初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

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。

 

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                                  。

冬天，园林工人在树干上涂石灰浆以保护树木免受虫害，某化学兴趣小组的同学欲对工人用剩的石灰浆进行探究．
【提出猜想】石灰浆中除水之外的物质是什么？
Ⅰ．只有Ca（OH）₂；
Ⅱ．只有         ；
Ⅲ．                     ．
【实验验证】
①要证明石灰浆中含有Ca（OH）₂，可采取的操作及现象是                                   ．
②取石灰浆少量，盛装在试管中，如果向其中，如果向其中加入     ，观察到         ，则证明猜想Ⅱ或Ⅲ正确．
【思维拓展】工业上用石灰浆与Cl₂反应制漂白粉，用来杀菌消毒．
①配平下列化学方程式：  Cl₂+  Ca（OH）₂=  CaCl₂+  Ca（ClO）₂+  H₂O
②从百度得知，漂白粉杀菌消毒的原理是：其中的Ca（ClO）₂能与某些酸反应，生成的HClO具有强氧化剂，且不与CaCO₃反应，写出CO₂通入漂白粉溶液中发生反应的化学方程式：                     ．

【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。

某实验小组的同学从不同角度对稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应进行了探究，请填写下列空白。
（1）如何用实验验证稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应？
方案一： ________________________________________

实验步骤	实验现象	结论
先用pH试纸测定稀盐酸的pH，再逐渐滴加氢氧化钠溶液，并不断振荡，同时测定混合液的pH	pH逐渐变大，最后pH7	稀盐酸与氢氧化钠溶液发生反应

分析上述方案中，为什么强调只有测得pH 7才能证明反应发生了？
方案二：如下图向盛有NaOH溶液的烧杯中先滴加酚酞试液，后滴加稀盐酸至过量，观察到的现象是____________________；

结论：稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为____________________。上述两个方案在设计思路上的相同点是____________________。
（2）探究稀盐酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应？

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量方案二反应后的溶液于试管中，滴加硫酸铜溶液	若生成蓝色沉淀	氢氧化钠有剩余，反应的化学方程式为_______________
若没有明显现象	二者恰好完全反应

小明同学对此提出质疑，没有明显现象也不能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应，理由是：______________________________。为此他认为还需要补充下列实验：

	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
补充方案	取上述少量方案二所得溶液于试管，加入________（填一种试剂的名称），观察现象	____________	二者恰好完全反应

 

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：                       。

A-F和X都是初中化学中常见物质，其中A、C是无色气体，B、F是红色固体，它们的转化关系如图（部分生成物已省略）

①D的化学式为      。
②写出D和X反应的化学方程式                        。
③请写出防止喊D的生活用品腐蚀法           。（写出常见方法一种）

在学习酸的化学性质之前，小芳曾用四朵紫色干燥的石蕊小花做了下图所示的四个探究实验，得出了“CO₂溶于水生成酸”的结论。

（1）请将各实验的有关内容填入下表空格中：

实验序号	I	II	Ⅲ	IV
实验现象	小花变红色	小花不变色	小花不变色	小花______色
实验目的 和结论	目的：证明酸溶液能使石蕊变红色	目的：证明水不使石蕊变红色	目的：证明____ ______________	结论：CO2和水 反应生成酸

（2）写出二氧化碳和水反应的化学方程式：________________________；
（3）小芳若不做实验I，____（填“能”或“否”）得出CO₂和水发生反应的结论；
（4）小芳在上述实验探究中，采用了实验___________的方法。
（5）写出二氧化碳使石灰水变浑浊的化学方程式                              。

维生素C易溶于水，水溶液显酸性，易被氧气、碘氧化；某同学为了探究VC的性质，进行了如下实验.
Ⅰ、用某制药厂生产的VC片（每片含VC0.1g及不溶性辅料）配制0.5%的VC溶液。
（1）若取5片VC片，应大约去蒸馏水           mL.(取整数)
（2）除去浑浊液中的不溶性辅料，得到澄清的VC溶液，其操作名称是                 。
Ⅱ、设计实验证明VC溶液具有酸性。
（3）限用试剂：无色酚酞试液、稀氢氧化钠溶液。请你完成下表。

实验步骤	预期现象及结论
	，说明VC溶液具有酸性

 Ⅲ、探究VC溶液在一定温度下（18℃）露置时间对VC含量的影响，采用控制变量法进行试验，具体如下表所示。

实验序号	碘水浓度及用量	0.6%淀粉溶液	VC溶液恒温露置时间/h	蓝色消失需要VC溶液滴数
①	0.06%、4.8mL	3滴	0	10
②	0.06%、4.8mL	3滴	12	12
③		3滴	24	18
④	0.06%、4.8mL	3滴	36	41

 
（4）实验③中碘水的浓度及用量分别是                            。
（5）VC质量分数随露置时间（0——36h）的变化图像，正确的是          （填字母标号）  
 
（6）为了提高定量探究vc溶液的准确性。配制VC溶液时，必须先除去溶解在蒸馏水中的少量氧气，具体处理方法是                             。         

某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银，取少量该残液样品，分别盛在 $A$、 $B$两支试管中，再分别加入不同质量的黄铜片（铜锌合金），充分反应后过滤，分别取滤渣工滤液进行下表所示实验．请你参与实验探究：
（1）用化学式填写下列实验报告中的空格：

实验操作	实验现象	分析与结论
①将 $A$试管滤出的滤渣洗涤后，取样，再加入稀盐酸	有无色气泡产生	从 $A$试管得到的滤渣的成分是
②取少量 $B$试管得到的滤液，滴加少量稀盐酸	无明显现象	从 $B$试管得到的滤液中的溶质一定有，可能有

（2）若要验证 $B$试管得到的滤液中可能含有的溶质，可以采用的物理方法是；可以采用的化学方法是向滤液中加入（填写一种物质的化学式），并观察现象．

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）．

已知木炭还原氧化铜实验中发生的主要反应： $C+2CuO\stackrel{\mathrm{高温}}{=}2Cu+C{O}_2\uparrow$．化学兴趣小组对该实验产物（假设反应物已完全反应）作如下探究：
探究一：检验产物的成份
【提出问题】实验产物是暗红色固体，很难观察到紫红色固体．暗红色固体是什么？
【查阅资料】氧化亚铜（ $C{u}_{2}O$）为红色固体； $C{u}_{2}O+H_{2}S{O}_4=CuS{O}_4+Cu+H_{2}O$．
【猜想与假设】暗红色固体除铜外还可能含有 $C{u}_{2}O$．
【设计实验】取少量暗红色固体，加入稀硫酸，如果观察到现象：，说明暗红色固体含有 $C{u}_{2}O$．
探究二：测定产物中 $C{u}_{2}O$的含量

原理： $C{u}_{2}O+H_2\stackrel{∆}{=}2Cu+H_{2}O$，称取一定质量的固体样品，用如图装置进行实验（固定装置略去，碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物），通过测定反应前后装置d的质量达到实验目的．
（1）装置a中用稀硫酸而不用稀盐酸，原因是；
（2）若不加装置e，实验结果会偏高，原因是；
（3）点燃酒精灯前涉及的部分操作如下，正确的顺序是

①打开K₂，关闭K₁    ②检查装置的气密性
③连接仪器        ④关闭K₂，打开K₁，通氢气一段时间
（4）还可通过测定反应前后装置（填"a"、"b"或"c"）的质量达到实验目的．

某化学课堂上同学们正在进行酸、碱、盐知识的探究，请你参与其中并认真填写空格。
【提出问题】二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象，两者是否发生了化学反应？
【猜想假设】猜想①：两者发生了化学反应；猜想②：两者没有发生化学反应
【实验探究】（1）小华设计并进行了如图所示的A、B两个实验。实验现象：A中软塑料瓶変瘪，B中　       　。

（2）小明同学却对此提出质疑，他认为小华的实验不严谨，其理由是　   　             ，要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的对比实验是　        　。
（3）小宁设计的是通过检验生成物来验证猜想，请帮她填写实验报告．

实验步骤	实验现象	实验结论
向B实验后的溶液中加入		验证了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应

【实验结论】二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应。

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）。