初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。
（1）实验过程中“下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有
                       、                             的性质。
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足a：                       、  b：                     两个条件。
［提出问题］：在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢？
［查阅资料］：1、在常温下Na₂O₂和CO₂能发生化学反应。
2、无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。
［设计实验］：经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究。


［实验步骤］：①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象。
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。
［实验现象］：①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；③饱和的澄清石灰水变浑浊。
［实验分析］：①浓硫酸的作用是：                              。
②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是                              。
［得出结论］：①“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件；②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应将          能转化为热能，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。
［拓展提高］：①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，小明认为生成的固体是NaOH，小红认为是Na₂CO₃，同学们经过思考后认为       同学的猜想是错误的，理由是：                                                      。
②Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式是                                          。

(5分)化学小组的同学探究二氧化碳与氢氧化钠的反应，实验方案如下：

实验装置	实验步骤及操作	实验现象
	① 将注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中	气球鼓起
② 向外拉注射器2的活塞	无明显现象
③ 将注射器3中的溶液推入瓶中	瓶中液体变浑浊，气球无明显变化
④ 向外拉注射器2的活塞	无明显现象

（1）此实验不能证明CO₂能和NaOH反应的原因是       。
（2）若仍要用此装置完成实验证明CO₂能和NaOH反应，则步骤③注射器3中的溶液应更换为       ，对应的实验现象是       。
（3）步骤③注射器3中的溶液更换后，步骤④中对应的实验现象应为       ，发生反应的化学方程式为            。

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。
提出问题：久置固体的成分是什么？

查阅资料：铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
作出猜想：久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是：
用化学方程式表示                                    。
实验探究1：甲同学的方案（见下表）。

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红	固体中一定含有        和氢氧化钙
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量 的	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液	固体中一定含有             ， 一定不含有Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清石灰水中		固体中一定含有CaCO3

 
实验质疑：（1）乙同学认为甲同学的实验中的实验中不能得出一定含有Ca(OH)₂的结论，理由是                                          。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是                                                             。
实验探究2：乙、丙同学设计如下图所示实验方案继续验证。

（1）③中反应的化学方程式是                            。
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有           ，
仍有一种物质不能确定，该物质是                  。

某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究，查阅资料如下：
1、该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
2、牙膏中其它成分遇到盐酸无气体生成；
3、碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠固体。
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数。请回答下列问题：

（1）B中反应生成BaCO₃的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是　　　　　　（填序号）。

A．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

B．滴加盐酸不宜过快

C．在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

D．在A~B之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（4）有同学认为该装置测定出来的碳酸钙质量分数会偏低，他的理由是             
 　　　　　　　　　，解决方法是            　　　　　　　     。
（5）某同学认为不必测定B中生成的BaCO₃质量，将B中的Ba（OH）₂溶液换成浓H₂SO₄ ，通过测定C装置反应前后的质量差也可以测定CaCO₃的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。请计算样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）

（7分) 据报道，一辆载满20t电石的货车，在高速路上发生意外，燃起大火并伴有大量黑烟，这辆货车在雨中燃烧了很长时间。某化学小组对电石中碳化钙（CaC₂）的性质产生了兴趣，进行了下列探究活动。
【查阅资料】①碳化钙与水反应生成一种可燃性气体和一种白色固体。
②乙炔（C₂H₂）气体燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想假设】甲同学对碳化钙与水反应的生成物作出如下猜想：
可燃性气体可能是：①氢气   ②氧气     ③乙炔
白色固体可能是： ①氧化钙 ②氢氧化钙 ③碳酸钙
（1）你认为甲同学猜想的理由是                                             。
（2）其他同学讨论后认为甲同学的猜想有不合理之处，请指出并说明理由
                                                                         。
【实验探究】
步骤1：取适量碳化钙加水，收集生成的气体，验纯后点燃，气体燃烧，伴有大量黑烟，说明碳化钙与水反应产生的气体是    。
步骤2：取适量反应后生成的固体于试管中，                                                ，说明碳化钙与水反应产生的固体是氢氧化钙。
【反思交流】
（1）碳化钙与水反应的化学方程式为                                            。
（2）下列说法正确的是                （填字母序号）。

A．碳化钙与水反应放热

B．碳化钙应贮存在阴凉干燥的库房

C．碳化钙与水反应可用于测定电石中碳化钙的含量

D．实验室用电石与水制乙炔的发生装置与制氧气完全相同

（1）化学与生活密切相关．妈妈为了给小明增加营养，制定了如表所示的食谱．

主食	米饭
副食	红烧肉、糖醋鱼、排骨汤
饮料	加钙牛奶

 
a．米饭中主要含有的营养素是   （填“糖类”或“油脂”）．为了使营养均衡，你建议应该增加的食物是   （填“蔬菜”或“火腿肠”）
b．小明妈妈在厨房用到的下列物品中，主要材料属于合成材料的是   （填序号）
①铁锅         ②棉布围裙           ③塑料手套．
c．在某活动中，小明同学不小心被蚂蚁咬了（蚂蚁毒液呈酸性），很痒，用下列物质涂抹可以减轻痛苦的是（填字母）   
A．食醋          B．肥皂液        C．汽水
（2）小明在查阅资料时看到这样一段话：“二氧化硫能使紫红色KMnO₄溶液变成无色溶液，反应方程式为：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2．
①方程式中最后一种物质的化学式印刷不清楚，小明根据上下文了解到该物质是一种常见的酸，请根据已学知识推测其化学式：        ，高锰酸钾中Mn元素化合价为    ，5SO₂中“5”的含义是           。
②信息提示：硫酸钾是由K⁺和SO₄^2-构成．硫酸钾溶液呈无色，盐溶液的颜色通常是由构成它的离子决定的．根据资料及信息提示，KMnO₄溶液呈现的紫红色可能是由   （填离子符号）离子表现出来的．
（3）现将H₂SO₄、Ba(OH)₂、Na₂CO₃三种物质同时加入到足量的水中，充分反应后过滤，得白色沉淀B和无色溶液A，经测定溶液pH＜7．
信息：⑴硫酸钡不溶于水也不溶于酸     ⑵碳酸钡不溶于水，但能溶于酸

据此判断：溶液A中一定存在粒子有            白色固体B属于        （填“纯净物”或“混合物”）．

水和二氧化碳而变质。某实验小组为确定一瓶久置的碱石灰样品的成分，设计了如图所示实验流程。

请你参与探究过程：
(1)为了使样品充分溶解，操作一还要用到的玻璃仪器是       ；操作二的名称是       。
(2)固体A中一定含有       。
(3)溶液B成分的探究：
【查阅资料】①Ca(OH)₂、Na₂CO₃溶于水无明显的温度变化；
②Na₂CO₃溶液呈碱性，能使酚酞试液变红；
③CaCl₂溶液呈中性。
【猜想】溶液B中的溶质可能为：①NaOH ②Na₂CO₃
③NaOH和Na₂CO₃④Ca(OH)₂和           (填化学式)。
【设计方案并进行实验】甲、乙同学分别设计如下方案并进行探究：
甲同学：取少量溶液B于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生大量气泡，则溶液B中的溶质是Na₂CO₃。
乙同学：取少量溶液B于试管中，滴加几滴酚酞试液，溶液变成红色，则溶液B中的溶质一定含有NaOH。
【反思与评价】丙同学认真分析上述两位同学的实验，认为他们的结论均有不足之处，并且做出了正确的判断。他认为溶液B中的溶质一定含有Na₂CO₃，可能含有NaOH。为进一步确认溶液B中是否含NaOH，他做了如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量溶液B于试管中，加入足量CaCl2溶液 ②过滤，在滤液中滴加酚酞试液	①有白色沉淀生成 ②溶液由无色变为红色	猜想③正确

 
实验步骤①中发生的化学反应方程式是                            ，其实验目的是                                                     。
(4)实验过程中，同学们发现向样品中加水时还放出大量的热，综合以上探究，下列对样品成分分析正确的是       (填序号)。
A.一定有NaOH
B.一定有Na₂CO₃
C.一定有CaO
D.至少有NaOH、CaO中的一种

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时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，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：可能是CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想二：可能只有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：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）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？        （填序号）
a．pH试纸     b．铜     c．紫色石蕊溶液       d．硝酸银溶液
（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）。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        。

实验室新进一批浓硝酸，化学兴趣小组为研究该试剂的保存方法，开展相关探究。请根据要求回答问题：
(1)打开盛装浓硝酸的试剂瓶，立即观察到瓶口有白雾产生。据此可知，浓硝酸具有_________(填一条物理性质)。为进一步证明浓硝酸具有该性质，兴趣小组设计如图装置(脱脂棉团因喷有稀氢氧化钠与酚酞混合液而呈红色)进行实验，实验过程中将观察到的现象是__________________，发生反应的化学方程式为_____________。

(2)将少量浓硝酸置于试管中，采用强光照射或者稍加热，立即观察到溶液上方有红棕色气体产生。据此现象可推知浓硝酸具有_________(填一条化学性质)的性质。
(3)通过上述两个实验可知，实验室应如何保存浓硝酸？__________________。

某同学在自主学习酸的知识时，设计了以下实验报告，请将实验报告补充完整。
【实验目的】                                                 
【实验用品】试管、铁片、铜片、稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、石蕊和酚酞试液等
【实验内容】

实验 步骤	①	②	③
实验 现象	溶液变为     色	稀酸中的铁片表面都有    产生； 铜片表面都没有明显现象	溶液由红色变为无色
分析 与 结论	结论： 稀酸能与指示剂作用	铁与稀硫酸反应的化学方程式为                               结论：稀酸能与较活泼金属反应	结论： 酸能

【实验思考】从物质组成的角度解释稀酸具有酸的通性的原因                    。