初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如下图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究（不考虑发泡剂等类物质）。

【提出问题】废液中所含溶质是什么物质？
【猜想与假设】
猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl；
猜想2：废液中的溶质只有NaCl；
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl；
猜想4：废液中的溶质是__________________。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的。他的理由是             。
【实验与结论】
(1)为验证猜想2，甲同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是甲认为猜想2正确。甲同学的实验________（填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是________________________________。
(2)乙同学为验证猜想3，选锌粒做试剂。假设猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式       。
(3)若猜想4正确，且最终欲得到纯净的氯化钠溶液需加入_____溶液。
【拓展与应用】
若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行_________操作即可从废液中得到NaCl固体。此方法的缺点是_________________。

同学们在学习Ca(OH)₂的化学性质时，对Ca(OH)₂溶液和Na₂CO₃溶液反应后过滤得到的滤液的成分进行探究。请你一同探究并回答下列问题：

【提出问题】 滤液中的溶质是什么物质？
【猜想假设】 猜想Ⅰ：只含有NaOH；         
猜想Ⅱ：可能含有                 ；
猜想Ⅲ：可能含有NaOH  Na₂CO₃；
猜想Ⅳ：可能含有NaOH  Ca(OH)₂  Na₂CO₃；
【分析讨论】经分析和讨论，全体同学认为猜想      肯定不合理，理由是          。
【实验设计】现实验室仅提供稀盐酸、氯化钙溶液、酚酞溶液和必要的仪器，设计一个实验来验证猜想Ⅲ是正确的。请在空格内写出实验操作、预计现象和结论。通过查阅资料知道：①氯化钙溶液呈中性；②碳酸钠（俗名纯碱）的水溶液呈碱性。

实验操作	预期现象和结论

由于二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象，对此同学们展开了探究，请你参与．
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应？
【查阅资料】常温下，氢氧化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下．

溶剂	乙醇
溶质	氢氧化钠	碳酸钠
溶解性	易溶	难溶

【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。
【实验探究】
（1）溶液配制．甲溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的乙醇中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为饱和氢氧化钠的乙醇溶液．量取一定体积的乙醇要用到的仪器是，用玻璃棒搅拌的目的是。
乙溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为不饱和氢氧化钠的乙醇溶液．判断甲、乙溶液形成的现象是。
（2）进行实验，按图所示装置加入药品后进行实验． $A$中发生反应的化学方程式为， $B$装置的作用是， $C$中观察到的现象是。
【实验结论】
（3）由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，反应的化学方程式为。
【反思交流】
（4）小刚同学认为小明的实验还足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，还应补充的实验是。
（5）若将图 $C$中甲溶液换成乙溶液进行实验， $C$中可能无明显现象发生，原因可能是。

某实验小组的同学用澄清石灰水和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的石灰水加入一定量稀盐酸后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ．写出该中和反应的化学方程式：                                                     。
Ⅱ．探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想二：CaCl₂；
猜想三：                                   。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 
【进行实验】
实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡。
实验现象：                                     结论：猜想一不正确
实验步骤：取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量。
实验现象：                                     结论：猜想二不正确，猜想三正确。
【反思与拓展】
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑                  。
（2）据所学化学知识，验证烧杯内溶液中含有溶质HCl，除以上方案外，还可使用           （填序号）完成该实验。
a．锌粒      b．铜片      c．紫色石蕊溶液      d．带锈铁钉
（3）烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是                     （写一条）。
（4）要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的       （填物质名称）。

某学习小组的同学做实验，向盛有少量氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳，未看到明显的实验现象。

【提出问题】氢氧化钠能否与二氧化碳反应？
【猜想与假设】亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应；莉莉同学认为氢氧化钠不能与二氧化碳反应。
【设计与实验】亮亮同学设计了两个装置并进行实验。请你和他一起验证他的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论
如图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中
如图二，

【反思与评价】莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。
【设计与实验】请你设计一个实验，证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。

实验步骤	实验现象	实验结论
		氢氧化钠与二氧化碳反应

【交流与提高】实验证明氢氧化钠还能与二氧化硫反应，化学方程式为：
$2NaOH+S{O}_2=X+H_{2}O$，X的化学式是。

为探究酸碱盐之间的反应，小红同学做了以下实验：在稀硫酸中加入了一定量的硝酸钡溶液。请回答：
（1）观察到的实验现象是              ，反应的化学方程式为                    ，分析实验现象，溶液中减少的离子是            （写离子符号）。
（2）小红同学在稀硫酸中加入硝酸钡溶液时，硝酸钡溶液可能过量，检验溶液中含有少量
硝酸钡的方法是                                                    。
（3）在98g质量分数为10%的稀硫酸中加入100g硝酸钡溶液，恰好完全反应，所加硝酸钡溶液中溶质的质量分数是           （计算结果精确到0．1%）。
（4）若要配制98g质量分数为10%的稀硫酸，需要质量分数为98%的浓硫酸（密度为
1．84g/cm³）       mL（计算结果精确到0．1）。在实验室用浓硫酸配制稀硫酸的主要步骤有：计算、            、混匀、冷却至室温装瓶，并贴上标签。

维生素C易溶于水，水溶液显酸性，易被氧气、碘氧化；某同学为了探究VC的性质，进行了如下实验.
Ⅰ、用某制药厂生产的VC片（每片含VC0.1g及不溶性辅料）配制0.5%的VC溶液。
（1）若取5片VC片，应大约去蒸馏水           mL.(取整数)
（2）除去浑浊液中的不溶性辅料，得到澄清的VC溶液，其操作名称是                 。
Ⅱ、设计实验证明VC溶液具有酸性。
（3）限用试剂：无色酚酞试液、稀氢氧化钠溶液。请你完成下表。

实验步骤	预期现象及结论
	，说明VC溶液具有酸性

 Ⅲ、探究VC溶液在一定温度下（18℃）露置时间对VC含量的影响，采用控制变量法进行试验，具体如下表所示。

实验序号	碘水浓度及用量	0.6%淀粉溶液	VC溶液恒温露置时间/h	蓝色消失需要VC溶液滴数
①	0.06%、4.8mL	3滴	0	10
②	0.06%、4.8mL	3滴	12	12
③		3滴	24	18
④	0.06%、4.8mL	3滴	36	41

 
（4）实验③中碘水的浓度及用量分别是                            。
（5）VC质量分数随露置时间（0——36h）的变化图像，正确的是          （填字母标号）  
 
（6）为了提高定量探究vc溶液的准确性。配制VC溶液时，必须先除去溶解在蒸馏水中的少量氧气，具体处理方法是                             。         

某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银，取少量该残液样品，分别盛在 $A$、 $B$两支试管中，再分别加入不同质量的黄铜片（铜锌合金），充分反应后过滤，分别取滤渣工滤液进行下表所示实验．请你参与实验探究：
（1）用化学式填写下列实验报告中的空格：

实验操作	实验现象	分析与结论
①将 $A$试管滤出的滤渣洗涤后，取样，再加入稀盐酸	有无色气泡产生	从 $A$试管得到的滤渣的成分是
②取少量 $B$试管得到的滤液，滴加少量稀盐酸	无明显现象	从 $B$试管得到的滤液中的溶质一定有，可能有

（2）若要验证 $B$试管得到的滤液中可能含有的溶质，可以采用的物理方法是；可以采用的化学方法是向滤液中加入（填写一种物质的化学式），并观察现象．

小张同学得知我国早在西汉时期，就能利用铁单质与硫酸铜溶液反应制取铜，其反应的化学方程式为．他利用硫酸铜进行趣味实验，将浸泡了色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃，观察到滤纸颜色变白，由湿变干后燃烧．在燃烧后的灰烬中出现红色固体．他很好奇，进行了相关探究，请你参与并填写有关空白．
【提出问题】
红色固体是什么物质？它是如何产生的？
【查阅资料】
（1）温度达200℃时， $CuS{O}_4$开始分解生成 $CuO$和另一种氧化物；此反应前后各元素的化合价保持不变．
（2）温度超过1000℃， $CuO$才分解生成氧化亚铜（ $C{u}_{2}O$）； $C{u}_{2}O$呈红色．
【作出猜想】红色固体①可能是 $Cu$；②也可能是 $C{u}_{2}O$；③还可能是的混合物．
【实验探究】
（1）取红色固体观赏，呈亮红色；
（2）取少量红色固体于试管中，加入稀硫酸，固体不溶解，溶液仍为无色．
【分析推理】
（1）请教老师后得知，如有 $C{u}_{2}O$存在，加入稀硫酸会发生如下反应： $C{u}_{2}O+H_{2}S{O}_4=CuS{O}_4+Cu+H_{2}O$结合实验探究的现象，确定亮红色固体为，同时也说明滤纸燃烧时的温度低于（填序号）
A.200℃        B.1000℃
（2）滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的，经分析，产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的 $CuO$发生反应，生成亮红色固体和二氧化碳，请写出该反应的化学方程式．
【交流讨论】
（1）将浸有硫酸铜溶液的滤纸点燃，刚开始不能燃烧，是因为．
（2）此实验中， $CuS{O}_4$受热分解生成 $CuO$和（填化学式）．

如图所示，某实验小组进行以下实验：

（1）上述实验进行对比的目的是 _________ ．
（2）实验后，将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中，溶液无色．再向其中加入一定量的碳酸钠溶液（提示：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl），所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况，请补充完整（酚酞省略不写）：①NaCl；② ________ ；③ _______ ；④ _________ ．若该混合物中溶液无色，选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况，写出所加试剂，预期现象和结论．

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。
（1）则NaOH变质反应的化学方程式为         。
【查阅资料】
①碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L^－1。
【实验探究1】
（2）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
(a)取少量样品溶于水，加入      ；	有白色沉淀产生	该反应的化学方程式为
(b)静置，向         。		证明猜想Ⅱ成立

【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：

①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（3）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是         。
（4）B中集气瓶盛装的X溶液应为         溶液。
（5）试管中原有的空气对实验结果         （选填“有”或“没有”）明显影响。
（6）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为         （精确至1%）。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体，小亮明设计了如下图所示的实验流程。

（7）操作②的名称是         ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是        。
（8）该实验中发生反应的化学方程式为         。
（9）最终所得氢氧化钠固体的质量     变质样品中氢氧化钠的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【反思与交流】
（10）敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质，所以试剂瓶要         塞密封保存。
（11）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有        （填数字序号）；
①选择试剂种类          
②确定试剂用量      
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计  
⑤实验安全环保      
⑥测量中减少误差
（12）【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，它们分别是         。

老师在装有酸的储物柜中发现一瓶没有标签的溶液，让同学们鉴定该溶液是否为盐酸溶液。

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取少量待测液体与试管中,滴加几滴石蕊溶液		溶液呈酸性
2．取少量待测液与试管中,滴加 溶液	产生了白色沉淀	该待测溶液为盐酸
3．往上述2中的沉淀滴加 溶液

写出上述操作2中所发生的化学方程式:                                        。

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】检验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：__                          _。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置， __                 __	__             __	该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体(以下用R表示)的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积(气体不溶于植物油)，从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中R的质量分数。实验装置(气密性良好)如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为__               __，反应一段时间后，当观察到__            __(填实验现象)，才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是_          _            _。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为__         __mL。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2g·L^－1，通过计算，样品中R的质量分数为__            _。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中R的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：_                         _(写一个)。

随着人们对酒驾危害认识的加深，司法机关对于酒驾、醉驾的处罚将日趋加重。醉酒的原因是酒中含有的乙醇对人的神经系统有刺激作用。交警对呼气酒精检验的原理是：橙色的K₂Cr₂O₇酸性溶液遇乙醇会迅速变成蓝绿色。
白酒是乙醇的水溶液，酒中的乙醇在微生物作用下能被氧化成乙酸。小刚家有一瓶密封存放的白酒，他想知道该白酒的组成情况，于是进行如下实验探究：
【提出问题】该白酒中的溶质主要有哪些？
【查阅资料】材料一：乙醇（C₂H₅OH），俗称酒精，易溶于水，水溶液呈中性。在加热条件下，可以把氧化铜还原为单质铜。
材料二：乙酸（CH₃COOH），又名醋酸，易溶于水，具有酸的通性。
【提出猜想】猜想1：只有乙醇
猜想2：只有乙酸
猜想3：                                    
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量白酒于试管中，滴入几滴橙色的K2Cr2O7酸性溶液		猜想3成立
②

【实验反思】操作①能否改为“将加热后的表面有黑色氧化铜的铜丝插入盛有白酒的试管中”？        ，理由是                                                                     。

“五·一”小长假后，小刚和小敏带着快乐的心情返回学校。当他们来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，由此，激发了他们的探究欲望。
【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质？
氢氧化钠露置在空气中变质的原因是                   （用化学方程式表示）。
【提出猜想】猜想一：没有变质；
猜想二：部分变质；
猜想三：全部变质。
【实验探究】小刚和小强设计了如下实验方案：
小刚：取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后，滴入几滴酚酞溶液，若观察到溶液变红色，证明该瓶氢氧化钠固体没有变质。
小敏认为小刚的结论是错误的，理由是                                     。
于是小敏进行了如下实验：

（1）上述实验操作④的名称           ，其中玻璃棒的作用            。
（2）步骤③中加过量氯化钙溶液的目的是                                    。
（3）步骤⑤中，小敏用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=10，
他判断猜想二是正确的。对他的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是   。

A．方法正确，结果正确，且结论正确

B．方法正确，结果正确，结论不正确

C．方法不正确，结果偏大，但结论正确

D．方法不正确，结果偏小，但结论正确

【交流反思】
（1）在实验室里氢氧化钠需要密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓硫酸需要
密封保存的原因                                                。
（2）下列物质能替代小敏实验中CaCl2溶液的是                (填序号)。
①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液、③Ca(OH) 2溶液、④Ba(OH)2 溶液。