初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

如图所示，某实验小组进行以下实验：

（1）上述实验进行对比的目的是 _________ ．
（2）实验后，将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中，溶液无色．再向其中加入一定量的碳酸钠溶液（提示：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl），所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况，请补充完整（酚酞省略不写）：①NaCl；② ________ ；③ _______ ；④ _________ ．若该混合物中溶液无色，选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况，写出所加试剂，预期现象和结论．

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

(4分)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展探究活动，请你和同学们一起进行实验探究。
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【知识梳理】该反应的化学方程式为（1）　            ；
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【猜想与假设】
甲组：只有Na₂SO₄    乙组：有Na₂SO₄和H₂SO₄ 丙组：有Na₂SO₄和NaOH         
【收集证据】丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴酚酞试液溶液，无明显变化，溶液中一定没有（2）            。
【表达与交流】为了验证其余猜想，甲组同学的实验方案是取少量试液于试管中，滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀产生。你认为他们的实验方案（3）        （填“正确”或“不正确”），你的理由是（4）                。
乙组同学取少量试液于试管中，加入（5）______             溶液，振荡，观察到（6）___________________________，证明自己的猜想是正确的。
【反思与评价】为回收硫酸钠，应取剩余试液于烧杯中，加入（7）______ 溶液，充分搅拌，蒸发即可得到纯净的硫酸钠。

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如下图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究（不考虑发泡剂等类物质）。

【提出问题】废液中所含溶质是什么物质？
【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NaCl；
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl；
猜想4：废液中的溶质是__________________。
【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，甲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。于是甲认为猜想2正确。甲同学的实验________（填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是________________________________。
(2)乙同学为验证猜想3，选锌粒做试剂。假设猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式       。
(3)若猜想4正确，且最终欲得到纯净的氯化钠溶液需加入_____溶液。
【拓展与应用】
若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行_________操作即可从废液中得到NaCl固体。此方法的缺点是_________________。

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

实验中学兴趣小组的同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于溶液是否变质，同学们提出了如下假设：
【提出假设】
假设一：该溶液没有变质；
假设二：该溶液全部变质；变质的原因是（用化学方程式表示）                    。
假设三：该溶液部分变质。此时该溶液中含有的溶质是（用化学式表示）            。
【设计方案】兴趣小组的三位同学根据以上假设设计了如下三个实验方案：
方案一：取溶液样品，向样品中加入足量的氯化钙溶液，若无沉淀出现，则假设一正确；若有沉淀出现，再向反应后的残留液中加入几滴无色酚酞溶液，若无色酚酞溶液变红，则假设       正确，若无色酚酞溶液不变色，则另一种假设正确。
方案二：取溶液样品，向样品中逐滴加入稀盐酸至过量，若假设一正确，则出现的现象是自始至终都无气体生成；若假设二正确，则加盐酸，就立即有气体生成；若假设三正确，则出现的现象是                               。
【方案评价】万相宏同学认为将方案一中的氯化钙溶液换为氢氧化钙溶液也能完成实验，你认为他的评价       （填“正确”或“错误”），其原因是              。
【实验结论】假设三正确。
【反思拓展】玻璃的主要成分是二氧化硅，盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶，不能用玻璃塞，其原因是                                  。

实验室中有一瓶标签受损的无色液体，如图所示。这瓶无色液体是什么呢? 实验员老师告诉大家，该液体只能是过氧化氢溶液、稀硫酸和蒸馏水中的一种。

（1）大家讨论后一致认为不可能是蒸馏水，理由是                               。
（2）为确定该液体成分，同学们继续进行了如下实验探究：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取该液体适量于试管中，向其中加入少量            粉末。	没有气泡产生。	该液体不是过氧化氢溶液。
步骤二：取该液体适量于试管中，向其中滴加少量氯化钡溶液。		该液体是稀硫酸。

【反思交流】
（1）大家认为标签受损的原因可能是                     ；
（2）如果该液体是过氧化氢溶液，则步骤一中产生的变化用化学方程式表示为                                                              。

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1】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。
（1）则NaOH变质反应的化学方程式为         。
【查阅资料】
①碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L^－1。
【实验探究1】
（2）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
(a)取少量样品溶于水，加入      ；	有白色沉淀产生	该反应的化学方程式为
(b)静置，向         。		证明猜想Ⅱ成立

【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：

①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（3）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是         。
（4）B中集气瓶盛装的X溶液应为         溶液。
（5）试管中原有的空气对实验结果         （选填“有”或“没有”）明显影响。
（6）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为         （精确至1%）。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体，小亮明设计了如下图所示的实验流程。

（7）操作②的名称是         ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是        。
（8）该实验中发生反应的化学方程式为         。
（9）最终所得氢氧化钠固体的质量     变质样品中氢氧化钠的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【反思与交流】
（10）敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质，所以试剂瓶要         塞密封保存。
（11）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有        （填数字序号）；
①选择试剂种类          
②确定试剂用量      
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计  
⑤实验安全环保      
⑥测量中减少误差
（12）【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，它们分别是         。

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。

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后（用石灰石和稀盐酸制取），对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加______	现象：溶液变为红色	溶液显酸性（含有H^+）；溶质中有氯化氢。
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：_________________________ 反应的化学方程式是： _______________________________
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：_________________________ 反应的化学方程式是：____________

【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的____________（填化学式），经过滤、____________操作后即可完成。

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

为探究酸碱盐之间的反应，小红同学做了以下实验：在稀硫酸中加入了一定量的硝酸钡溶液。请回答：
（1）观察到的实验现象是              ，反应的化学方程式为                    ，分析实验现象，溶液中减少的离子是            （写离子符号）。
（2）小红同学在稀硫酸中加入硝酸钡溶液时，硝酸钡溶液可能过量，检验溶液中含有少量
硝酸钡的方法是                                                    。
（3）在98g质量分数为10%的稀硫酸中加入100g硝酸钡溶液，恰好完全反应，所加硝酸钡溶液中溶质的质量分数是           （计算结果精确到0．1%）。
（4）若要配制98g质量分数为10%的稀硫酸，需要质量分数为98%的浓硫酸（密度为
1．84g/cm³）       mL（计算结果精确到0．1）。在实验室用浓硫酸配制稀硫酸的主要步骤有：计算、            、混匀、冷却至室温装瓶，并贴上标签。

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CaCl₂与Ca（OH）₂
（B）溶质可能是CaCl₂
（C）溶质可能是CaCl₂与HCl
【查阅资料】CaCl₂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

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%）

“五·一”小长假后，小刚和小敏带着快乐的心情返回学校。当他们来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，由此，激发了他们的探究欲望。
【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质？
氢氧化钠露置在空气中变质的原因是                   （用化学方程式表示）。
【提出猜想】猜想一：没有变质；
猜想二：部分变质；
猜想三：全部变质。
【实验探究】小刚和小强设计了如下实验方案：
小刚：取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后，滴入几滴酚酞溶液，若观察到溶液变红色，证明该瓶氢氧化钠固体没有变质。
小敏认为小刚的结论是错误的，理由是                                     。
于是小敏进行了如下实验：

（1）上述实验操作④的名称           ，其中玻璃棒的作用            。
（2）步骤③中加过量氯化钙溶液的目的是                                    。
（3）步骤⑤中，小敏用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=10，
他判断猜想二是正确的。对他的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是   。

A．方法正确，结果正确，且结论正确

B．方法正确，结果正确，结论不正确

C．方法不正确，结果偏大，但结论正确

D．方法不正确，结果偏小，但结论正确

【交流反思】
（1）在实验室里氢氧化钠需要密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓硫酸需要
密封保存的原因                                                。
（2）下列物质能替代小敏实验中CaCl2溶液的是                (填序号)。
①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液、③Ca(OH) 2溶液、④Ba(OH)2 溶液。