初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

实验小组研究盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙三种物质的化学性质，做了如图所示的实验。请你利用图中所给药品和他们一起进行研究。

（1）实验后某试管中为黄色溶液，该试管中发生反应的化学方程式为          。
（2）实验后某试管中为红色溶液，向其中加入足量的                     ，溶液变为无色。由此推断，该试管中最初盛有的物质是                   。
（3）实验后某试管底部有蓝色絮状沉淀，继续向其中加入足量的           ，振荡后沉淀消失。
（4）实验后某试管的底部有白色固体，过滤后向滤液中滴加稀盐酸，开始时无明显现象，一段时间后有气泡出现。由此推断，该试管中最初发生反应的化学方程为                          。
（5）实验后某试管中只得到无色溶液，向其中加入足量的碳酸钠溶液，只产生气泡。那么该试管中最初发生反应的化学方程为                                。
（6）实验结束时，他们将实验废液倒入同一废液缸中，观察后，他们猜想最终的废液可能呈酸性。为了验证猜想，利用上述实验中未涉及到的酸的化学性质，另选药品进行实验：取少量废液样品于试管中，向其中加入一定量的          ，观察现象，证明最终的废液呈酸性。实验后为了避免废液造成不良后果 ，他们对废液进行了恰当处理。

食品包装袋中常用脱氧剂。某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开，将其倒在滤纸上，
观察到脱氧剂大部分为黑色粉末，其中还夹杂着少量红色粉末。
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？
【提出猜想】黑色粉末可能含炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。红色粉末可能含有氧
化铁、铜粉中的一种或几种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸	粉末几乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有气泡产生，溶液变成黄色
②	去实验①的残渣灼烧，将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

【得出结论】由实验①②可知，脱氧剂中黑色粉末肯定含           。
脱氧剂中的红色粉末肯定不含         ，肯定含         ，写出相应的化学方程式          。
【拓展延伸】小明认为铁生锈时会消耗氧气，因此可用此脱氧剂（实验室可滴几滴水）测定空气中氧气的含量，装置如图所示。集气瓶的实际容积是150mL，量筒内盛100mL的水。当量筒内水面不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在73mL刻度处。由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是         。本实验的测量结果与理论值不一致，原因可是                                  。

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)₂  Na₂CO₃；
【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

由于二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象，对此同学们展开了探究，请你参与．
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应？
【查阅资料】常温下，氢氧化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下．

溶剂	乙醇
溶质	氢氧化钠	碳酸钠
溶解性	易溶	难溶

【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。
【实验探究】
（1）溶液配制．甲溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的乙醇中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为饱和氢氧化钠的乙醇溶液．量取一定体积的乙醇要用到的仪器是，用玻璃棒搅拌的目的是。
乙溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为不饱和氢氧化钠的乙醇溶液．判断甲、乙溶液形成的现象是。
（2）进行实验，按图所示装置加入药品后进行实验． $A$中发生反应的化学方程式为， $B$装置的作用是， $C$中观察到的现象是。
【实验结论】
（3）由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，反应的化学方程式为。
【反思交流】
（4）小刚同学认为小明的实验还足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，还应补充的实验是。
（5）若将图 $C$中甲溶液换成乙溶液进行实验， $C$中可能无明显现象发生，原因可能是。

氢氧化钠固体如果密封不严，会发生变质，为探究学校实验室内某瓶氢氧化钠固体
变质情况，化学兴趣小组进行了如下实验：
（1）取少量该瓶固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，该小组确定氢氧化钠已经变质，那么该小组同学加入的无色溶液可能是            
（2）为了继续探究氢氧化钠的变质程度，该兴趣小组同学取了10g样品，溶于足量水配成溶液，然后向溶液中滴加含足量氢氧化钙的溶液，恰好得到1g沉淀和500g溶液，请计算出最后所得溶液中溶质的质量分数为多少？（计算结果精确至0.1%）

【改编】常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
（1）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是________。
（2）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

Fe₃O₄+8HCl= FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，那么该黑色固体不可能含有_______（化学式），
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________。
【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。
【反思与交流】初中我们还学过通过_______________________________（化学方程式）得到Fe₃O₄。

随着人们对酒驾危害认识的加深，司法机关对于酒驾、醉驾的处罚将日趋加重。醉酒的原因是酒中含有的乙醇对人的神经系统有刺激作用。交警对呼气酒精检验的原理是：橙色的K₂Cr₂O₇酸性溶液遇乙醇会迅速变成蓝绿色。
白酒是乙醇的水溶液，酒中的乙醇在微生物作用下能被氧化成乙酸。小刚家有一瓶密封存放的白酒，他想知道该白酒的组成情况，于是进行如下实验探究：
【提出问题】该白酒中的溶质主要有哪些？
【查阅资料】材料一：乙醇（C₂H₅OH），俗称酒精，易溶于水，水溶液呈中性。在加热条件下，可以把氧化铜还原为单质铜。
材料二：乙酸（CH₃COOH），又名醋酸，易溶于水，具有酸的通性。
【提出猜想】猜想1：只有乙醇
猜想2：只有乙酸
猜想3：                                    
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量白酒于试管中，滴入几滴橙色的K2Cr2O7酸性溶液		猜想3成立
②

【实验反思】操作①能否改为“将加热后的表面有黑色氧化铜的铜丝插入盛有白酒的试管中”？        ，理由是                                                                     。

【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   。

同学们在学习碱的化学性质时，进行了如下图所示的实验。

（1）写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式                         。
（2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是                       。
（3）丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
（4）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和        (写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质．能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
小云认为：只有碳酸钠；小红认为：只有氢氧化钙；小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀，溶液呈红色。	小林的猜想正确。
②                        。	小云的猜想正确。
③没有白色沉淀，溶液呈红色。	小红的猜想正确。

【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考虑        。

化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”，在成果展示现场，某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体（见图1），用带火星的木条接触硝酸钾晶体，就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延，留下“火”字的黑色痕迹（见图2）。

在场的同学对此产生了浓厚的兴趣，并进行了如下研究：
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧？
【查阅资料】硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾（KNO₂）和一种常见的气体单质。
【猜想与假设】对于生成的是什么气体，四位同学有如下猜测：
甲：二氧化氮； 乙：氮气； 丙：氧气； 丁：氢气；
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由是：                                  。
【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证，他们的操作方法是：           ，观察到的现象是                           ，说明同学丙的猜想正确，硝酸钾分解的化学方程式是                      。
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是：
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字？已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表：

温度/℃	20	40	60	80	100
溶解度/g	31.6	63.9	110	169	246

你对上述问题的解释是：                       。

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】检验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：__                          _。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置， __                 __	__             __	该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体(以下用R表示)的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积(气体不溶于植物油)，从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中R的质量分数。实验装置(气密性良好)如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为__               __，反应一段时间后，当观察到__            __(填实验现象)，才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是_          _            _。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为__         __mL。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2g·L^－1，通过计算，样品中R的质量分数为__            _。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中R的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：_                         _(写一个)。

南南同学看到“好想你”红枣袋中装有一袋防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。南南和北北对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计如下实验进行探究。

【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和CaCO₃。
【实验探究】南南同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有    ， 一定不含Fe2O3。

北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是            ，并设计如下实验方案继续验证。

（1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是                。
（2）步骤②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有              。写出该过程中的化学方程式                            。
（3）步骤③中反应的化学方程式是                       。
北北同学对滤渣B又进行探究。

实验操作	实验现象	实验结论
① 取滤渣B于试管中，加入适量 ② 生成的气体通入	① ②该溶液变浑浊。	固体中一定含有CaCO3 和Fe2O3。

【实验结论】综合上述实验及所给数据，该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃。

化学老师师整理药品时，拿出一瓶氢氧化钙粉末,让小丽和大卫对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。
（1）【提出问题】这瓶氢氧化钙是否已经变质生成碳酸钙而变质？
（2）【进行猜想】①氢氧化钙全部变为碳酸钙；   
②氢氧化钙部分变为碳酸钙；
③氢氧化钙没有变质。
（3）【设计方案，进行实验探究】下表是对猜想①进行实验探究的过程示例：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ① 取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ② 取少量滤渣于试管中，加入盐酸	① 滤液不变色 ② 有气泡产生	氢氧化钙全部变为 碳酸钙

请你参照示例另选择其中一种猜想参与探究，完成下表。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ①取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ②取少量滤渣于试管中，加入盐酸	①
②

（4）【归纳总结与拓展应用】
①氢氧化钙俗称            ，农业上一般用它改良      性土壤（选填“酸”或“碱”）
②氢氧化钙变质是由于他和空气中的     发生反应，反应的化学方程式是：            ，因此，氢氧化钙应         保存。

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________________________。

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