初中化学生活污水和工业废液的危害探究题

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）．

同学们对Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红产生了兴趣。请你一同参与以下的实验探究。
【提出问题】碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH^﹣。Na₂CO₃属于（选填“酸”、“碱”、“盐”）；那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？
【进行实验】同学们取了三份酚酞试液进行下图实验

（1）实验I的目的是为了　　；
（2）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　　；
（3）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再滴加过量的CaCl₂溶液，振荡，红色逐渐消失，同时观察到生成　　。
【得出结论】溶液中的CO₃^2﹣使酚酞试液变红；
【交流反思】（4）老师看了同学们的探究结论说：“Na₂CO₃溶液使酚酞变红也是由于溶液中存在OH^﹣。”你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^﹣的原因可能是　　。
【拓展应用】同学们称取10g纯碱（杂质只有氯化钠）固体，将其加入50g稀盐酸中，恰好完全反应，使气体全部放出（忽略CO₂在水中的溶解），得到氯化钠溶液56.7g。请计算：①反应中产生的CO₂的质量；②纯碱中Na₂CO₃的质量分数。(请写出解题过程)

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）。

将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合后,过滤反应的混合物.某研究小组的同学们欲探究滤液中溶质的组成.请你一同参与探究并回答有关问题:
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性;氯化钠、氯化钡溶液显中性.
请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式.

【提出猜想】
猜想1:滤液中溶质是 $NaCl$;
猜想2:滤液中溶质是 $NaCl$和(填化学式)的混合物;
猜想3:滤液中溶质是 $NaCl$和 $N{a}_{2}C{O}_3$的混合物.
【实验探究】
（1）取少量滤液于试管中,滴加 $2^{~}3$滴无色酚酞试液,振荡,无明显现象.同学们认为猜想不成立.
（2）另取少量滤液于另一支试管中,滴加碳酸钠溶液,若有(填实验现象)证明猜想2成立.
【问题讨论】
（1）甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用碳酸钠溶液.你认为甲同学(填"能"或"不能")达到实验目的.
（2）乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液.你认为乙同学(填"能"或"不能")达到实验目的.

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 $CaC{l}_2$与 $Ca(OH{)}_2$　
（B）溶质可能是 $CaC{l}_2$
（C）溶质可能是 $CaC{l}_2$与 $HCl$

【查阅资料】 $CaC{l}_2$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

同学们在实验室用混合两种固体药品的办法自制"钾、氮复合肥料"，使用到的药品有 $KCl$, $K_{2}S{O}_4$, $N{H}_{4}HC{O}_3$, $N{H}_{4}Cl$。同学们制得了成分不同的"钾、氮复合肥料"，从中抽取一份作为样品探究其成分，请回答有关问题：
限选试剂：稀 $HCl$，稀 $H_{2}S{O}_4$， $BaC{l}_2$溶液， $AgN{O}_3$溶液，蒸馏水
（1）提出合理假设。所抽样品的成分有4总共可能：
假设1： $KCl$和 $N{H}_{4}HC{O}_3$；假设2： $KCl$和 $N{H}_{4}Cl$；
假设3： $K_{2}S{O}_4$和 $N{H}_{4}HC{O}_3$；假设4：。
（2）形成设计思路。
①甲同学先提出先用 $AgN{O}_3$溶液确定是否含有 $KCl$，你是否同意并说出理由：。
②乙同学提出先确定是否含有 $N{H}_{4}HC{O}_3$，则可以选择的试剂是。
（3）完成实验方案。请填写实验操作，与表中结论相符的预期现象。

实验操作	预期现象	结论
步骤1：		假设2成立
步骤2：

化学小组同学在实验室发现了三瓶无标签待区分的白色固体，标为A、B、C分别是碳酸钠、硫酸钠、碳酸钙中的一种。（提示：可溶性的钡盐有毒）

【提出问题】如何区分出三种物质?
【进行实验】甲、乙两位同学进行了如下实验：
步骤一：甲、乙的实验设计与操作相同，分别取A、B、C 瓶中的样品少量于试管中，试管编号对应记为1、2、3号，加等量的水，观察到2号中产生白色浑浊，1、3号中得到无色溶液。
步骤二：甲、乙的实验操作如下图所示：

【表达与交流】乙认为甲的实验无法区分1、3号溶液，理由是（1）
。
【证据与结论】经过思考，甲在步骤二的基础上，继续向1、3号管中加入足量稀盐酸，1号中产生的明显现象是（2），产生此现象的化学方程式为（3）。乙同学在区分1、3号中的溶液时选择的与甲不同类别的某试剂是（4）。两位同学通过实验都区分出了三种固体。请将三种固体物质的化学式分别标在广口瓶的标签上（5）。
【反思与评价】对比甲、乙的实验，请你从安全性、简约性的角度对甲或乙同学的实验进行评价 （6）。

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_________________。

医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给贫血患者补铁。某兴趣小组的同学对糖衣片中硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O）的组成进行了探究。
【查阅资料】
（1）白色的无水硫酸铜粉末遇水会变成蓝色的硫酸铜晶体。
（2）硫酸亚铁晶体加热先失去结晶水，高温继续分解产生一种金属氧化物和两种非金属氧化物。
（3）能使高锰酸钾溶液褪色的气体有二氧化硫、乙烯（C₂H₄）等。
（4）亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子。
【进行实验】
该兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O）样品按图1装置高温加热，使其完全分解，并对所得产物进行分析，利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体热分解获得相关数据，绘制成图2所示关系图。

【数据分析】
（1）图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有（填化学式，下同）；装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有；
（2）T₄℃时，硫酸亚铁晶体经完全分解后装置A中固体呈红色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，则装置A中红色固体是；
（3）兴趣小组的同学从理论上分析硫酸亚铁分解还生成另一物质SO₃，写出FeSO₄分解的化学方程式；
（4）请根据上述实验及图2中有关数据计算FeSO₄•xH₂O中的x。（写出计算过程）

【交流讨论】
（1）反应完全后仍要持续通入氮气，否则测出的x值会（填“偏大”“偏小”或“不
变”）；
（2）硫酸亚铁糖衣片的糖衣除了用于包装药物外，还可能具有的作用是。

．某同学把MgSO₄溶液、CuSO₄溶液中分别加入铁粉中（如图实验一），实验结束后，把①、②试管内的物质集中倒进一个烧杯中（如图实验二）。请你回答下列有关问题：

（1）实验一：发生反应的化学方程式是，从该实验可以得出三种金属的活动顺序从强到弱顺序是。
（2）为探究实验二烧杯中物质的成分，该同学又进行如下实验过程：

A．④的化学方程式是。
B．若现象a产生气泡，则固体A是，溶液A的溶质是；若现象a无气泡，则固体A是，溶液A的溶质一定含有，可能含有。

在学习盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液。同学们对该实验进行了一系列的研究。

探究一： M溶液中的溶质是什么？
【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：
①是_____________，②是CaCl₂
【收集资料】碳酸钠溶液与中性的CaCl₂溶液能发生复分解反应。
【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加___________	___________	猜想①正确

探究二：过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】猜想一：NaOH和Na₂CO₃；猜想二：____________；猜想三：NaOH
【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	“猜想一”不成立

他们的实验结论是否正确？_________________，理由是_________________。
【继续探究】设计实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCl2溶液，B中加入Na2CO3溶液	__________________ __________________	“猜想一”成立

【反思拓展】：在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑_____。

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)₂Na₂CO₃；
【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

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。

氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料。提纯含少量泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：

（1）操作①中必须用到的一种仪器是　　（填序号）。
A．研钵 B．量筒 C．烧杯 D．试管
（2）小燕完成该实验部分操作过程如图所示，其有明显错误（填字母序号）。

（3）操作⑤中容易造成食盐固体飞溅，为尽量减少飞溅，除连续搅拌外还可采取
等措施。
（4）实验结束后称量获得的精盐，并计算精盐的制得率，发现制得率较低，其可能原因是　（填序号）。
A．食盐没有全部溶解即过滤 B．蒸发时食盐飞溅剧烈
C．蒸发后，所得精盐很潮湿 D．器皿上沾有的精盐没全部转移到称量纸上
（5）小燕查阅相关资料得知：粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的MgCl₂、CaCl₂等可溶性杂质；为了得到较纯净的氯化钠，小燕将除去泥沙的“精盐”又作了如下处理（假定杂质只有MgCl₂、CaCl₂两种）：

①提供的试剂：Na₂CO₃溶液、K₂CO₃溶液、NaOH溶液、KOH溶液、饱和NaCl溶液。
从提供的试剂中选出a所代表的试剂是　　、　　。
②在滤液中加盐酸的作用是　　、　　（用化学方程式表示）。
（6）井水中也因为含有较多的MgCl₂、CaCl₂而不能直接饮用，上海世博园内安装的“直饮水”机，采用“活性炭+超滤层+紫外线”净水工艺。活性炭在此起作用。
（7）已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如右图所示。40℃时，100g蒸馏水中溶解g
硫酸钠达到饱和。将该饱和溶液升高温度至90℃，
观察到的现象是。

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么物质？
【猜想与假设】
猜想（一）：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl。
猜想（二）：废液中的溶质只有NaCl。
猜想（三）：废液中的溶质是NaCl和HCl。
猜想（四）：废液中的溶质是Na₂CO₃和NaCl。
【讨论与交流】
小明认为猜想（一）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（二），小强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。你认为小强的实验___ ___（填“能”或“不能”）验证猜想（二）的正确性，原因是____ _______________________ ______。
（2）小丽为验证猜想（三），选用大理石做试剂。若猜想（三）是正确的，验证时反应的化学方程式为________________________________。
（3）若验证猜想（四）是否正确，下列试剂中可选用的有__________（填序号）。
①氢氧化钠溶液 ②氯化钙溶液 ③稀盐酸 ④氯化钾溶液
【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。