Question

锌锰干电池是最早使用的化学电池，酸性锌锰干电池以锌筒为负极，正极材料是二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的糊状混合物，中间插入一根碳棒，正极和负极之间有一层用氯化铵和氯化锌溶液浸透了的隔离纸。工作时正极上会发生反应：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑。电池总反应为：2MnO₂（s）+ Zn（s）+NH₄⁺（aq）=2MnO(OH)（s）+[Zn(NH₃)₂]²⁺（aq）。

请回答下列问题:

（1）电池的负极反应式为                    。

（2）对干电池不能进行加热或充电，否则会                     。

（3）废电池糊状填充物经溶解、过滤,得到无色滤液和黑色滤渣。某课外活动小组对该滤液和滤渣进行了探究。已知：滤液的成份是氯化锌和氯化铵；Zn(OH)₂是两性氢氧化物。

I．取少量滤液于试管中，滴入适量NaOH溶液产生白色沉淀至沉淀刚开始溶解，并字不要微热，生成无色刺激性气体和，检验该气体的方法是                   。继续往试管中滴入FeCl₃溶液，白色沉淀部分转化为红褐色沉淀，则可判断Zn(OH)₂的Ksp            Fe(OH)₃的Ksp（填“大于”、“小于”、“不能判断”），写出该反应的离子方程式                   。

II．从黑色滤渣分离出二氧化锰,探究其在用H₂O₂制备O₂过程中的作用。实验装置如图所示，将等量的H₂O₂溶液加入烧瓶中，分别进行2次实验（气体体积在相同条件下测定）。

为了准确读取量气管读数，读数时视线应与左管凹液面最低处相平，还应注意              ，实验1中MnO₂的作用是催化剂，则实验2中反应的离子方程式为                     。

用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌（含少量金属铁），其流程如下：

试剂A是             （填化学式），操作①包括            、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，其过程中所需的仪器有酒精灯、玻璃棒、漏斗和下列仪器中的            (填字母)。(铁架台及夹持仪器略)

坩埚  B．蒸发皿  C．圆底烧瓶  d．小烧杯

（5）ZnSO₄·7H₂O晶体溶解于饱和Na₂CO₃溶液中，得到6.46g的碱式碳酸锌[Zn_x(CO₃)_y(OH)_z]，为了测定其组成，充分加热分解，产生的气体依次通入浓硫酸和碱石灰，质量分别增重了0.72g和0.88g，则该碱式碳酸锌的化学式                   。

Answer

（1）Zn+2NH4+-2e-=[Zn(NH3)2]2++2H+（2）有可能发生爆炸

（3）I.将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；大于；

3Zn(OH)2(s)+2Fe3+(aq)2Fe(OH)3(s)+3Zn2+(aq)

II.读数前上下移动右管，使两管液面保持同一高度；H2O2+2H++MnO2=Mn2++2H2O+O2↑

（4）ZnO(Zn(OH)2、ZnCO3）；蒸发浓缩；bd（5）Zn3（CO3）(OH)4

【解析】

试题分析：（1）根据电池总反应式及正极反应式，分析可得，负极是Zn发生氧化反应，电池的负极反应式：Zn+2NH4+-2e- = [Zn(NH3)2]2+ +2H+，答案为：Zn+2NH4+- 2e- = [Zn(NH3)2]2+ +2H+；（2）因为在电极的正极生成H2，对干电池进行加热或充电会发生爆炸，答案为：有可能发生爆炸；（3）I.结合电极反应分析，这里产生的无色具有刺激性气味为NH3，检验氨气，可以用湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，或者用玻璃棒蘸取浓盐酸，产生白烟，说明是氨气，Zn(OH)2沉淀可以转化为Fe（OH）3说明，氢氧化锌的溶解度大于氢氧化铁的溶解度，反应的离子方程式为：3Zn(OH)2 (s) + 2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s) + 3Zn2+(aq)，答案为：将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；大于；3Zn(OH)2 (s) + 2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s) + 3Zn2+(aq)；II.为了准确读书，读书之前应该消除压强差对实验引起的误差，即读书前上下移动导管，使两管液面保持同一高度，实验1中收集到56mL气体，二氧化锰只作催化剂，而实验2中收集到了112mL气体，说明二氧化锰不只是做催化剂，在酸性条件下还具有氧化性，还作氧化剂，所以反应的离子方程式为：H2O2+2H++MnO2=Mn2++2H2O+O2↑，答案为：读数前上下移动右管，使两管液面保持同一高度；H2O2+2H++MnO2=Mn2++2H2O+O2↑；（4）废电池的锌皮制作七水合硫酸锌（含少量金属铁），从流程图可以看出，试剂A是为了调节pH除去Fe3+，为了不引入新的杂质，常选用ZnO(或者Zn(OH)2 、ZnCO3），根据“冷却结晶”，可知前一步操作是蒸发浓缩，蒸发需要蒸发皿，过滤需要用到烧杯，答案为：ZnO(Zn(OH)2 、ZnCO3）；蒸发浓缩；bd；（5）根据浓硫酸和碱石灰的质量分别增重了0.72g和0.88g，可以算出n（H） = ，，n(ZnO) = ，n(H):n(C):n(Zn)=4:1:3，根据原子个数比写出化学式为：Zn3（CO3）(OH)4，答案为：Zn3（CO3）(OH)4。

考点：考查电化学、常见气体的检验、化学实验操作、化学式的计算