Question

某小組對普通鋅錳廢干電池內(nèi)的黑色固體進行探究，設(shè)計如下方案：

己知：①普通鋅錳電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質(zhì)
②Zn（OH）₂為白色粉末，不溶于水，但溶于酸、強堿溶液和氨水
請回答以下問題：
（1）②操作的名稱是

 

．
（2）某同學(xué)猜想溶液A的成分含有NH₄Cl和ZnCl₂，請設(shè)計一個實驗方案驗證其猜想正確．限選試劑：紫色石蕊試液、紅色石蕊試紙、2mol?L^-1 HCl、2mol?L^-1 HNO₃、2mol?L^-1 NH₃?H₂O、6mol?L^-1 NaOH、0.1mol?L^-1 AgNO₃

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管滴加	有白色沉淀產(chǎn)生	說明溶液A含有Cl-
步驟2：往b試管，		說明溶液A含有NH4+
步驟3：往c試管逐滴加入	先產(chǎn)生   ， 后	說明溶液A含有Zn2+

（3）取少量固體c放入試管，滴加入雙氧水，觀察到有氣體產(chǎn)生，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（4）為測定廢干電池中MnO₂的質(zhì)量分數(shù)進行下面實驗：準確稱取a g廢干電池固體，溶于稀硫酸，加入KI溶液，充分反應(yīng)后，用b mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定，用

 

作指示劑，滴定至終點，重復(fù)實驗，平均消耗Na₂S₂O₃標準溶液的體積為v mL，則廢電池中MnO₂的質(zhì)量分數(shù)的計算表達式為：

 

．
（滴定有關(guān)反應(yīng)：MnO₂+2I^-+4H⁺═Mn²⁺+2H₂O，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）根據(jù)題意可知是不溶性固體和液體的分離，是過濾操作；
（2）根據(jù)滴加 適量0.1mol?L^-1 AgNO₃、2mol?L^-1 HNO₃，有白色沉淀產(chǎn)生，說明溶液A含有Cl^-；銨鹽遇到堿溶液會放出氨氣進行解答；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；
（3）雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（4）根據(jù)關(guān)系式：MnO₂～I₂～2S₂O₃^2-，先計算出MnO₂的物質(zhì)的量和質(zhì)量，再用MnO₂的質(zhì)量除以樣品質(zhì)量即可．

解答： 解：（1）因黑色物質(zhì)中可能含有C、MnO₂、ZnCl₂、NH₄C1等成分，C、MnO₂不溶于水，分離不溶性固體和液體，則是過濾操作，故答案為：過濾；
（2）各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管滴加 適量0.1mol?L^-1 AgNO₃、2mol?L^-1 HNO₃，有白色沉淀產(chǎn)生，說明溶液A含有Cl^-；銨鹽遇到堿溶液會放出氨氣，所以取少量濾液加入盛有NaOH固體的試管，并稍微加熱．有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，用濕潤紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍，說明有氨氣放出，也就證明含有NH₄⁺；從材料中不難看出：向氯化鋅溶液逐滴滴入稀氨水，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，因此檢驗Zn²⁺的存在，可以選用稀氨水，故答案為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：各取少量溶液A分裝a、b、c三支試管，往a試管滴加 適量0.1mol?L-1 AgNO3、 2mol?L-1 HNO3	有白色沉淀產(chǎn)生	說明溶液A含有Cl-
步驟2：往b試管，加入適量6mol?L-1 NaOH溶液、加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口附近	濕潤的紅色石蕊試紙變藍	說明溶液A含有NH4+
步驟3：往c試管逐滴加入 逐滴加入2mol?L-1 NH3?H2O或6mol?L-1 NaOH至過量	先產(chǎn)生 白色沉淀， 后 沉淀溶解	說明溶液A含有Zn2+

（3）雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（4）Na₂S₂O₃標準溶液的物質(zhì)的量為bmol/L×V×10^-3L，由關(guān)系式：MnO₂～I₂～2S₂O₃^2-，可知：MnO₂的物質(zhì)的量為

1

2

×bmol/L×V×10^-3L，
MnO₂的質(zhì)量為：

1

2

×bmol/L×V×10^-3Lcm×87g/mol，所以ω（MnO₂）=

1 2 ×bv×10-3×87

a

×100%=

87bv

2×1000a

×100%，
故答案為：

87bv

2×1000a

×100%．

點評：主要考查了過濾操作及幾種常見氣體的檢驗，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生分析資料、應(yīng)用知識的能力．