Question

17．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用．
①氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型電池．圖1是氫氧燃料電池的示意圖，電池工作時，H₂和O₂反應(yīng)生成水，同時提供電能，電池中溶液的pH變小（填“變大”“變小”“不變”）．
②某學(xué)校研究小組對廢干電池筒內(nèi)的黑色物質(zhì)（可能含有MnO₂、ZnCl₂、NH₄C1等）進(jìn)行研究．查資料得知：NH₄Cl具有銨態(tài)氮肥的性質(zhì)；ZnCl₂溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH₃）₄]Cl₂．
據(jù)此，小組同學(xué)進(jìn)行了如下實驗探究（圖2）：
I．操作B中玻璃棒的作用是引流，操作C中灼燒黑色濾渣時，會產(chǎn)生一種使澄清石灰水變渾濁的氣體，操作D的試管中產(chǎn)生的氣體使帶火星的木條復(fù)燃．由此得出結(jié)論：黑色濾渣中含有MnO₂和C．
Ⅱ．操作D的試管中產(chǎn)生無色氣體的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
Ⅲ．取少量濾液于試管中并逐滴加入稀氨水，觀察到先有白色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解．由此得出結(jié)論：操作B的濾液中含有ZnCl₂．

Answer 1

分析 ①根據(jù)電池在工作時H₂和O₂反應(yīng)生成水，有圖可知對于KOH溶液的濃度變化來分析pH的變化；
I．根據(jù)題意可知是不溶性固體和液體的分離，并結(jié)合圖②來解答；圖③是蒸發(fā)結(jié)晶以及所需的儀器，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳進(jìn)行解答；根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃進(jìn)行解答；
Ⅱ．根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的作用下能迅速分解放出氧氣寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
Ⅲ．向ZnCl₂溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH₃）₄]Cl₂．

解答 解：因電池在工作時H₂和O₂反應(yīng)生成水，則使KOH溶液中溶劑變多，溶質(zhì)不變，導(dǎo)致KOH溶液的濃度變小，即OH^-的濃度也變小，所以溶液的pH變小，故答案為：變�。�
I．因黑色物質(zhì)中可能含有C、MnO₂、ZnCl₂、NH₄C1等成分，C、MnO₂不溶于水，圖B是過濾操作，在該操作中玻璃棒可引導(dǎo)液體流下，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳；氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，所以由此得到結(jié)論：濾渣中除了含碳外，還含有MnO₂；故答案為：引流；MnO₂和C；
Ⅱ．由題意可知，④中發(fā)生反應(yīng)是過氧化氫在二氧化錳的作用下能迅速分解放出氧氣，化學(xué)方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
Ⅲ．從材料中不難看出：向氯化鋅溶液逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH₃）₄]Cl₂，因此檢驗綠化新的存在，可以選用稀氨水，故答案為：稀氨水；先有白色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解．

點評 本題利用化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系來綜合考查學(xué)生實驗分析和解決問題的能力，具有較好的知識遷移應(yīng)用并注重了化學(xué)的實用性．