Question

4．某化學(xué)興趣小組回收利用廢舊干電池．
實(shí)驗(yàn) 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、氯化鋅可于水．興趣小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)，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(shí)驗(yàn) 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?dú)錃饷芏缺瓤諝庑∏译y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(hào)），排空氣法收集裝置為D（填編號(hào)）．
②若用排水法收集并測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)如表．

驗(yàn)實(shí)號(hào)編	試劑		前10 min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	30 mL 30%	564.3
b	含雜質(zhì)的鋅	30 InL 30%	634.7
c	純鋅	30 mL 20%	449.3
d	純鋅	40 mL 30%	602.8

①比較實(shí)驗(yàn) a 和實(shí)驗(yàn) 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(duì)反應(yīng)快慢的影響，需比較實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)c（填編號(hào)）．
③控制其他條件相同，需控制的條件是鋅粒形狀大小（例舉一種條件即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)操作1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)碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)鋅粒和稀硫酸制取氫氣屬于固體和液體混合制取氣體且不需要加熱以及氫氣的密度比空氣的密度小進(jìn)行解答；
（4）①通過表格比較實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)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(duì)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2都是不溶性固體和液體的分離，因此是過濾操作，過濾時(shí)玻璃棒起到引流的作用；
（2）因?yàn)閺U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）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?yàn)闅錃饷芏缺瓤諝庑∏译y溶于水，因此可以采用排水法或向下排空氣法收集；
排水法收集時(shí)導(dǎo)管要短進(jìn)長出才能排出裝置中的水；
（4）①實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)b，相同點(diǎn)是同體積同濃度的稀硫酸，不同點(diǎn)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(duì)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(duì)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�。�．
答案：
（1）過濾，引流
（2）除去炭粉；
（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；c；  ③鋅粒形狀大小

點(diǎn)評(píng) 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(shí)點(diǎn)較多，屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)技能的考查，要求在平時(shí)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(yùn)用．