如图为干电池的结构示意图,请利用所学知识完成下列问题。
(l)碳棒(主要成分是石墨)可用作干电池的电极,说明石墨具有_____________性。
(2)把NH4Cl配制成溶液,并结合下表填空。
①通过观察上表可知,NH4Cl溶液的 pH___________(填“>”“<”或者“=”)7。
②上表中属于碱性氮肥的是____________。
(3)干电池中用到了铜和锌两种金属,请你写出一种证明两种金属活动性强弱的方案,(写操作和现象)___________。
溶液 | K2SO4 溶液 | NH4Cl 溶液 | 氨水 | K2CO3 溶液 |
加入紫色石蕊溶液 | 紫色 | 红色 | 蓝色 | 蓝色 |
(4)干电池的材料很多可以回收利用。例如:回收的二氧化锰在实验室制取氧气时,所起的作用是 _____________; 干电池中的锌壳可以回收用于实验室制取氢气,反应的化学方程式为___________。
导电 < 氨水 将锌片放入硫酸铜溶液中,锌片上有红色物质析出(或铜放入硫酸锌溶液中,无任何现象) 催化作用 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【分析】
锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,氯化铵能使紫色石蕊溶液变红色,则氯化铵溶液显酸性,氨水能使能使紫色石蕊溶液变蓝色,则氨水显碱性,锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气。
【详解】
(l)碳棒(主要成分是石墨)可用作干电池的电极,说明石墨具有导电性。
(2)①通过观察上表可知,氯化铵能使紫色石蕊溶液变红色,则氯化铵溶液显酸性,故NH4Cl溶液的 pH<7。
②氨水能使能使紫色石蕊溶液变蓝色,则氨水显碱性,氨水中含有氮元素,可以做氮肥。
(3)干电池中用到了铜和锌两种金属,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,故证明两种金属活动性强弱的方案是将锌片放入硫酸铜溶液中,锌片上有红色物质析出(或铜放入硫酸锌溶液中,无任何现象)。
(4)回收的二氧化锰在实验室制取氧气的反应是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,故所起的作用是催化作用;干电池中的锌壳可以回收用于实验室制取氢气,反应是锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【点睛】
在金属活动性顺序表中,氢前面的活泼金属能和酸反应生成盐和氢气,前面的金属和后面的金属的盐溶液反应,把其从盐溶液中置换出来,酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红色,碱性溶液能使紫色石蕊溶液变蓝色。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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