初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

以下是某化学探究的过程，请在下列横线上填写适当的内容。
向NaOH溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液显蓝色。
（1）提出问题：是什么粒子使紫色石蕊试液变成蓝色的呢？
（2）查找资料：NaOH溶液中存在的粒子有：大量的H₂O、Na⁺、OH^－和极少量的H⁺。
（3）猜想：是大量的OH^－使紫色石蕊试液变成蓝色。
（4）实验探究步骤及其说明：
①在一支干净的试管中加入2mL蒸馏水，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不变色，由此说明         ；
②在一支干净的试管中加入2mL氯化钠溶液，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不变色，由此说明      ；
③                   ；
（5）结论：原假设      （填“成立”或“不成立”）。

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体，并测定NaOH的纯度，设计的实验过程如下图。请回答下列问题：

①长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，所含杂质是（1）         ，操作B中加入的试剂是（2）           ；（以上填写化学式或物质名称均可）
②操作A、B 的名称分别为（3）          、（4）           ；
③若要测定该固体中NaOH的纯度，实验过程中一定还需用到的仪器是（5）           。
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度，小红同学设计如图装置（铁架台略去）。己知，碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。

④写出指定仪器的名称：
甲（6）           、乙（7）           ；
⑤实验中取用样品质量要控制在一定范围内，如果样品用量过多，造成的后果是（8）           ；
⑥取l0g样品进行实验，根据实验数据，通过计算可知产生了CO₂ 0.11g ，求原样品中NaOH的纯度，写出计算过程。
（9）【实验反思】
⑦利用该实验装置，若操作正确，装置气密性良好，测定的NaOH纯度也将（10）     （填“偏大”或“偏小”），理由是（11）                                          。

将（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液充分混合加热，发现有气泡产生且闻到刺激性气味。同学们对气体成分产生兴趣。
【查阅】CuO和NH₃加热时发生反应：2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
【猜想】猜想一：气体是CO₂
猜想二：气体是NH₃
猜想三：气体是NH₃和CO₂
【讨论】（1）猜想一肯定不正确，理由是                               ；
（2）因Na₂CO₃溶液呈   （填“酸”或“碱”)性，故有NH₃产生。
【探究】为确定气体成分，设计如下装置（夹持装置未画出)：

（1）实验后，取少量A中固体，加入稀盐酸，观察到     ，证明其中含CO₂；
（2）B中观察到               ，证明含有NH₃；
（3）（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液发生反应的方程式为：                    ；
（4）若B装置连同固体质量减轻4.8g，则C装置增加的质量为      ；
【反思】
（1）实验测得装置C增加的质量大于理论值，可能的原因是        ；
（2）氨气也是污染物，在C装置后连接下图装置，以吸收尾气中未参加反应的氨气。干燥管的作用是    （填序号)。

①防止氨气逸出      ②防止液体倒吸      ③防止盐酸挥发

某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，于是进行了如下实验探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？
【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。
【实验探究】小王、小李两同学分别设计了不同方案并加以实验。

	实验步骤	实验现象	结论
小王	用 $pH$试纸测溶液的 $pH$	溶液的 $pH>7$	说明氢氧化钠溶液没有变质
小李	取少量溶液于试管中，加入适量氯化钡溶液	$A$	说明氢氧化钠溶液已经变质

（1）小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是。
（2）小李同学的实验中观察到实验现象 $A$为．该反应的化学方程式为。
（3）小张同学认为该氢氧化钠溶液只是部分变质．为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。
（4）小王同学在测定溶液 $pH$实验中，由于紧张先将 $pH$试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的 $pH$，你认为他测出该溶液的 $pH$会（填"偏大"、"偏小"或"不变"）。
【反思】
（5）该氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示）。
【拓展应用】
（6）要证明氢氧化钠溶液是否变质，你认为还可使用与小李实验所加试剂不同类别的试剂是（填一种试剂即可，用化学式填写）。
（7）若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质应加入适量的（填化学式）溶液而除去。

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               。

(10分)辰辰家住在山青水秀的盘山脚下，几年前，村里为了发展经济，在村边建起一座氮肥厂。近段时间，辰辰发现村里的井水，在烧水或用碱性洗衣粉洗衣服时，总闻到水里散发出一股与氮肥厂附近相似的刺激性气味。
【作出猜想】联想到所学的化学知识，辰辰猜想可能是氮肥厂排出的废水污染了井水。
他猜想的依据是         ______________________________。
【表达交流】请你根据上述信息帮助辰辰归纳污染物的化学性质：
（1）             ________；（2）          __________ 。
【设计实验】为了验证猜想，辰辰设计了如下实验方案：
（1）从氮肥厂取来氮肥作为样品；
（2）取适量样品放入玻璃杯中，加入井水充分溶解。将所得溶液分为2份；
（3）一份加入碱性洗衣粉，搅拌后闻气味；另一份加热后闻气味。
【反思评价】辰辰的实验方案存在着问题，你认为应怎样改进？            。
【获得结论】辰辰通过改进后的实验，确认是氮肥厂排出的废水污染了井水。
【探究启示】目前该村村民还需饮用井水，请你提出一条简便的处理方法：           。

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。

兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【查阅资料】Na₂CO₃溶液呈碱性。
【对固体猜想】
猜想Ⅰ．全部是NaOH；  
猜想Ⅱ．全部是Na₂CO₃。
猜想Ⅲ．是NaOH和Na₂CO₃的混合物。
【实验和推断】

（1）若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是         ，说明氢氧化钠       （填“已经”或“没有”）变质。
（2）若A是CaCl₂溶液。①现象a有白色沉淀产生，现象b无色酚酞不变红色，则猜想       成立。②猜想Ⅲ成立的实验现象是                                      。

小明同学在学习酸的性质时，他用大小、外形均相同的铝片分别和H⁺浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应。他意外地发现：铝片与稀盐酸反应放出气泡的速度明显快于与稀硫酸反应放出气泡的速度。是什么原因导致了反应现象的差异呢？小明从微观角度分析得出，H⁺浓度相同的盐酸、硫酸中，只是所含    不同。
小明提出了如下猜想：
①Cl^—能促进铝和酸的反应，SO₄^2—对反应无影响；
②Cl^—对反应无影响，SO₄^2—能抑制铝和酸的反应；
③Cl^—能促进铝和酸的反应，SO₄^2—能抑制铝和酸的反应；
他进行了如下实验探究：

组别	相同的铝片	H^+浓度相同的酸	反应片刻后添加某种试剂（少量）	添加试剂后的反应现象	结论
1	1g铝片	5mL盐酸	Na2SO4	无明显变化	（填离子符号，下同） Na^+和对反应无影响
2	1g铝片	5mL硫酸	NaCl	明显加快	对反应有促进作用

针对上述探究过程回答下列问题：
（1）请你将表格中的空格补充完整；
（2）上述猜想             是成立的；
（3）若将第2组实验中添加的试剂NaCl改为HCl气体，              （“能”填“不能”）完成探究任务。

某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl。
猜想2：废液中的溶质只有             （填名称）。
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。
猜想4：废液中的溶质是NaCl、Na₂CO₃。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是       。
【实验与结论】
（1）为验证猜想2，小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小强认为猜想2正确。小强的实验       （填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是       。
（2）小丽为验证猜想3，选用碳酸钠做试剂。若猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式为       。
（3）若验证猜想4是否正确，下列试剂中可选用的有       （填序号）。
①氢氧化钠溶液   ②氯化钙溶液   ③稀盐酸   ④氯化钾溶液

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

白色粉笔是一种常用的教学用品，已知某品牌白色粉笔的主要成分中是含有钙元素的一种盐。某化学兴趣小组的同学一起探究该粉笔的组成。
【提出问题】白色粉笔的主要成分是什么?
【作出猜想】①碳酸钙；②硫酸钙；③硝酸钙。
【查阅资料】硝酸钙易溶于水；硫酸钙微溶于水；硫酸钡不溶于水，也不溶于稀硝酸。
【实验探究】
（1）小军取一段白色粉笔（约1g），在研钵中研成粉末，倒入大烧杯中，加入100毫升蒸馏水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有较多的白色固体未溶解。说明猜想 不成立；
（2）小军将烧杯中的物质过滤,然后取少量滤渣于试管中，并滴加稀盐酸，看到     的现象，证明猜想①不成立；
（3）小兵取少量滤液于试管中，滴加Ba（NO3）2溶液和稀硝酸，有白色不溶物产生，发生反应的化学方程式为                       ；
【实验结论】根据上述探究中的实验现象，请你写出该粉笔主要成分的化学式为     ；

工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。
【提出问题】滤液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】假设一：滤液中只含氢氧化钠
假设二：滤液中含氢氧化钠和碳酸钠
假设三：滤液中含
假设四：滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠
【进行实验】甲同学设计了如下实验方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤液放在试管中，再滴入氯化钙溶液	若生成白色沉淀	碳酸钠过量
若无明显现象	恰好反应

【反思与评价】
（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的基本类型为        。
（2）乙同学认为假设四不合理，理由是           。
（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由是        。
（4）丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是：

实验步骤	实验现象和结论

【定量研究】
（5）戊同学称取100g烧碱固体样品（样品中的杂质是碳酸钠），加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl₂溶液。反应时CaCl₂溶液与沉淀的质量关系如图所示。

①样品中氢氧化钠的质量为         g；
②计算所加CaCl₂溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）

实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．

小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 （  ）
A．酸         B．碱          C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
ⅡNa₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9．6

小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是         
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是       
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是       
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验．

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
①取少量溶液于试管中，②滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
③把产生的气体通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水变浑浊	猜想②正确． 反应的化学方程式：

 

【问题提出】怎样证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应？
【查阅资料】根据化学反应的本质：有新物质生成。可从两个方面设计实验证明：一是设计实验证明反应物的消失；二是设计实验证明有新物质生成。
【实验探究】方案一：①向烧杯中加入10ml氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞溶液，溶液颜色变为        ；②再用滴管慢慢滴入稀盐酸，并用         不断搅拌，当观察到       时， 即可确定二者发生了化学反应，该反应的化学方程式为          。

方案二：在10ml NaOH溶液滴加盐酸的过程中，用pH试纸不断测量溶液的酸碱度，当pH ＜7即可确定二者发生了化学反应。实验测得其图象如图1。
（1）测定pH的操作方法为         ；
（2） b点表示溶液中的溶质是         ；
（3）强调“pH ＜7时”作为判断发生化学反应的理由是         ；
（4）对上述过程采用微观模型加以认识，如图2：当滴加盐酸过程中，氢氧化钠溶液中减少的离子是    （填离子符号）；
（5）将图2中缺少的粒子补充完整              （填离子符号）。