初中化学生活污水和工业废液的危害探究题

(7分)某化学实验小组在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组同学进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组同学进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将试管内全部的物质集中倒进一个废液缸中。将废液缸中的物质进行过滤，得到滤液和沉淀。化学兴趣小组同学要探究得到的滤液中溶质的成分。
【提出问题】滤液里含有什么溶质？
【提出猜想】猜想①：；
猜想②：NaCl、Na₂SO₄；
猜想③：NaCl、Na₂CO₃；
猜想④：NaCl、Na₂CO₃、Na₂SO₄ ；
猜想⑤：NaCl
【实验探究】

（1）观察到现象a：只有气泡产生，则小组同学认为猜想③成立，他们的结论是否正确？
请说明理由；
（2）向滤液中加入过量BaCl₂溶液，若产生的现象b为：生成白色沉淀，然后加入足量的稀硝酸沉淀完全溶解，有气泡产生，则猜想____ 成立，上述实验过程中发生的反应的化学方程式为；若猜想④成立，则上述实验过程加入足量稀硝酸后观察到的现象为。
（3）经过讨论，小组同学一致认为猜想③成立。要把废液变为中性才能排放，应如何处理废液。

梧州市某中学化学兴趣小组的同学发现，熟鸡蛋在常温下放置一、两天后就会变臭了。富有营养而鲜美的鸡蛋，怎么会散发出臭味呢？同学们旋即对此进行了研究。
【提出问题】这种散发出刺激性臭味的无色气体是什么？它有怎样的性质？
【猜想假设】大家按照查阅到的鸡蛋中主要含有的元素是C、H、O、N、S的信息，及相应元素的化合价，列出了气体的可能存在形式分别有以下几组：
甲组—含碳化合物：CH₄、CO、CO₂
乙组—含氮化合物：NH₃、NO、NO₂
丙组—含硫化合物：SO₂、SO₃
虽然列出了上述可能，但大家都一致提议排除甲组的可能性，大家提出的理由是：__________________。
【查阅资料】

物质	NH3	NO	NO2	SO2	SO3
一些特性	碱性	在空气中会迅速变成NO2	红棕色	酸性，有刺激性气味，能使KMnO4溶液褪色	沸点44.8℃

根据所查阅的资料，大家进一步排除了NO、NO₂，理由是___________________；
也排除了SO₃的可能，理由是_____________________________________________。
【实验验证】
毫无头绪的同学们向老师请教，老师笑而不语，拿出了两集气瓶的气体M，告诉大家这就是该刺激性臭味气体的主要成分，具有可燃性，至于还有什么性质，让大家在注意防护和试验安全的条件下进行探究。
（1）小吴同学用针筒抽取了部分气体M，注入盛有石蕊试液的试管中，结果没有看到溶液变_________的现象，证明该气体不是NH₃；
（2）小周同学设法点燃了气体M，并拿一个干冷的小烧杯罩在火焰的上方，看到烧杯内壁有小水珠出现，说明了M气体中含有_______元素；燃烧后的气体带有刺激性，并能使另一个内壁沾有KMnO₄溶液的小烧杯，出现红色褪去的现象，说明M气体中还含有_______元素。
（3）为了进一步探究M气体的组成，小施将3.4g的M气体完全燃烧后，设法将燃烧后所得气体，全部通入如下装置进行中。（注：碱石灰为固体NaOH和CaO的混合物）

经充分吸收后称重，发现A装置增重1.8g，C装置增重6.4g。通过计算可知，除了上述小周确定的两种元素外，M气体中________（填“含”或“不含”）其他元素；并确定了M的化学式为___________。而上图中B装置的作用是___________________；D装置的作用是__________________。经过严谨的思考与细致的实验，同学们终于揭开了这种气体的组成。

某学校实验小组的同学，在实验室里将稀硫酸和氯化钡溶液混合后，发现产生白色沉淀，他们将反应后的溶液进行过滤，得到滤液，滤液中溶质的成分是什么呢？于是他们进行了如下探究．
【提出问题】反应后滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】端端同学认为反应后滤液中的溶质是HCl
默默同学认为反应后滤液中的溶质是HCl、H₂SO₄
硕硕同学认为反应后滤液中的溶质是H₂SO₄和BaCl₂
【探究与交流】(1)请说出端端同学猜想的理由_________________；
(2)上述哪位同学的猜想不正确；请说明理由_________________；
(3)默默同学为了证明自己的猜想，向反应后的滤液中加入几滴石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红，于是认为自己猜想正确，请对他的结论进行评价_________________．
(4)经过同学们多次实验证明端端、默默的猜想都是错误的，滤液中的溶质应该是_________________．

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
取少量溶液于试管中，滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
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：

某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法。
【原理思路】利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数。（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如下图的实验装置。

①实验装置乙中盛放的试剂为　　。
装置丁中碱石灰的作用是　。（填字母）
A．吸收Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数　　（填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你认为他的理由是，应该将装置甲中双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞，并增加下图装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，目的是，其中NaOH溶液的作用是 。

（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应。证明CaCl₂过量（即Na₂CO₃已完全反应）的方法是: 静置，向上层清液中滴加溶液，如果没有白色沉100%=96.4%淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g，操作X的名称是，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数（填写“偏高”“偏低”或“不变”）。
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为　。（写出计算过程，结果保留至0.1%）

(8分)石灰石有许多重要的用途。
（1）以石灰石为原料，可以生产生石灰，生石灰可做干燥剂，某化学兴趣小组的同学对食品厂某批次包装完整、粉状的生石灰成分进行质量检测。
【提出问题】该批次的生石灰成分及含量是否与标签相符？
(标签如图所示)

【猜想与假设】固体成分为：
A：全部是碳酸钙和杂质 B：既有碳酸钙，也有氧化钙和杂质
C：全部是和杂质。
【设计并完成实验】

实验操作	实验现象	实验结论
第一步操作：取少量固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液	溶液变红	说明固体成分中一定含有
第二步操作：再取少量固体于另一试管中滴加过量稀盐酸	有气泡生成	说明固体成分中一定含有

【实验结论】该兴趣小组同学得出的结论：剩余固体成分与【猜想与
假设】中的(填A、B或C)相同。
【定量测定】称取10克该批次的生石灰样品，置于锥形瓶中，向其中缓慢加稀盐酸，直至无气泡产生，电子天平读数变小0.88克，将锥形瓶中残留物进行过滤、洗涤、干燥，得到固体质量为0.2克。

【问题讨论】由于生石灰与酸反应放出热量，导致水蒸气随CO₂一起从导管口逸出，这一因素使测得的生石灰的最终含量将(选填“偏小”“偏大”或“无影响”)。反应生成的CO₂也会代替原有的空气残留在锥形瓶中，这一因素对测定结果也有影响。
（2）实验小组的同学对实验室制取二氧化碳反应后的溶液进行了如下探究：
取大理石和盐酸反应且过滤后所得废液20克于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液的质量与生成沉淀的质量的变化关系如图所示。请根据图中信息计算废液中氯化钙的质量分数是多少？(写出计算过程)

某同学家中有一袋化肥，可能混入了其他化肥，且化肥包装袋上字迹模糊。该同学进行了如下探究，请你参与探究并填空：
【提出问题】该化肥中含有什么物质？
【收集信息】经询问得知，该化肥可能为铵态氮肥。
【提出猜想】该化肥所含的阴离子可能是Cl^－ 、CO₃^2－ 、SO₄^2－中的一种或几种。
【实验、记录与分析】

实验操作步骤	实验现象	实验分析
（1）取少量该化肥样品和少量熟石灰放在研钵中混合研磨		含有铵根离子
（2）另取少量该化肥样品于试管中，加入适量的水完全溶解，滴加足量的硝酸钡溶液，再滴加稀硝酸，过滤。	产生白色沉淀，沉淀不溶解	没有存在
（3）取（2）所得滤液少量于试管中，滴加		有Cl^－

【实验结论】若该化肥中只含有一种阳离子，则其中一定含有的物质是
（写化学式）。

人类的生存和发展离不开能源和资源。
（1）南京家用燃料的更新过程如下：

①下列有关家用燃料更新的理由，正确的是（选填字母）。
A．天然气属于可再生能源
B．气体燃料比固体燃料利用率更高
C．天然气作为燃料可避免温室效应的发生
D．煤仅仅用作燃料烧掉浪费资源
②已知：同温、同压下，气体体积比等于分子个数比；管道煤气的主要成分是一氧化碳。原本以管道煤气为燃料的家庭若要改用天然气，灶具的改进方法可为（选填字母）。
A．增大空气的进入量 B．增大天然气的进入量
C．减小空气的进入量 D．减小天然气的进入量
（2）水是生命之源，合理利用和保护水资源是我们义不容辞的责任。
①设法除去硬水中的，可以使硬水软化成软水。
②公共场所可利用“活性炭+超滤膜+紫外线”组合工艺获得直饮水，其中活性炭主要起作用。
（3）海水中有大量可以利用的化学资源，其中所含的氯化镁是金属镁的重要来源之一。从海水中提取金属镁，可按下图流程进行：

①下列有关说法正确的是（选填字母）。
A．步骤Ⅰ通过一步反应即可实现
B．步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁
C．步骤Ⅴ中化学能转化为电能
D．在此流程中涉及的基本反应类型有4种
②在此流程中可以循环利用的物质是。

“海水晒盐”所获得的粗盐中，除含有泥沙等难溶性杂质外，还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质，某化学小组为得到较纯净的食盐，进行了下列实验探究活动，请参与他们的探究活动。
[提出问题]如何获得较纯的食盐晶体？
[查阅资料]
20℃时，部分物质的溶解性
情况如下表所示：

	OH^-	CO3^2-
Na^+	溶	溶
Ca^2+	微	不
Mg^2+	不	微

[实验方案]按如下方案进行提纯粗盐。

[解释与结论]
（1）实验操作X的名称是；沉淀D是。
（2）为达到除去难溶性杂质的实验步骤是。（填序号）
（3）实验步骤③的主要目的是（用化学方程式回答）；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是。
（4）在进行实验步骤⑤的蒸发时，为防止液体飞溅和获得相对更纯的食盐晶体需要进行的操作是。
[反思与评价]
（5）有同学认为该实验方案并不完善，其理由及需补充的实验操作是。