Question

（2013?廈門）某化學(xué)興趣小組回收利用廢舊干電池．
實驗 1 回收填料中的二氧化錳和氯化銨
查閱資料：廢舊干電池填料的主要成分為二氧化錳、炭粉、氯化銨和氯化鋅等，其中氯化銨、氯化鋅可溶于水．興趣小組的同學(xué)們設(shè)計回收物質(zhì)的流程如圖1所示．
（1）操作 1 和操作 2 的名稱都是

過濾

，該操作中玻璃棒的作用是

引流

．
（2）灼燒濾渣 l 的目的是

除去炭粉

．
（3）己知濾液 1 中氯化銨和氯化鋅的濃度相近．在某溫度下蒸發(fā)濾液 1 時，大量的氯化銨晶體先析出，說明該溫度下氯化銨溶解度

＜

氯化鋅的溶解度（填“＜”、“=”或“＞”）．
實驗 2 利用外殼回收物鋅制取氫氣及相關(guān)探究
（4）用鋅和稀硫酸制取氫氣．己知氫氣密度比空氣小且難溶于水，提供裝置如圖 2．
①應(yīng)選擇：發(fā)生裝置為

B

（填編號），排空氣法收集裝置為

D

（填編號）．
②若用排水法收集并測定氣體的體積，氣體從裝置 B 導(dǎo)管口

b

（填“a”或“b”） 進(jìn)；選用儀器 F 測量排出水的體積，儀器 F 名稱是

量筒

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

驗實號編	試劑		前 10min 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	30mL 30%	564.3
b	含雜質(zhì)的鋅	30mL 30%	634.7
c	純鋅	30mL 20%	449.3
d	純鋅	40mL 30%	602.8

①比較實驗 a 和實驗 b，可以得到的結(jié)論是

與同體積同濃度的稀硫酸反應(yīng)，含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應(yīng)速率要快

．
②為了研究硫酸濃度對反應(yīng)快慢的影響，需比較實驗

a

和實驗

c

（填編號）．
③控制其他條件相同，需控制的條件是

溫度（或鋅粒形狀大�。�

（例舉一種條件即可）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)操作1和操作2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(jìn)行分析；
（2）根據(jù)濾渣的成分及實驗的目的分析；
（3）根據(jù)等濃度的溶液，等溫度下蒸發(fā)，溶解度小的先析出分析；
（4）①根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的密度和溶解性選擇收集裝置；
②根據(jù)排水法收集氣體的原理及裝置F的實驗?zāi)康姆治觯?br />（5）①通過表格比較實驗的相同點和不同點得出結(jié)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(yīng)的快慢進(jìn)行分析選擇對比組；
③從外因?qū)ふ倚枰�控制的條件：溫度，顆粒大小等．

解答：解：（1）根據(jù)流程圖操作1和操作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；
（2）因為廢舊干電池填料的主要難溶性物質(zhì)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；
（3）因為氯化銨和氯化鋅的濃度相近，在某溫度下蒸發(fā)濾液 1 時，大量的氯化銨晶體先析出，說明該溫度下氯化銨溶解度＜氯化鋅的溶解度；
（4）①用鋅和稀硫酸制取氫氣，因此發(fā)生裝置屬于固液常溫型的B裝置；因為氫氣密度比空氣小且難溶于水，因此可以采用排水法或向下排空氣法收集；
②若通過E裝置采用排水發(fā)生收集氫氣，氫氣不易溶于水，因此會聚集在水的上方，因此進(jìn)氣管是短管；
要量取收集的氫氣的體積，利用儀器F-量筒通過量取排出水的體積就是氫氣的體積測定；
（5）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(zhì)的鋅和純鋅，結(jié)果含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應(yīng)速率要快；
②要研究硫酸濃度對反應(yīng)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）．
故答案為：（1）過濾；引流；（2）除去碳粉；（3）＜；（4）①B，D； ②b，量筒；
（5）①與同體積同濃度的稀硫酸反應(yīng)，含雜質(zhì)的鋅比純鋅反應(yīng)速率要快；②a和c； ③溫度（或鋅粒形狀大�。�．

點評：本題考查了廢電池的物質(zhì)的回收及有關(guān)氫氣的制取的探究，知識點較多，屬于化學(xué)實驗基本實驗技能的考查，要求在平時的學(xué)習(xí)中要注意掌握常見的化學(xué)操作及其原理，熟練運用．