Question

【題目】電池是日常必備用品之一，但它也是環境污染的一個重要來源。下面是某興趣小組利用廢舊鋅錳干電池作為原料，并進行相關探究的過程。

（知識儲備）(1)鋅錳電池的構造和組成(見圖)。

(2)結晶水合物的特殊性質：在逐步升高溫度條件下，結晶水合物能失去部分或者全部結晶水，如藍色的膽礬晶體(CuSO4 5H2O)受熱時可失去結晶水變為白色的無水硫酸銅粉末(CuSO4)。

I.制備皓礬晶體(ZnSO4xH2O)

小組同學參觀了某回收廢舊鋅錳電池的工廠，其回收工藝流程如圖：

⑴流程圖中試劑a的化學式是__________；得到的濾液1農業上可用作_____________。

(2)將濾渣B在空氣中充分灼燒 可提純制得的固體是___________，該方法提純的原理是(用化學方程式回答)____________________________。

⑶將濾液2中溶質主要是硫酸鋅，其有關溶解度和溫度關系如下表，

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	41.8	54.1	70.4	74.8	67.2	60.5

將濾液2蒸發濃縮、__________，可得到皓礬晶體(ZnSO4xH2O)。

II.皓礬晶體中結晶水含量的測定

小組同學將部分皓礬晶體(ZnSO4xH2O)帶回實驗室，用下圖裝置測定晶體中結晶水的含量(圖中半透膜可讓氣體通過又可防止固體粉末進入導管)。

測定方法：稱取28.7g晶體置于C裝置的硬質玻璃管中，加熱至完全失去結晶水:(ZnSO4xH2O == ZnSO4 + xH2O)，冷卻至常溫后，稱量玻璃管中固體其質量為16.1g。

⑷A中的化學方程式是_____________，B中的試劑可從下列物質中選取，你的選擇是__________________。

A.濃硫酸 B.硝酸銀溶液 C.飽和碳酸鈉溶液 D.澄清石灰水

⑸實驗過程中若不通入CO2測得的結果將________(填“偏大”、 “偏小”或“無影響”)。

根據實驗結果，計算皓礬晶體中結晶水的x值。計算過程：__________________

⑹將上述皓礬晶體加熱會逐漸失去部分結晶水，加熱過程中有關殘留固體質量如下圖，寫出D-E段發生反應的化學方程式________________

Answer 1

【答案】 H2O 氮肥 MnO2 C + O2 === CO2 冷卻結晶 H2SO4 + 2NaHCO3 == Na2SO4 +2H2O + 2CO2 ↑ A 偏小 7 ZnSO4·H2O == ZnSO4 + H2O

【解析】本題以制備皓礬晶體、皓礬晶體中結晶水含量的測定為情境主要考查了物質的溶解，結晶，物質與氧氣的反應，濃硫酸的性質，化學方程式的書寫和化學計算，綜合較強。

（1）固體混合物A中主要成分應NH4Cl、C、二氧化錳，其中氯化銨溶于水，碳和二氧化錳不溶，加水后氯化銨溶解其余的成分不溶，流程圖中試劑a的化學式是水；得到的濾液1中含有NH4Cl，農業上可用作氮肥；

（2）濾渣中含有二氧化錳和碳，灼燒過程碳和空氣中的氧氣反應生成二氧化碳從而除去碳，化學方程式是：C + O2點燃CO2；

（3）結晶水合物的特殊性質：在逐步升高溫度條件下，結晶水合物能失去部分或者全部結晶水，硫酸鋅的溶解度隨溫度的降低而減小。將濾液2蒸發濃縮、降溫結晶，可得到皓礬晶體(ZnSO4xH2O)；

（4）A中碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑；實驗的目的是測定皓礬中結晶水的含量，不能使水蒸氣隨二氧化碳進入堿石灰中，所以B中的試劑具有吸水性，題中物質中只有濃硫酸具有吸水性，故選A；

（5）實驗過程中若不通入CO2，則最后稱量玻璃管中固體偏重，所得中結晶水的質量偏小，使測定的結果偏小；28.7g皓礬晶體中結晶水的質量為28.7g-16.1g=12.6g，ZnSO4質量為16.1g，則有161：18x=16.1g ：12.6g，x=7；

⑹皓礬晶體加熱會逐漸失去部分結晶水，D-E段產生的水的質量為17.9g-16.1g=1.8g。反應的化學方程式是ZnSO4H2O == ZnSO4 + H2O。