大小等．
【實驗探究3】
（5）本題考查實驗室制取氫氣的實驗步驟，要注意先連接儀器再檢查氣密性，先加固體后加液體．
（6）①根據(jù)鋅和硫酸反應生成氫氣而銅不反應，所以反應前后質量減少的質量就是氫氣的質量進行解答；
②根據(jù)氫氣的質量求出該合金中鋅的質量以及該合金中鋅的質量分數(shù)進行解答．

解答：解：【物質歸類】單質是由同種元素組成的純凈物，碳、鋅、銅等符合定義；氧化物是由兩種元素組成的，且其中一種元素為氧元素的化合物，二氧化錳符合定義；
【實驗探究1】
（2）根據(jù)流程圖操作1和2都是不溶性固體和液體的分離，因此是過濾操作，過濾時玻璃棒起到引流的作用；
（3）因為廢舊干電池填料的主要難溶性物質為二氧化錳、炭粉，因此溶解過濾后的濾渣含有二氧化錳和碳粉，而回收二氧化錳，因此通過灼燒可以把碳粉變成二氧化碳，因此灼燒濾渣l的目的是除去碳粉；
（4）①實驗a和實驗b，相同點是同體積同濃度的稀硫酸，不同點是含雜質的鋅和純鋅，結果含雜質的鋅比純鋅反應速率要快；
②要研究硫酸濃度對反應快慢的影響，需要不同濃度的硫酸，而要控制鋅的純度相同，比較產(chǎn)生氫氣的快慢，因此對比組是a和c；
③控制變量法需要考慮的是自變量和因變量，而其它外界條件均保存相同，因此控制其他條件相同，需控制的條件如；溫度（或鋅粒形狀大小）．
【實驗探究3】（5）根據(jù)實驗步驟中要先連接裝置再檢查裝置的氣密性，然后加藥品時先固體后液體，再收集氣體，則順序為cbeda．
（6）①依題意和質量守恒定律可得：氫氣的質量=342.1g+16g-357.70g=0.4g
②設該合金中鋅的質量為x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65               2
x              0.4g
則

65

2

=

x

0.4g

，解得x=13g．
則該合金中鋅的質量分數(shù)為

13g

16g

×100%=81.25%．
故答案為：
【物質歸類】（1）Cu、C、Zn，MnO₂．
【實驗探究1】（2）過濾，引流．（3）除去炭粉．
【實驗探究2】（4）①與同體積同濃度的稀硫酸反應，含雜質的鋅比純鋅反應速率要快．②a、c．③溫度．
【實驗探究3】（5）cbeda．（6）①0.4．②13，81.25．

點評：化學來源于生產(chǎn)、生活，也服務于生產(chǎn)、生活，與生產(chǎn)、生活相關的化學知識是中考熱點之一，要引起注意．在實驗時要嚴格按照實驗的步驟來完成，否則可能會導致實驗的失敗，同時注意培養(yǎng)學生具有嚴謹?shù)目茖W思維方法．