金屬鋅在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用。
Ⅰ、生活中人們常使用的“五號電池”屬于鋅錳電池,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[查閱資料]①鋅皮為金屬鋅(含有少量的鐵)。
②黑色糊狀填充物由炭黑、MnO2、ZnCl2、NH4Cl等組成
③NH4Cl和ZnCl2的溶解度數(shù)據(jù)見表1:
溫度/C |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
NH4CI |
29.3 |
37.2 |
45.8 |
55.3 |
65.6 |
77.3 |
ZnCl2 |
343 |
395 |
452 |
488 |
541 |
614 |
按照圖2所示實驗回收黑色糊狀填充物中的部分物質(zhì)。
(1)溶液A中溶質(zhì)主要有
ZnCl2、NH4Cl
ZnCl2、NH4Cl
(填化學(xué)式),操作Ⅱ中采用冷卻熱飽和溶液的方法實現(xiàn)兩者的分離,得到的固體N是
NH4Cl
NH4Cl
(填化學(xué)式)。
(2)欲從固體M中得到較純的MnO
2,操作Ⅲ可采用的方法是
在空氣中灼燒
在空氣中灼燒
。
Ⅱ、小明用純鋅粒和稀鹽酸反應(yīng)制取氫氣時,發(fā)現(xiàn)加入CuSO
4溶液后,反應(yīng)速率明顯變大,于是他對此反應(yīng)
速率變大的原因進行了實驗探究。
【猜想】①加入的CuSO
4溶液中的SO
42-使反應(yīng)速率變大
②加入的CuSO
4溶液中的H
2O使反應(yīng)速率變大
③加入的CuSO
4溶液中的Cu
2+使反應(yīng)速率變大
④加入CuSO
4溶液后,
銅
銅
使反應(yīng)速率變大。
小明經(jīng)過思考,認為最不可能的原因是猜想②。
【實驗驗證】
用a、b、c、d四支試管取等質(zhì)量且過量的純鋅粒,分別向試管中加入等體積等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸后,
繼續(xù)以下實驗:
實驗 |
現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
(1)向a試管中加入少量NaCl晶體 |
產(chǎn)生氣泡速率不變 |
Na+、Cl- Na+、Cl- 離子(寫符號)對反應(yīng)速率無影響 |
(2)向b試管中加入少量 Na2SO4 Na2SO4 晶體(寫化學(xué)式) |
產(chǎn)生氣泡速率不變 |
猜想①不成立 |
(3)向c試管中加入少量Cu粉 |
產(chǎn)生氣泡速率明顯變大 |
猜想 ④ ④ 成立 |
(4)向d試管中加入少量Cu粉,立即再加入CuSO4粉末 |
產(chǎn)生氣泡速率與c試管的速率幾乎一樣大 |
猜想 ③ ③ 不成立 |
【結(jié)論】在鋅與稀鹽酸反應(yīng)時,加入銅粉或
能生成銅的物質(zhì)
能生成銅的物質(zhì)
可加快反應(yīng)速率。
Ⅲ、嘗試定量探究實驗
分別用5只燒杯各取該稀鹽酸50.00g,加入鋅粒。反應(yīng)4小時后,發(fā)現(xiàn)燒杯中鋅粒仍在冒氣泡。相關(guān)數(shù)據(jù)
如表2:
平行實驗 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
反應(yīng)前質(zhì)量/g |
鋅粒 |
5.75 |
5.77 |
5.79 |
5.77 |
5.75 |
燒杯 |
75.17 |
76.36 |
70.16 |
74.73 |
70.14 |
反應(yīng)4h后質(zhì)量/g |
燒杯及燒杯內(nèi)所有物質(zhì) |
128.96 |
130.13 |
123.99 |
128.51 |
123.93 |
根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算實驗①參加反應(yīng)的鋅粒質(zhì)量
63.70g
63.70g
(寫出計算過程,結(jié)果精確到0.01g)。
若分別計算實驗①②③④中參加反應(yīng)的鋅粒質(zhì)量并分析計算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)有明顯偏差,其可能原因
鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出的氯化氫氣體也會導(dǎo)致燒杯及燒杯內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量減小
鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出的氯化氫氣體也會導(dǎo)致燒杯及燒杯內(nèi)所有物質(zhì)的總質(zhì)量減小
。