初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动。将木炭、氧化铁及试管充分烘干，并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨。取适量上述混合物于试管中，用图1所示的装置加热（试管竖直向上，可使加热时的热量尽少散失）。


【提出问题】实验结束后，试管中的剩余固体X含有哪些成分，质量分别是多少？
【查阅资料】
铁的氧化物被还原时，是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物，最后还原成金属铁。铁的氧化物及其部分性质如下：
为红色固体； 和均为黑色固体。其中，具有很好的磁性，能被磁铁吸引。三种氧化物均不溶于水，但能溶于稀盐酸，分别发生如下反应：
Fe₂O₃+6HCl ══ 2FeCl₃+3H₂O
Fe₃O₄+8HCl ══ 2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
FeO+2HCl ══ FeCl₂ + H₂O
黄色的溶液中滴入无色的KSCN溶液，溶液变为红色，该实验常用于检验；溶液遇单质铁发生反应：2FeCl₃ + Fe = 3FeCl₂，溶液变为浅绿色。
【猜想】固体X可能含有：①②③④⑤
【实施实验】
目的：确定固体X的组成。

步骤	操作	主要现象	结论
I	取部分冷却后的固体X倒在滤纸上，用磁铁充分吸引。	部分固体被吸引到磁铁上	可能有或
II	取滤纸上的剩余固体少量，放入图2所示的试管a中，通入氧气，用酒精灯加热。	固体剧烈燃烧， b中溶液变浑浊	一定有
III	另取滤纸上的剩余固体少量，放入试管中，加入足量的稀盐酸。	无明显现象	一定没有
IV	取步骤I磁铁上的固体少量，放入试管中，逐滴加入稀盐酸。	产生。	一定有
V	在步骤IV所得溶液中逐滴加入。	溶液不变红色	一定没有

【反思改进】
同学们讨论发现，用上述实验方法不能确定固体X中一定没有，理由是。

为确定固体X中是否含Fe₃O₄并测定其中各成分的质量，同学们又进行了以下实验：

步骤	操作	数据
I	重新取部分冷却至室温的固体X，称量其质量为m1。	m1 =" 17.9" g
II	将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中，称量整套装置及药品的质量为m2；打开分液漏斗旋塞，放入足量稀盐酸后关闭旋塞，待没有气泡产生并恢复至室温，再次称量整套装置及药品的质量为m3。	m2 =" 317.9" g m3 = 317.3.g
III	将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥，称量其质量为m4。	m4 =" 1.1" g

【获得结论】
（1）为确定固体X中是否含，m₁~m₄中应该用到的数据有。
（2）固体X的成分及质量分别是。

在一次用餐中，同学们对燃料“固体酒精”产生了好奇，于是对其成分进行研究。
【查阅资料】该固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。
【提出问题】固体酒精中的氢氧化钠是否变质？
【实验探究】
（1）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现烧杯底部有白色沉淀。取沉淀与试管中加稀盐酸，有气泡产生。写出白色沉淀产生气体的化学方程式_______________。
分析实验并结合资料得出氢氧化钠已变质。
为进一步确定氢氧化钠的变质程度，分组探究。
（2）甲组取烧杯上层清液于两支试管中，按下图探究。

（3）乙组认为甲组实验不能证明清夜中一定有氢氧化钠，理由是________________。他们另取烧杯中上层清夜，加足量氯化钡溶液，充分反应后滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红。
【实验结论】经讨论一致认为固体酒精中的氢氧化钠部分变质。
（4）【反思与评价】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是________________。
（5）【拓展应用】要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，可选择适量的________。
A.Ba(OH)₂溶液        B.CaCl₂溶液         C.Ca(OH)₂溶液
（6）【表达与交流】固体氢氧化钠在空气中易________，因此氢氧化钠固体必须密封保存。

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。
则NaOH变质反应的化学方程式为________________________________；
【查阅资料】
碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应；
【实验探究】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量样品溶于水，加入                    ；	白色沉淀产生	该反应的化学方程式为
（2）将上述反应后的混合液过滤，取滤液加入              ；		证明猜想Ⅱ成立。

6分）实验小组对久置生石灰的成分进行分析，实验操作及部分现象如下图所示。
【资料：Na₂CO₃+CaCl₂ =" 2NaCl" + CaCO₃↓】

回答下列问题：
（1）样品加水放热的原因是                              （用化学方程式表示）。
（2）②中反应的化学方程式是                                       。
（3）③中的实验现象是                                                     。
（4）将混合物B、C、D倒入一个洁净的烧杯中，发现烧杯中有白色沉淀且上层清液呈红色，过滤，得滤液E和1 g滤渣。向滤液E中滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则滤液E中的溶质可能是       。
依据实验现象及数据判断，原样品的成分是                   。

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。

某同学做实验时发现，盛放NaOH溶液的瓶口与橡皮塞上，常有白色粉末出现。为探究这种白色粉末的成分，设计了如下实验。请你完成实验报告。

实验步骤	实验现象	结论和反应的化学方程式
1.	白色粉末溶 于水，形成 无色溶液。
2.	酚酞变红	溶液呈碱性，含有     离子。
3.	溶液由红色变为 无色，并有气泡产 生。产生的气体使 燃着的木条熄灭。	溶液中还含有     离子。 白色粉末中有氢氧化钠变质 生成的         。产生气体 反应的化学方程式：                         。

 

小何进行盐酸和氢氧化钠中和反应的实验，在向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加了一定量的稀盐酸后，才发现忘记了加入指示剂。为了判断该反应所得溶液的酸碱性，他进行了如下探究：
【提出问题】小何要探究的问题是。
【猜想与假设】所得溶液可能显碱性，也可能显酸性，还可能显性。
若溶液显碱性，则溶液中使其显碱性的离子是(填写离子符号)。为避免碱性溶液污染环境，要对所得溶液进行沉淀处理，你认为处理的方法是。
【实验与分析】小何从烧杯中取了部分反应后的溶液置于一试管中，并向试管中滴加了几滴无色酚酞试液，震荡，观察到试液不变色，于是他得出了溶液显中性的结论。小张认为小何得出的结论不正确，你认为小张的理由是。
为了进一步确定溶液的酸碱性，小张取试管中的溶液做以下几个实验，你认为可行的是(溶于水的二氧化碳忽略不计)。

A．	取样，滴加硫酸钠溶液，观察现象
B．	取样，加入锌粒．观察现象
C．	取样，通入二氧化碳，观察现象
D．	取样，滴加氢氧化钠溶液，观察现象

【交流拓展】第二天，小明也做同样的实验。当他向氢氧化钠溶液加稀盐酸时，发现溶液有气泡冒出，你认为原因是(用化学方程式表示) 。