初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

某学校化学兴趣小组的同学们在实验室发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末．为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究：
【提出问题】白色粉末成分的猜想和成因分析．
【做出猜想】①可能是 $CaC{O}_3$：原因是石灰水与空气中的 $C{O}_2$反应．
②可能是：原因是溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出．
③还可能是．
【实验探究】甲同学取白色粉末于试管中，加少量的水、震荡，发现试管底部有白色固体，于是他得出白色粉末是 $CaC{O}_3$的结论．乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是．
为了得出较严密的结论，他们进行了下表所示实验，请完成实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取上述试管中的上层清液，滴加1～2滴无色酚酞试液	溶液呈红色	白色粉末中
②往上述试管残留的白色固体中加入		白色粉末中含有 $CaC{O}_3$

由上述实验可知，白色粉末成分的猜想是正确的．
【拓展反思】通过上述实验的探究，同学们向实验员提出了保存、使用易变质溶液的下列建议，合理的是．
a．密封保存          b．使用前临时配制         c．禁止使用该试剂．

某实验小组的同学想用碳酸钠溶液与饱和石灰水反应来制取少量氢氧化钠．
（1）该复分解反应能发生的理由是．
（2）有人提出：实验时没有注意药品的用量，所得到的氢氧化钠溶液可能不纯．
猜想一：只含 $NaOH$.

猜想二：含有 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$.

猜想三：．
（3）为了验证猜想一成立，请你根据可选用的试剂，完成实验设计方案并填写以下表格．可选试剂： $NaCl$溶液、稀盐酸、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液

实验步骤	实验操作	预期现象及结论
1	取少量所得溶液于试管中，	证明原溶液中不含有 $N{a}_{2}C{O}_3$
2	另取少量所得溶液于试管中，	结合步骤1，猜想一成立

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。

科学实验方案是根据特定实验目的而设计的。在学习了"酸能使紫色石蕊试液变色"的知识后，进一步了解到"盐酸能电离产生 $H^{+}$和 $C{l}^{-}$，氯化钠能电离产生 $N{a}^{+}$和 $C{l}^{-}$"。为深入研究某一问题，小科同学设计了如图所示的实验方案。请回答：

（1）往三支试管中分别滴入2滴紫色石蕊试液后，乙试管中的溶液将变为色；
（2）小科设计的实验方案研究的主要问题是。

在老师指导下，小科做了如下实验：点燃燃烧匙上的钠，迅速伸入盛有 $C{O}_2$的集气瓶中，盖上玻片，钠继续燃烧。反应结束后发现：集气瓶内壁附着黑色小颗粒，燃烧匙上粘附着灰白色固体。小科获知灰白色固体中的黑色固体成分是碳，但不清楚其中的白色固体成分是什么，于是进行了如下探究：
【提出问题】白色固体的成分是什么？
【建立假设】假设一：白色固体的成分是氧化钠；
假设二：白色固体的成分是碳酸钠；
假设三：白色固体的成分是氧化钠和碳酸钠的混合物。
【进行实验】
步骤1：取燃烧匙上灰白色固体于烧杯中，加入适量的水充分溶解，过滤，得到滤液；
步骤2：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加2滴酚酞试液，溶液变成红色。结论：白色固体的成分是氧化钠。有同学认为通过该实验得出的结论不正确，其理由是。
步骤3：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论是。
步骤4：取少量步骤1中的滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，然后过滤，向所得滤液中滴加酚酞试液，无明显现象。则假设成立。

下图是甲、乙两位同学一起在实验室进行的氢氧化钠与盐酸中和反应的实验。

（说明：图中 $A_1$、 $A_2$、 $A_3$、 $B_1$、 $B_2$、 $B_3$均为溶液编号）
根据上图实验，请你与甲、乙同学一起完成下列探究：

探究环节	甲同学的探究	乙同学的探究
提出问题	$A_3$溶液为什么不变红？	$B_3$溶液中溶质成分是什么？（酚酞不计）
作出猜想	实验过程中，酚酞变质了。	猜想一： $NaCl$ 猜想二： $NaCl$、 $HCl$
实验验证	（1）取少量 $A_3$溶液于另一试管中，向其中滴加 $NaOH$溶液，溶液变红，说明甲同学的猜想（填"成立"或"不成立"）。 （2）你认为，在常温下 $A_2$溶液测出的 $pH$应（填"＞"、"＝"或"＜"）7。	取少量 $B_3$溶液加入盛有少量铁粉的试管中，观察到有无色气泡产生，固体逐渐减少，溶液由无色变为。据此，你认为乙同学的猜想（填"一"或"二"）成立。
交流反思	（1）甲、乙同学的实验中，反应均涉及到的化学方程式是。 （2） $A_3$溶液未变红，你认为原因是 $A_2$溶液中较多，加入的 $NaOH$溶液未将其完全中和。 （3）甲、乙同学经过实验对比探究，一致认为做化学实验时应注意药品用量的控制。

某学习小组的同学做实验，向盛有少量氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳，未看到明显的实验现象。

【提出问题】氢氧化钠能否与二氧化碳反应？
【猜想与假设】亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应；莉莉同学认为氢氧化钠不能与二氧化碳反应。
【设计与实验】亮亮同学设计了两个装置并进行实验。请你和他一起验证他的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论
如图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中
如图二，

【反思与评价】莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。
【设计与实验】请你设计一个实验，证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。

实验步骤	实验现象	实验结论
		氢氧化钠与二氧化碳反应

【交流与提高】实验证明氢氧化钠还能与二氧化硫反应，化学方程式为：
$2NaOH+S{O}_2=X+H_{2}O$，X的化学式是。

一辆载满20t电石的挂车，在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟。事故路面上洒落了五六百米燃着的石头。这辆货车在雨中整整燃烧了一天，消防官兵对大火也束手无措，场面让人震撼。大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣，请你一起与他们完成下列探究活动．
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。常见的可燃性气体中，乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：氧气、氢气或乙炔（C₂H₂）；同学们做出以上猜想的依据是                   ，大家讨论后，一致认为该气体不可能是氧气，原因是                   。电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种。同学们经过讨论认为白色固体不可能是氧化钙，因为氧化钙会与水反应。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃．	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟．	电石与水反应产生的气体是
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸．	固体溶解，	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加          ．	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】请根据以上实验结论写出电石与水的反应的化学方程式                  ；
载有电石货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水反应是       （填“吸热”或“放热”）反应。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：

方案 设计者	方案步骤	方案预估现象	方案 预估结论
小亮	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡	酚酞试液 不变色	恰好完全中和
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没 有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，       同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因                       。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；你的猜想：溶质有           （填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                                。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

在学习盐的化学性质时，小丽同学进行了图①实验,小芬同学进行了图②实验, 实验后她们把两支试管中残余物倒入同一个烧杯中,杯底有蓝色沉淀，上层清液无色。请你与她们一起探究并回答下列问题：

（1）图②实验的化学反应方程式___________________________
（2）蓝色沉淀中一定含有的物质有____________。
（3）小丽经过分析认为上层清液中一定含有的溶质是________,可能含有的溶质的有__________。
（4）为了验证上层清液中可能含有的溶质是否存在,小芬取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量的试剂X，根据现象得出一定含有Na₂CO₃，则清液中一定不含        ；接着她又向其中滴中试剂Y，根据现象得出清液中一定含有NaOH，试剂Y可能为        。

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。

实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究
【提出猜想】小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳
其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是；
【进行实验】利用图I所示的装置分别进行实验

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到，则她的猜想错误。
（2）小敏：①用图II所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与（填"b"或"c"）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。
【得出结论】铝和氢氧化钠反应生产氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂）,
反应的化学方程式为：。
【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺，步骤②中存在安全隐患，理由是。
【反思提升】许多重大科学发现，源自对试验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是（填序号）。
A．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
B．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
C．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值

对比归纳是学习化学的重要方法。请你参与下列探究活动并回答问题：
实验一：探究影响硫燃烧剧烈程度的因素。

如左图，分别将硫在空气和氧气中燃烧。 ①硫在氧气里燃烧的化学方程式为； ②硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是。

实验二：探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应。

左图是小鹏同学设计的对比实验，用于证明二氧化碳和氢氧化钠能否反应。小燕同学认为该实验设计不符合对比实验的基本原则，她的理由是。

实验三：探究影响物质溶解性的因素

①小意同学做了如左图所示A试管和B试管的对比实验，发现B中固体可溶，A中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是； ②小明同学补充了如左图C所示实验，他想探究的影响因素是。

在化学实验技能考试中，有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，小红等几位同学进行了如下图所示的实验。
 
（1）写出试管②中碳酸钠与氢氧化钙反应的化学方程式：                         。
（2）实验结束后，小红同学将①、②两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，看到废液浑浊，就对废液进行了过滤，小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。
【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质？
【猜想】小红认为：只含氢氧化钠；
小亮认为：可能含有氢氧化钠和碳酸钠；小明认为：可能含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
你认为还可能是                                       （写一种猜想）。
【讨论】你认为小红、小明、小亮三位同学中               的猜想不合理。
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确。
【反思拓展】
①在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑                 。
②通过以上探究，你认为应怎样处理上述实验后的废液才能倒入下水道               。

2014年眉山市化学实验基本操作考试中，有一题目是鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液．请你参与探究：
【提出问题】如何鉴别这两种无色溶液？
【实验方案】小琪等几位同学进行了如图所示的实验．

请你回答下列问题：
（1）C组实验中反应的化学方程式为                                  ___ ；
（2）其中不能达到实验目的是________  _（填字母）；
（3）D组实验中变浑浊的原溶液是________  _ ．
【继续探究】实验结束后，小琪同学将A、B、C、D四组试管中的物质全部倒入同一个干净的烧杯中，充分反应后，得到无色澄清透明的溶液，对该溶液的成分又进行了探究．
【提出问题】该溶液中除水、酚酞外还含有哪些物质？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【猜想与假设】
Ⅰ．                      Ⅱ．NaCl、CaCl₂、HCl      Ⅲ．NaCl、CaCl₂、NaOH
【反思与拓展】①上述猜想与假设中只有一个不成立，它是________ （填序号），理由是  __    ．
②根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中可能有的物质是否存在，下列哪些物质单独使用不能完成该实验
 _________ （填字母）
a．pH试纸      b．硝酸银溶液      c．紫色石蕊试液      d．铜