Question

7．探究廢酸性鋅錳干電池內(nèi)的黑色固體回收利用時(shí)，進(jìn)行了如下圖所示實(shí)驗(yàn)：

電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質(zhì)．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）該電池的正極反應(yīng)式為MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH，電池反應(yīng)的離子方程式為Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH
（2）操作③中所用到的儀器除了酒精燈、玻璃棒外還有蒸發(fā)皿．灼燒濾渣中的黑色固體時(shí)，產(chǎn)生一種使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測(cè)濾渣中還存在的物質(zhì)為C（填化學(xué)式）．操作④的試管加入③中所得黑色濾渣，試管中迅速產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體，據(jù)此可初步認(rèn)定黑色固體為二氧化錳（填名稱）．
（3）濃硝酸見(jiàn)光易分解，寫(xiě)出濃硝酸分解的化學(xué)方程式4HNO₃ $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)同學(xué)收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復(fù)燃，該同學(xué)認(rèn)為是因?yàn)闈庀跛岱纸猱a(chǎn)生了氧氣．請(qǐng)回答該同學(xué)的結(jié)論是否正確，并說(shuō)明原因結(jié)論錯(cuò)誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復(fù)燃證明二氧化氮也會(huì)助燃支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）該原電池中，Zn易失電子作負(fù)極、二氧化錳作正極，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在得失電子相同條件下正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式；
（2）操作③是蒸發(fā)溶液，需要的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等，根據(jù)固體的顏色和化學(xué)性質(zhì)分析該物質(zhì)，能使雙氧水迅速產(chǎn)生氧氣的黑色物質(zhì)是二氧化錳．
（3）濃硝酸見(jiàn)光易分解生成二氧化氮、氧氣和水；
（4）實(shí)驗(yàn)同學(xué)收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復(fù)燃，分解生成的二氧化氮和氧氣之比與空氣中氮?dú)夂脱鯕庵�比相同，可能是二氧化氮的助燃性�?/p>

解答 解：（1）該原電池中，Zn易失電子作負(fù)極、二氧化錳作正極，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH；負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺；在得失電子相同條件下正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式，電極反應(yīng)式為 Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH；
故答案為：MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH；Zn-2e^-=Zn²⁺； Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH．
（2）操作③是蒸發(fā)溶液，需要的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等，操作③中所用到的儀器除了酒精燈、玻璃棒外還有蒸發(fā)皿，使澄清石灰水變渾濁的氣體有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳單質(zhì)灼燒制得，二氧化硫可由淡黃色的硫單質(zhì)灼燒制得，所以該黑色物質(zhì)是碳單質(zhì)，能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體是氧氣，能使雙氧水迅速產(chǎn)生氧氣的黑色固體物質(zhì)是二氧化錳，
故答案為：蒸發(fā)皿；C；二氧化錳；
（3）濃硝酸見(jiàn)光易分解生成二氧化氮、氧氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4HNO₃$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O，
故答案為：4HNO₃$\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)同學(xué)收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復(fù)燃，分解生成的二氧化氮和氧氣之比與空氣中氮?dú)夂脱鯕庵�比相同，可能是二氧化氮的助燃性，所以結(jié)論錯(cuò)誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復(fù)燃證明二氧化氮也會(huì)助燃支持燃燒，
故答案為：結(jié)論錯(cuò)誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復(fù)燃證明二氧化氮也會(huì)助燃支持燃燒．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基本實(shí)驗(yàn)操作及離子的檢驗(yàn)，熟悉原電池原理、物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物的判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．