初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

京京在做金属与盐溶液的实验时,意外发现铝放入硫酸铜溶液后产生了无色无味气体,于是对此进行探究。
【提出猜想】①欢欢认为该气体可能是氧气②迎迎认为该气体可能是氢气③晶晶认为该气体可能是二氧化硫。欢欢认为晶晶的猜想错误，理由是                   。
【进行探究】

实验操作	实验现象	结论
①__________________________	木条不复燃	欢欢猜想不成立
②用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片		迎迎猜想成立

【反思与探究】铝为什么能与硫酸铜溶液反应产生该气体?京京思考除与水有关外，还与什么粒子有关呢？资料表明硫酸铜在水中会产生铜离子和硫酸根离子。为此京京又进行以下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
把铝丝放入20%的Na2SO4溶液	无气泡产生
	有气泡产生	产生气泡与铜离子有关

由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有           物质。

在化学实验室，某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块。于是对其成分进行科学探究，请你一起完成探究的过程。
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】结块后的固体成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：固体为碳酸钠
猜想二：固体为碳酸钠和氢氧化钠。
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因_____________________________________。
【查阅资料】BaCl₂溶液pH=7
【实验探究】从瓶中取出一定量的固体，加入足量水溶解，再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管，进行如图所示实验。

甲同学根据实验现象，认为结块固体中有碳酸钠和氢氧化钠。
【实验分析】
（1）根据甲同学的实验结论可知，三支试管中观察到的实验现象分别为：A试管中________________，B试管出现大量气泡，C试管中出现白色沉淀；
C试管中现象产生的原因是（用化学方程式表示）___________________________。
（2）乙同学认为甲同学的结论是不正确的，原因是_______________________________。
【实验设计】请你设计合理的实验方案，填入下列表格中。

操作	现象	结论
取少量结块固体于试管（或烧杯）中，加水使其完全溶解，__________________ ______________________ _____________________	_______________________	固体为碳酸钠和氢氧化钠

Ⅱ固体中各成分含量
为确定该固体样品中Na₂CO₃的质量分数，小芳同学称取2 g样品，利用A为Y形管、B为量气管、C为水准管作为主要反应容器，进行了如图（I）所示实验。

（1）在量气管内水面上架一薄层油，目的是__________________________。
（2）使样品与稀硫酸反应的操作为 __________________________________。
（3）实验结束后，小芳同学读出量气管中的气体体积为22.4ml（已知该温度压强下，CO₂的密度为1.965 g/L），请你计算出样品中Na₂CO₃质量分数。（写出计算过程）
（4）小明同学设计如图（Ⅱ）装置，分别测定反应前、反应后仪器以及仪器内物质的总质量，进行有关计算，实验操作中没有失误，多次测量的结果均偏大，你认为可能的原因是________________________。

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                                  。

纯碱（Na2CO3）是一种重要的盐类物质，在化学工业中用途极广。小王同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想，并设计实验进行验证。请你帮助她将下列实验报告填写完整。

猜想	实验操作	实验现象	结论（或化学方程式）
猜想一：Na2CO3溶液显碱性	取少量Na2CO3溶液于试管中，滴入2-3滴酚酞试液，振荡		溶液显碱性
猜想二：能与酸反应	取少量溶液于试管中，然后滴加稀盐酸	有大量气泡产生	化学方程式
猜想三：能与Ca(OH)2反应	向盛有少量Na2CO3溶液于试管中，滴加澄清石灰水	产生白色沉淀	化学方程式
猜想四：能与BaC12反应		能产生白色沉淀	Na2CO3+BaC12=BaCO3↓+2Na CI 反应的基本类型为：

 

甲、乙两同学帮助老师整理实验室时，发现有一瓶试剂标签残缺，只剩下“Na”和“10%”字样（如图）。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。甲、两同学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】甲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．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ．测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下：

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

【得出结论】乙根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是       。
【设计实验并继续探究】
（1）甲取该溶液少量于试管中，加入紫色石蕊，溶液变蓝，这瓶试剂不可能是     。
（2）乙为了确定该溶液是哪种溶液，又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中，滴加	产生大量的气泡	该溶液是  ，反应的化学方程式

【拓展与应用】
甲确定该溶液，选择了与乙不同的试剂，甲选择的试剂是    （要求类别不同）。
【反思与评价】老师指出该结论不严密，其理由是        。

在学习盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的研究．
探究一  M溶液中的溶质是什么？

（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：①是     ，②是CaCl₂．
【收集资料】CaCl₂水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加		猜想①正确，碳酸钠与其反应的化学方程式为

探究二  过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】猜想一：NaOH和Na₂CO₃；猜想二：_____；猜想三：NaOH
（3）【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	“猜想一”不成立

他们的实验结论是否正确？      ，理由是                          ．
（4）【继续探究】设计实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCI2溶液，B中加入     溶液	若A中产生白色沉淀，B中没有沉淀	“猜想一”成立
	“猜想二”成立
	“猜想三”成立

 

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：                     ．

有一包固体样品，可能是碳酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究其成分，李老师取用一定量样品，加水溶解，过滤得到白色沉淀甲和无色滤液乙。
【探究活动一】自主小组探究白色沉淀甲的成分。

实验操作	实验现象	结论
取白色沉淀甲，滴加足量的稀盐酸	沉淀消失	白色沉淀甲中一定含有

【探究活动二】合作小组探究固体样品中是否含有氢氧化钠，设计了如下实验：

实验步骤	实验操作	实验现象	结论
1	取无色滤液乙，加入碳酸钠溶液	无明显现象	无色滤液乙中一定不含氯化钡
2	取适量无色滤液乙，加入过量的     溶液，过滤	生成白色沉淀	无色溶液中一定含有碳酸钠
3	取实验步骤2中的滤液，滴加     溶液		原固体样品中一定存在氢氧化钠

【反思】实验步骤2中加入过量试剂的目的是     。
【结论】通过两个小组的共同探究，得出了原固体样品中含有的成分。

某兴趣小组的同学为了探究一久置氢氧化钠溶液是否变质，进行了如下猜想与实验：
【查阅资料】氯化钡溶液显中性，碳酸钠溶液显碱性
【提出猜想】假设一：该溶液没有变质；
假设二：该溶液部分变质；
假设三：该溶液     变质
【实验验证】

实验探究	实验现象	实验结论
①取少量该溶液于试管中，向其中滴加过量的氯化钡溶液	生成白色沉淀	假设     不成立
②静置，向上层清液中滴加酚酞溶液	溶液	假设二成立

【讨论交流】
（1）步骤①滴加过量的氯化钡溶液的目的是     ．
（2）某同学设计了如下方案：①取少量样品溶液向其中滴加少量氯化钡溶液产生白色沉淀；②另取少量样品溶液再向其中滴加酚酞溶液，观察到溶液呈红色。由此他得出了假设二成立的结论。
他的结论     （填“正确”或“不正确”）理由是     。
（3）久置氢氧化钠敞口放置变质的原因是          （用化学方程式表示），因此氢氧化钠应     保存。

某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时，因发现烧杯底部有固体未溶解，对熟石灰样品的主要成分进行了探究．请你参与讨论并完成实验报告．
【提出问题】针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质，变质的化学方程式为                           。小华同学不同意他的判断，你认为小华同学的理由是                。
【进行猜想】猜想一：熟石灰样品成分是Ca（OH）₂；
猜想二：熟石灰样品成分是CaCO₃；
猜想三：你认为熟石灰样品成分还可能是                   。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

【拓展与应用】实验小组同学想测定样品中Ca（OH）₂的质量分数：称取上述0.5g样品，加足量水使之充分溶解，搅拌后过滤．
①甲组在实验室用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录见下表．（提示：氯化钙溶液呈中性）

加入盐酸溶液的质量/g	0	2.5	3.65	6
样品的pH	12	11	7	2

I．边滴加稀盐酸，边不断搅拌的目的是                   ；
II．样品中Ca（OH）₂的质量分数是多少？（写出计算过程，4分）
②乙组同学进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象如下图．则图中a点表示的含义是                                    ；
图中b点溶液中含有的溶质有         （填化学式），乙组同学要计算出样品中氢氧化钙的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是           。

某化学兴趣小组对“NaOH溶液与稀盐酸是否恰好完全反应”进行探究。请你参与他们的探究活动，并回答有关问题。
（实验探究）（1）方案一：某同学按下图所示的方法先向试管中加入约2mL NaOH溶液，再滴入几滴酚酞溶液，溶液变红。然后慢慢滴入稀盐酸，边滴边振荡，直至溶液恰好变为        色，证明NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应。

①请指出上图操作中的错误                        。
②写出NaOH溶液与稀盐酸反应的化学方程式                         。
（2）方案二：

实验步骤	实验现象	结论
取2mL NaOH溶液于试管中，滴入 一定量的稀盐酸，振荡后加入镁条	若	稀盐酸过量
若没有明显现象	NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应

（实验反思）（3）方案一在滴入稀盐酸的过程中，若观察到曾有少量气泡出现，请分析产生气泡的原因可能是                        （写出一条即可）。
（4）有同学提出方案二不能证明NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应，其原因是             。为此，还需要选择              （填一种试剂），再进行实验即可。
（拓展应用）（5）请举一例说明中和反应在生产生活中应用                 。

(共7分)在化学兴趣小组活动中，小华把一标有“生石灰 干燥剂”的小纸袋带到学校进行实验。干燥剂是否变质？小华与小冬设计并进行了如下实验，请你帮他们完成实验报告。
（1）小华设计实验步骤是：取少量干燥剂放入试管中，加入少量           ，观察到的实验现象是：                  ，得出结论是：干燥剂中含有CaO；
小冬设计实验步骤是：取少量干燥剂制得的溶液于试管中，滴入几滴酚酞试液，观察到的实验现象是：                  ，得出结论是干燥剂中含有Ca(OH)₂。
（2）小明认为小冬的实验不科学，理由是_______________________________。
（3）既然干燥剂中已有Ca(OH)₂，小华又猜想还可能有另一种物质生成，原因是_______________（用化学方程式表示）。请你设计实验证明小华的猜想（简要写出实验步骤、现象及结论）_____________。

碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验验证、探究它们的化学性质。查阅资料①Na₂CO₃ + CaCO₃ = CaCO₃↓+ 2NaCl
①2NaHCO₃      Na₂CO₃ +CO₂↑+ H₂O
③Ca(HCO3)2易溶于水。
④CaCl₂溶液分别与NaHCO₃、Na₂CO₃溶液等体积混合现象（表中的百分数为溶液中溶质的质量分数）

	NaHCO3	Na2CO3
0.1%	1%	5%	0.1%
CaCl2	0.1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊源	有浑浊
1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有微小气泡	有沉淀
5%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有大量气泡	有沉淀

 
【进行实验】

序号	实验装置	主要实验步骤	实验现象
实验1		向 2支试管中分别加入少 量Na2CO3 和NaHCO3 溶液，再分别滴加盐酸	2支试管中均有气泡产生
实验2		向Ⅱ中加入试剂a，向Ⅰ中 加入少量Na2CO3 或 NaHCO3 固体，分别加热一 段时间	Na2CO3  受热时Ⅱ中无明 显现象 NaHCO3受热时Ⅱ中出现 浑浊
实验3		向Ⅱ中加入试剂a，向Ⅰ中 加入少量5%的NaHCO3溶 液，再滴加5%的CaCl2溶 液	Ⅰ中出现浑浊，有气泡产 生Ⅱ中出现浑浊

【解释与结论】
（1）实验1 中，NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为。
（2）实验2 中，试剂a为。
（3）实验3 中，NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为：
2NaHCO3+ CaCl₂  =" ____+_______+________+" H₂O（本题1分）
【反思与评价】
（1）实验2 中，加热NaHCO3后，试管Ⅰ中残留固体成分可能为 （写出所有可能）。
（2）资料④中，NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊、未观察到气泡，原因可能是_____________。
（3）用两种不同的方法鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体，实验方案分别为：
①                            ；②                            ；