初中化学生活污水和工业废液的危害探究题

物质除杂是化学实验中经常遇到的问题。
【方法探究】为除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，小明设计了两种方案。
方案A：
方案B：
【方法提炼】上述两种方案体现了物质除杂的不同思路：
思路一：将杂质直接转化为所需物质；
思路二：将所需物质转化为中间物质，再将中间物质转化为所需物质。
【方法运用】
运用思路一：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡，先加足量的水溶解，再向溶液中加入适量的（9）溶液，过滤、蒸发，即得氯化镁固体。
运用思路二：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。

Ⅰ．操作a、b的名称是 （10） ，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 （11）。
Ⅱ．步骤①中反应的化学方程式是（12），滤液B中一定含有的溶质是（13）；
Ⅲ．步骤②中加入的甲溶液是 （14）（填化学式）溶液。
Ⅳ．步骤③加入过量的盐酸溶液是否会影响氯化镁的纯度？理由是（15）。

实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．

小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是（）
A．酸 B．碱 C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
ⅡNa₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9．6

小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验．

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
①取少量溶液于试管中，②滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
③把产生的气体通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水变浑浊	猜想②正确． 反应的化学方程式：

(7分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气（提示：CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂↑）。探究小组的同学把一定量的CaH₂加入足量水中，充分反应后，向其中加入Na₂CO₃溶液，反应后过滤，得到滤渣和滤液。准确称量滤渣的质量，并检验滤渣的成分是碳酸钙。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】

猜想一：NaOH	猜想二：NaOH、Ca(OH)2
猜想三：NaOH、Na2CO3	猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2

经过讨论，大家一致认为其中一个猜想不合理，你认为是猜想______不合理。
【实验验证】

操作	现象	结论
①取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想________不成立
②另取少量滤液，向其中滴入足量稀盐酸	________________	猜想一成立

【定量探究】过滤所得滤渣的质量为10g，求反应所得滤液中的溶质质量。

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。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加一定量的稀盐酸后，发现忘记滴加指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。
（1）写出该中和反应的化学方程式____________________________________。
（2）探究烧杯内溶液中溶质的成分：
【作出猜想】
（A）溶质可能是CaCl₂与Ca（OH）₂
（B）溶质可能是CaCl₂
（C）溶质可能是CaCl₂与HCl
【查阅资料】CaCl₂溶液呈中性
【实验设计】
①取少量烧杯中的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想（A），你认为排除猜想（A）的理由是_____________。
②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验，填写以下表格：

实验步骤	预计现象	预计结论
取少量反应后的溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液		猜想（B）正确
	猜想（C）正确

【交流反思】
为确定猜想（C）正确，下列几种实验方案不合理的是__________（填字母）。
A．取反应后的溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液变红色
B．取反应后的溶液于试管中，加入锌粉冒气泡
C．用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液，涂抹在pH试纸上，测溶液的pH <7
D．取反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，生成白色沉淀

小宁和小明同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞试液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红．碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH﹣，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？小宁设计了如图三个实验，请小宁、小明和你一起探究并完成下列问题：

（1）Na₂CO₃属于（填“酸”、“碱”、“盐”）；
（2）实验Ⅰ的目的是为了；
（3）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小明同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为小明的理由是；
（4）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，震荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl₂溶液后，震荡，红色逐渐消失，同时还观察到生成了（提示：CaCl₂溶液呈中性）由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：溶液中的CO₃^2﹣使酚酞试液变红；
（5）小明同学在和老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH^﹣．”你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^﹣的原因是与H₂O发生反应产生．

（6分)实验室里同学们正在探究氢氧化钠与硫酸能否发生化学反应。
【探究活动1】菲菲同学进行了如下实验。

她观察到的现象应该是（1）。
她认为此现象说明生成了硫酸钠，因此能证明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
【评价与交流】请你评价她的实验结论（2）。
【探究活动2】琪琪同学为了证明同样的问题进行了另一个实验：

【搜集证据】滴人酚酞后观察到（3），滴入适量稀硫酸后观察到（4）。
【解释与结论】用化学方程式表示滴入稀硫酸后产生现象的原因（5）。
据此琪琪同学证明了氢氧化钠与硫酸能发生反应。
【反思与总结】由上述探究活动我们可以认识到，在判断一个反应能够发生时，如果不能证明有其它物质的生成，则应（6）。

某化肥KNO₃样品在运输存放过程中可能混进了NH₄NO₃、NH₄HCO₃、KCl三种物质中的一种或几种，现按如图所示进行检验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）。试根据实验过程和发生的现象回答下列问题：

（1）气体A的气味为。
（2）实验步骤③的现象说明化肥中一定不含有的物质是。
（3）实验证明，溶液D中一定存在的溶质是（写化学式）。
（4）实验过程①中发生反应的化学方程式为。
（5）实验步骤④的现象（填“能”或“不能”）证明KCl一定混进了化肥中，请说明判断理由；
为进一步确定其存在，可以对以上实验进行改动，具体做法是。

在化学实验室，某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块。于是对其成分进行科学探究，请你一起完成探究的过程。
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】结块后的固体成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：固体为碳酸钠
猜想二：固体为碳酸钠和氢氧化钠。
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因_____________________________________。
【查阅资料】BaCl₂溶液pH=7
【实验探究】从瓶中取出一定量的固体，加入足量水溶解，再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管，进行如图所示实验。

甲同学根据实验现象，认为结块固体中有碳酸钠和氢氧化钠。
【实验分析】
（1）根据甲同学的实验结论可知，三支试管中观察到的实验现象分别为：A试管中________________，B试管出现大量气泡，C试管中出现白色沉淀；
C试管中现象产生的原因是（用化学方程式表示）___________________________。
（2）乙同学认为甲同学的结论是不正确的，原因是_______________________________。
【实验设计】请你设计合理的实验方案，填入下列表格中。

操作	现象	结论
取少量结块固体于试管（或烧杯）中，加水使其完全溶解，__________________ ______________________ _____________________	_______________________	固体为碳酸钠和氢氧化钠

Ⅱ固体中各成分含量
为确定该固体样品中Na₂CO₃的质量分数，小芳同学称取2 g样品，利用A为Y形管、B为量气管、C为水准管作为主要反应容器，进行了如图（I）所示实验。

（1）在量气管内水面上架一薄层油，目的是__________________________。
（2）使样品与稀硫酸反应的操作为 __________________________________。
（3）实验结束后，小芳同学读出量气管中的气体体积为22.4ml（已知该温度压强下，CO₂的密度为1.965 g/L），请你计算出样品中Na₂CO₃质量分数。（写出计算过程）
（4）小明同学设计如图（Ⅱ）装置，分别测定反应前、反应后仪器以及仪器内物质的总质量，进行有关计算，实验操作中没有失误，多次测量的结果均偏大，你认为可能的原因是________________________。

两个化学兴趣小组分别进行以下3个实验：
①MgSO₄溶液和NaOH溶液反应；
②稀H₂SO₄和BaCl₂溶液反应
③稀HCl和NaOH溶液反应（用酚酞试液作指示剂）
实验结束后，同学们发现本组废液缸里废液颜色与另一小组不一样，在征得老师同意后，两组同学各自对本小组的废液进行探究：
【提出问题】废液缸里的废液成分有什么？
【查阅资料】微溶物质在反应物中视作可溶物，在生成物中视为不溶物。
【实验探究】
（一）第1小组的探究：
1．小东首先把呈浑浊状态的废液进行分离，得红色澄清滤液和滤渣。
2．小刚认为无需进行实验，就能判断出滤渣中含有BaSO₄、Mg(OH)₂两种沉淀，他的理由是，请你写出生成其中一种沉淀的化学方程式：。
3．小西对滤液成分（除酚酞、水外，下同）进行分析，认为滤液中一定含NaOH和NaCl，并对可能有的成分提出如下猜想：
猜想1：滤液中含有BaCl₂
猜想2：滤液中含有Na₂SO₄
猜想3：滤液中含有BaCl₂、Na₂SO₄
（1）小强认为猜想3是不成立的，因为；
（2）小雨取少量滤液于试管中，滴加溶液，出现的现象是，证明猜想2成立。
（二）第2小组的探究：
第2小组首先对废液进行了分离，得无色滤液和少量滤渣，然后取少量滤液于试管中，逐滴滴加Na₂CO₃溶液，并根据实验结果绘制成下图。请据此判断，滤液一定含有的离子是（填离子符号），实验过程中滤液颜色的变化为。

【交流反思】实验结束后，同学们一致认为实验后的废液要进行处理才能排放，否则会对环境造成污染。

化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液（如图所示），其中4、5号试剂瓶标签破损。

【提出问题】这两瓶试剂分别是什么？
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠（Na₂SO₃）溶液、Na₂CO₃溶液都能与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应，产生白色沉淀。
②Na₂SO₃+2HCl=2NaCl+SO₂↑+H₂O。
③CO₂与SO₂均可以使澄清石灰水变浑浊，SO₂是一种有刺激性气味的气体。
【作出猜想】4、5号溶液可能分别是NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₃或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中，然后分别进行下列三组实验。
实验1：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的号溶液，两试管中的溶液均变成红色，说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的溶液。
实验2：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液，两试管中均产生白色沉淀，4、5号溶液可能分别是Na₂SO₃溶液和Na₂CO₃溶液中的一种。写出其中一个反应的化学方程式。
实验3：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液，在盛4号溶液的试管中有现象，说明4号是Na₂CO₃溶液；在盛5号溶液的试管中有现象，说明5号是Na₂SO₃溶液。
【实验反思】同学们经过分析，认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案，完成实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
		4号溶液是部分变质的NaOH溶液。

化学兴趣小组利用废烧碱（含少量Na₂CO₃、NaCl、MgCl₂、CaCl₂等）制Na₂CO₃·10H₂O。
【制取流程】

【相关资料】①Na₂CO₃+H₂O+CO₂＝2NaHCO₃
②2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
③在NaHCO₃溶液中加入BaCl₂溶液，可发生反应：2NaHCO₃+BaCl₂＝BaCO₃↓+2NaCl+ H₂O+CO₂↑
④碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的晶体如下图所示：

【问题讨论】
（1）滤渣主要成分为Mg（OH）₂和，产生Mg（OH）₂的化学方程式。
（2）操作Ⅰ需使用的玻璃仪器有：烧杯、和玻璃棒。
（3）取少量溶液B，加入BaCl₂溶液，充分混合，若观察到（填现象），则溶液B中含NaHCO₃。
（4）结晶后，过滤时的温度须低于℃。
（5）“母液”不能沿流程中虚线路径循环使用，原因是（选填序号）。
①“母液”不含Na₂CO₃
②“母液”多次循环后，NaCl含量增加
【组成确定】
（6）取少量粗产品，加水溶解，加足量（选填数字序号，下同），充分搅拌，再加少量，无沉淀，证明其中不含NaCl。
①AgNO₃溶液 ②稀盐酸 ③稀硝酸
（7）兴趣小组同学取32.8g干燥粗产品，用如图所示装置（夹持仪器省略）进行实验：

查阅资料1：Na₂CO₃·10H₂O加热至32℃，开始分解失水，充分加热可完全失水；NaHCO₃50℃时开始分解270℃时完全分解；Na₂CO₃受热不分解。
查阅资料2：Ba(OH)₂溶液能吸收CO₂：Ba(OH)₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O
①实验前要先，再装入粗产品；
装置A的作用是。
②粗产品加热至270℃，据（填装置编号及现象），可知粗产品中含NaHCO₃。测得C、D共增加m₁，E质量增加m₂，则m₁∶m₂（填“＞”、“=”或“＜”）9∶22。
实验测得m₂＝1.1g，则可推算32.8g粗产品中含有NaHCO₃的质量为g。
③当加热至36℃时，测得B中剩余固体27.4g，则该剩余固体是（填化学式）和NaHCO₃的混合物。（此空2分）

某同学将光亮的镁条放入滴有酚酞的NaHCO₃饱和溶液中，产生大量气泡和白色固体，溶液红色加深。
一、溶液红色加深，则反应后溶液的碱性（填“增强”、“不变”或“减弱”）。
二、为确定气体和固体的成分，该同学进行了如下的探究。
（1）点燃产生的气体，火焰淡蓝色；将燃烧产物通入澄清石灰水中，无现象。则该气体为（写化学式）。
（2）对白色固体做出如下猜测并进行实验：
【猜测】
查阅资料1：Mg(HCO₃)₂能溶于水。
①白色固体可能是MgCO₃；
② 白色固体可能是；
③白色固体可能是MgCO₃和Mg(OH)₂。
【实验】
① 取洗净后的白色固体，加入足量的溶液，观察到，则白色固体一定含有MgCO₃。
查阅资料2：MgCO₃、Mg(OH)₂加热易分解，分别生成两种氧化物。
②为进一步确定白色固体的组成，该同学进行了定量实验：
称取干燥的白色固体22.6 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部先通过浓硫酸，浓硫酸增重1.8g，则白色固体中含有，再通过碱石灰，碱石灰增重8.8g，则固体中MgCO₃与Mg(OH)₂的质量比为。

如图是模拟海水制盐的流程

（1）为了证明第①步所加的Ca（OH）₂溶液已过量，某同学取少量①反应后的上层清液，向其中继续加入Ca（OH）₂溶液，若（填实验现象），则证明Ca（OH）₂溶液已过量．
（2）实验结束后，兴趣小组对滤液进行探究
【提出问题】滤液中除了含有水和氯化钠外，还含有哪些溶质？
【提出猜想】根据实验①②③的操作后，作出如下猜想
猜想一：由于在②中加入了过量的碳酸钠溶液，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，还仅含过量的．
猜想二：由于在①加入了过量的氢氧化钙，发生反应生成了氢氧化镁和氯化钙，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，只含有反应生成的氯化钙．
猜想三：由于②所加的过量碳酸钠在①之后，所加的碳酸钠把①中反应生成的氯化钙和过量的氢氧化钙全部除去，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，还含有．
【验证猜想】

步骤	实验操作	实验现象	推断
1	取少量滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，振荡，静置		滤液中还含有
2	取步骤1反应后的混合液过滤后，取滤液少量于试管中加入		滤液中还含有氢氧化钠

【实验结论】经过兴趣小组的实验分析，推出猜想三是正确的．
【反思与拓展】为了使制得的精盐水只含有水和氯化钠，步骤④的作用是除去杂质，请写出其中一个反应的化学方程式：．如果要将精盐水继续提纯成NaCl晶体，应进行操作．
【定量计算】若用上述NaCl晶体配制溶液，取一定质量的该溶液加入足量的AgNO₃溶液，所得AgCl沉淀质量等于原NaCl溶液质量．请计算原NaCl溶液中溶质的质量分数。

某校化学研究性学习小组的同学对一包因敞口放置已部分变质的氢氧化钠固体产生了兴趣，老师安排第一小组做除去NaOH溶液中Na₂CO₃的实验。第二小组同学做测定该混合物中NaOH质量分数的实验。请你参与他们的探究过程。
【知识准备】（1）氢氧化钠不能敞口放置的原因是：因为空气有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（2）判断氢氧化钠是否变质的方法之一是向样品中加盐酸，加入过量盐酸后看是否有气体生成，写出产生气体的反应化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（3）判断氢氧化钠是否变质的另一种方法是将样品溶于水，再向样品中加澄清石灰水，看是否变浑浊，写出产生沉淀的反应化学方程式是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.
Ⅰ、第一小组的同学取一定量的该固体溶于水，得到混合溶液，为了除去溶液中的Na₂CO₃杂质，甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列试剂进行实验。其中合理的是＿＿＿。
甲：适量稀盐酸
乙：过量KOH溶液
丙：适量Ca(OH)₂溶液
丁：适量CaCl ₂溶液。
Ⅱ、第二小组的同学讨论测定该固体混合物中NaOH质量分数的方案
【提出问题】样品中氢氧化钠的质量分数是多少？
【设计方案】小明同学：同学称取10g样品，加水配成溶液，在溶液中加入少量氯化钙。过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀0.1g。“能否用小明同学实验所得的数据计算出样品中氢氧化钠的质量分数？”，小刚思考后，觉得不妥,理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【解决问题】小刚和小明同学决定重新设计方案：称取8g样品配成溶液，向其中滴加5.11％的稀盐酸，直至无气泡放出，刚好用去稀盐酸100g，测出二氧化碳气体体积，换算出二氧化碳质量为0.88g。
①求：8g样品中碳酸钠的质量？（有情提醒：操作和换算均正确）
②计算氢氧化钠的质量分数：小明没有用到盐酸的质量，计算结果为 73.5%；小刚利用了盐酸的质量，计算结果为 50%。你支持谁的计算方法，并说明理由：。