初中化学生活污水和工业废液的危害探究题

某校兴趣小组进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；猜想二：氢氧化钠溶液；猜想三：碳酸钠溶液。
【实验推断】（1）小华取样滴加无酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是__________溶液。
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有__________产生，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。
（3）小军认为小刚的结论不完全正确，理由是在空气中变质的氢氧化钠与盐酸反应也能产生气泡。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有______产生，设计这一步骤的目的是________；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是__________。
【探究启示】实验取完药品后应__________。

某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧，他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究：
实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
查资料：Na₂O+H₂O=2NaOH
提出假设：燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么？
假设1：白色物质是Na₂O。
假设2：白色物质是N_a2CO₃
假设3：。
设计实验方案，验证假设

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质是Na2O。
方案2	①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入适量BaCL2	有白色沉淀生成	白色物质是Na2CO3
②静置片刻，取上层清液于试管中……	……。

思考与交流：
（1）甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是
（2）根据方案2的结论，补齐方案 2中②的实验操作，并写出相应的实验现象。
实验操作：实验现象：
（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，你填（同意或不同意）该同学的观点，
并简述理由：
（4）根据假设2，写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式：。

某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
（1）下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入（填序号）。

（2）普通干电池的构造示意图如图。

①电池中的石墨表现出优良的性；石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是不同。
②普通干电池使用时化学能转化为能；
（3）小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]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
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验：

[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是，操作②的名称是。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时（如图③所示），会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体；再将灼烧所得残渣进行操作④时，试管中产生的气体能使带火星的木条复燃，写出操作④中反应的化学方程式。
由此得出结论：滤渣中除含有MnO₂外，还含有黑色粉末。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH₄Cl，还是ZnCl₂？
操作1：取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管，并加热。未能闻到明显的刺激性气味，但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间，试纸变蓝色。
操作2：向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入，观察到。
实验结论：该滤液中仅含有少量的NH₄Cl，主要成分是ZnCl₂。
（4）如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时，H₂和O₂反应生成水，同时提供电能，溶液的pH（填“变大”、“变小”、“不变”）。

实验课上，张影同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液，生成白色沉淀，过滤后得到无色溶液，他说：“我制得了氢氧化钠溶液！”
（1）余承骏同学却说：“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。”他做了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取无色溶液少许，滴入2滴无色酚酞试液	无色酚酞试液变红	无色溶液中含有氢氧化钠

宋楷认为余承骏的实验方案不严密，不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠，理由是。
（2）宋楷设计了另一个实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量样品于试管中，加入足量的CaCl2溶液 ②过滤，向滤液中滴加几滴硫酸铜溶液	③ ④有蓝色沉淀生成	无色溶液中确实含有氢氧化钠

（3）宋楷的实验可靠性高的原因是。

(10分)小强将买来的排水口洗净剂(主要成分:过碳酸钠、柠檬酸)洒在厨房排水口网状盖的底部，倒上温水后有气泡冒出。他对所产生气体的成分及排水口洗净剂主要成分进行探究。
【探究活动一】
老师提示：排水口洗净剂与水作用的生成物中有两种常见的气体。小强设计并进行如下图所示的实验。

实验现象：A中有气泡产生；B中的澄清石灰水变浑浊；C中收集到的气体能使燃着的木条燃烧更旺。由此得出结论：生成的两种气体分别是：和。B中有关反应的化学方程式为。
【探究活动二】
老师提供了一瓶过碳酸钠(Na₂CO₄)，引导小强进行如下实验探究：

根据上述实验结果得出结论：无色溶液x中含有的一种溶质是。根据质量守恒定律，小强对溶液x中还可能存在其它溶质作出如下猜想：
①Na₂CO₃②NaHCO₃ ③Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物。
资料摘要I：氯化钙溶液呈中性；氯化钙溶液与碳酸氢钠溶液混合不发生反应；氯化钙溶液与碳酸钠溶液混合后发生如下反应：Na₂CO₃ + CaCl₂= CaCO₃↓+ 2NaC1
资料摘要Ⅱ：NaHCO₃溶液呈碱性；碳酸氢钠、碳酸钠分别与足量的酸反应产物相同。
实验验证：

实验步骤	实验现象	实验结论
a、取上述无色溶液X少量于试管中，至不再冒气泡为止，加入足量的氯化钙溶液	产生白色沉淀	无色溶液X中含有
b、取步骤a所得上层清液少量，滴加		无色溶液X中不含

综合上述两个探究活动的结果，小强明确了上述猜想(填序号)是正确的。

实验室中为了鉴别2瓶失去标签的NaOH溶液和Ca(OH)₂溶液，进行如下实验：
（1）各取2mL溶液于试管中，分别滴入Na₂CO₃溶液，现象，是Ca(OH)₂溶液，反应的化学方程式。
（2）各取2mL溶液于试管中，通入CO₂也能鉴别出来。若不采用化学药品制取CO₂，则我的操作是。
（3）NaOH溶液中通入CO₂无明显变化，在反应后的溶液中加入下列物质仍不能证明NaOH与CO₂反应的是。
A、稀盐酸B、Ba(OH)₂溶液C、酚酞溶液
（4）NaOH溶液中通入少量的CO₂后，所得溶液的溶质：
可能是Na₂CO₃，也可能是。

操作	现象	结论
①向反应后的溶液中加入足量的溶液；	溶液变浑浊	溶质是 Na2CO3
②静置后，用玻璃棒蘸取上层清液，滴在pH试纸上。	pH7

小明同学发现“旺旺雪饼”的包装袋内有一个“小纸袋”，上面写着“食品保鲜剂”，他很好奇，想和同学们对“食品保鲜剂”的成分进行探究。

【发现问题】“食品保鲜剂“的成分是什么？
【查阅资料】a.食品保鲜剂是利用其中的有效成分吸收空气中的氧气或水蒸气，防止食品变质；
b.初中阶段学习过的能吸收氧气或水蒸气的物质有：
①氢氧化钠 ②生石灰 ③铁粉 ④浓硫酸
【初步探究】同学们经过讨论，一致认为不可能是浓硫酸和氢氧化钠，理由是（1）_________________；同学们打开小纸袋．发现袋内固体为白色，则该保鲜剂的有效成分一定不是（2）_______；
【继续探究】同学们对袋内物质的成分继续探究：

步骤一：取少量样品于烧杯中，加入适量的水，搅拌，用温度计测温度，发现温度升高，该样品中一定含有的物质是（3）_________；
步骤二：过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，观察到的现象是（4）______________________，该样品中一定含有的物质是碳酸钙。向滤液中通入二氧化碳气体，溶液中出现白色浑浊，则该样品中一定含有氢氧化钙。此结论（5）______（填“正确”或“不正确”），理由是（6）______。
【拓展应用】食品保鲜剂除了能够吸收氧气或水蒸气外，还应具备一些要求，如：无毒、（7）________（写一点）等。

某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一瓶溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；猜想二：氢氧化钠溶液；猜想三：碳酸钠溶液。
【实验推断】（1）小丽取样滴加无酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是溶液。
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有产生，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有产生，设计这一步骤的目的是；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是。
【探究启示】实验取完药品后应。

实验室里有一瓶标签残缺的试剂瓶，标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如下图所示），某兴趣小组对其组成进行如下探究。

【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【查阅资料】
Ⅰ.初中化学中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃，其中一 种物质的类别有别于其它三种物质，该物质是 ⒀。
Ⅱ．NaHCO₃的水溶液呈碱性。
Ⅲ.室温（20℃）时，四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaHCO3	NaCl	NaOH	Na2CO3
溶解度g/100g水	9.6	36	109	215

【资料分析】
依据上述资料分析该瓶试剂不可能是碳酸氢钠的原因是 ⒁。
【实验探究】
实验1：
实验测得该溶液的pH＞7，则这瓶试剂也不可能是氯化钠。
实验2：
为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，又进行了如下实验：
取少量溶液于试管中，滴加足量的盐酸，有气泡产生，得出结论，该溶液是Na₂CO₃溶液。写出上述反应的化学方程式：⒂。有同学对上述结论提出质疑，他认为该溶液可能由 ⒃组成,并设计如下实验。
实验3：
另取样，加入过量的CaCl₂溶液(呈中性)，观察到有白色沉淀产生，设计这一步骤的目的是 ⒄；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色；得出结论，该同学的假设成立。
上述实验中，证明所加氯化钙溶液是过量的方法是 ⒅。

有一固体混合物M，已知其中可能含有Ba（OH）₂、Na₂CO₃、Na₂SO₄、NH₄Cl、FeCl₃五种物质中的两种或多种。某同学按照下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有可能发生的反应都恰好完全进行）。

试根据实验过程和现象做出判断，填写以下空白：
（1）气体A的化学式 ；把气体D通入紫色石蕊试液中，石蕊变色。
（2）写出过程②发生反应的化学方程式。
（3）原混合物M里，还不能确定的物质是（写化学式），
要确定它是否存在，请简述你的设计方案：。
（4）农业生产中常用铵态氮肥补充土壤中的氮元素，根据实验步骤①带给你的启示，请你为使用铵态氮肥提出合理化建议：。

【问题情景】某化学实验小组的同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望：生成了什么气体？
【提出猜想】从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂。
【查阅资料】SO₂易溶于水，它能与NaOH溶液反应，生成Na₂SO₃。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是。
（2）乙同学认为是SO₂，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式。
（3）实验小组同学合作设计了如图组合实验方案，排除和验证猜想的气体。

如果放出的是O₂和H₂，你认为方案中的安全隐患是，丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，然后，若听到，方可采用上面的装置进行实验；如果听到，则不能采用上述装置。
【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。
（4）结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是。
（5）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有。（填物质化学式）
（6）不通过称量，如何判断SO₂与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了下图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需要补做的实验是。

某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究，请完成以下活动并回答相关问题。
【查阅资料】
天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢（主要成分为碳酸盐和碱）。有关物质的溶解性见下表（20℃）：

阴离子 阳离子	OH^-	CO3^2-	HCO3^-
Ca^2+	微溶	不溶	可溶
Mg^2+	不溶	微溶	可溶

根据上述物质的溶解性，小组同学确定水垢的主要成分中一定含有的两种物质是，可能含有Ca(OH）₂和MgCO₃。
【提出问题】水垢的主要成分中是否含有Ca(OH）₂和MgCO₃呢？
【实验方案1】确定水垢中是否含Ca(OH）₂

实验步骤	实验现象	结论
在少量研碎的水垢中，加入适量的蒸馏水充分搅拌，过滤，在滤液里加入Na2CO3溶液。	_______________	水垢中无Ca(OH）2

【实验方案2】确定水垢中是否含MgCO₃
利用下列实验装置，完成实验2探究。其主要实验步骤如下：

按上图组装后，将9.8g水垢试样放入锥形瓶中，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后精确称量D、E装置总质量为600.0g关闭止水夹K，加入足量稀盐酸溶液，待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，从导管a处再次缓缓鼓入空气，一段时间后称量装置D、E的总质量为604.4g（注意：碱石灰主要成分为CaO和NaOH的混合物）。
【实验讨论】
（1）加入药品前应；待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是。
（2）C装置的作用是： __。
（3）装置B中生成CO₂的质量为g。通过计算说明该水垢中（填序号）含MgCO₃。
A．一定B．一定不C．可能D．无法确定
【实验方案3】定量探究水垢中氢氧化镁的质量分数
另取质量为9.8g的水垢试样，加入7.3%稀盐酸与之恰好完全反应，测得消耗稀盐酸110 g。结合以上数据和实验结论，计算水垢样品中氢氧化镁的质量分数（写出计算过程，结果保留1位小数）。
【反思】缺少F装置会使所测水垢样品中氢氧化镁的质量分数 _____________（填写“偏大”或“偏小”或“不变”）。

实验室有两瓶没有标签的液体，分别是碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液。为了鉴别这两种溶液，小明同学进行了以下实验：
（1）分别取两种溶液于两支试管中，各滴入一定量的氯化钡溶液，观察到一支试管中出现白色浑浊，反应的化学方程式为。
（2）实验结束后，小明同学将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，于是将废液进行了过滤，并对滤液的成分进行了如下探究：
【提出问题】滤液中除水外，还含有那些物质呢？
【提出假设】
假设1：可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾
假设2：可能含有氢氧化钾、氯化钾
假设3：可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钡
你认为小明同学的以上假设中，不合理的是，理由是。
你认为还可能有的假设是。
【实验设计】设计一个简单的实验，证明你的假设是正确的。

实验步骤	实验现象	实验结论
		假设正确

在实验研究中，同学们对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定。
【查阅资料】
①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
②饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳气体；
③碳酸氢钠可与盐酸反应：NaHCO₃+HCl→NaCl+H₂O+CO₂↑
根据以上资料，设计下列实验：
【实验分析】用下图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量。
①装置A中氢氧化钠溶液的作用是（32）。

②C中观察到有沉淀产生，反应的化学方程式为 （33）。
③实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用：（34）。
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，其中氧化钙吸收水反应的化学方程式为（35）。
【解释与结论】实验测得如下数据:

实验次数	样品质量（g）	所用盐酸质量（g）	所得沉淀质量（g）
第一次	6.8	40.0	1.62
第二次	6.8	40.0	1.66
第三次	6.8	40.0	1.65

欲计算样品中碳酸钙的含量，应选择的数据是（36）。
【反思与评价】
①有人认为不必测定C中沉淀的质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，同样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果偏高，原因可能是（37）。
②有同学设计出提高测定准确度的方法。下列各项措施中，不合理的是（38）（填序号）。
Ⅰ.在加入盐酸之前，排净装置内含有的CO₂气体
Ⅱ．把盐酸换成稀硫酸
Ⅲ．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

结合教材中关于二氧化碳收集方法的描述：二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集。某化学小组分成两组进行实验，研究是否能用排水法收集二氧化碳的问题。
[查阅资料]二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
[知识储备]写出下列化学方程式：
①实验室制备二氧化碳的反应。
②二氧化碳与水反应。
（1）实验一：
步骤一：室温下，取大小相同的两个集气瓶，用向上排空气法收集两瓶二氧化碳气体，小心地由瓶壁向瓶中各加入半瓶蒸馏水，瓶1用玻璃片盖好，瓶2盖上胶塞迅速振荡后，取下胶塞盖好玻璃片，两瓶静置相同的时间。
步骤二用燃着的木条同时伸入两瓶，观察到瓶1中的木条熄灭比瓶2中的快。
[实验结论]该实验说明，二氧化碳溶于水的量的多少与（填字母序号）有关。

A．水量的多少	B．水的温度
C．气体与水的接触面积	D．气体与水的接触时间

[实验二]

室温下，用图1所示装置向试管内长时间通入二氧化碳；用图2所示装置，收集一瓶二氧化碳。用pH计测得室温下三种液体的pH，记入下表。

液体	所用蒸馏水	试管内	烧杯内
pH	a1	a2	a3=6.94

[实验结论]
由a₃数据可知，用图2所示装置收集二氧化碳时，二氧化碳在水中溶解的量很小。
根据上述结论，推测a₁、a₂和a₃由小到大的顺序是。
[反思与交流]饱和碳酸氢钠溶液的作用是。
[实验结论]用图2所示装置，可以收集二氧化碳。