初中化学常见污染物的来源、危害及治理探究题

【改编】常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
（1）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是________。
（2）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

Fe₃O₄+8HCl= FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，那么该黑色固体不可能含有_______（化学式），
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________。
【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。
【反思与交流】初中我们还学过通过_______________________________（化学方程式）得到Fe₃O₄。

实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10％”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小欣和小芳同学很感兴趣，决定对其成分进行探究：

（1）这瓶试剂可能是什么溶液呢?答：________________。
（2）根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是________ （填字母代号）。
A．酸        B．碱       C．盐
（3）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】小欣根据试剂瓶标注的溶质质量分数l0％和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是________（填写物质名称）。
（4）①可能是NaOH溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl溶液。
【设计并实验】
①小芳用胶头滴管吸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，这瓶试剂不可能是________。
②小欣为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，她又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结沦及化学方程式
取样于试管中，滴加氢氧化钙溶液	________	猜想②正确。 相关的化学方程式________________________

（5）请你选择与小欣不同类别的试剂，来鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你选择________溶液。

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。

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】小丽、小林两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】请判断以上设计的两个方案中，          同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另一个方案错误的原因：                              。
（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

 

化学实验课后，兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
【实验探究1】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加      ，并不断振荡。	有      产生。	氢氧化钠溶液已经变质。

【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？
【猜想与假设】猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。   猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。
【查阅资料】（1）氯化钙溶液呈中性。
（2）氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
【实验探究2】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡。	有   产生。	说明原溶液中一定有 碳酸钠。
（2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。	。	说明原溶液中   。

【实验结论】该氢氧化钠溶液          （填“部分”或“全部”）变质。
【反思与评价】
（1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，写出相关反应的化学方程式                。
（2）保存氢氧化钠的方法是             。
（3）在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为该方案   （填“可行”或“不可行”）。

某实验小组的同学从不同角度对稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应进行了探究，请填写下列空白。
（1）如何用实验验证稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应？
方案一： ________________________________________

实验步骤	实验现象	结论
先用pH试纸测定稀盐酸的pH，再逐渐滴加氢氧化钠溶液，并不断振荡，同时测定混合液的pH	pH逐渐变大，最后pH7	稀盐酸与氢氧化钠溶液发生反应

分析上述方案中，为什么强调只有测得pH 7才能证明反应发生了？
方案二：如下图向盛有NaOH溶液的烧杯中先滴加酚酞试液，后滴加稀盐酸至过量，观察到的现象是____________________；

结论：稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为____________________。上述两个方案在设计思路上的相同点是____________________。
（2）探究稀盐酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应？

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量方案二反应后的溶液于试管中，滴加硫酸铜溶液	若生成蓝色沉淀	氢氧化钠有剩余，反应的化学方程式为_______________
若没有明显现象	二者恰好完全反应

小明同学对此提出质疑，没有明显现象也不能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应，理由是：______________________________。为此他认为还需要补充下列实验：

	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
补充方案	取上述少量方案二所得溶液于试管，加入________（填一种试剂的名称），观察现象	____________	二者恰好完全反应

 

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。

在一次化学实验探究活动中，老师交给某学习小组一瓶由碳酸钠溶液与澄清石灰水混合反应后，并经过滤得到的无色滤液，要求对该无色滤液中溶质的成分进行探究．请你一同参与他们的探究活动．
【提出猜想】滤液中溶质的成分有如下几种可能：

A．NaOH	B．Na2CO3、Ca（OH）2、NaOH
C．Na2CO3和NaOH	D．_________

【讨论交流】（1）上述猜想中，肯定不成立的是_________（填猜想序号），其理由是_________．
（2）若猜想A成立，则原反应中碳酸钠溶液与澄清石灰水一定_______（填“是”或“不是”）恰好完全反应．
【实验探究】甲、乙两同学为了验证各自的猜想，分别进行了如下实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取少量滤液于试管中， 加入足量的 _________ 溶液	有气泡产生	猜想 _________ 成立 （填猜想序号）
乙同学	取少量滤液于试管中， 加入足量的Na2CO3溶液	无明显实验现象	猜想A成立

甲同学取少量滤液于试管中，加入足量的 _________ 溶液 有气泡产生，猜想 _________ 成立（填猜想序号）
乙同学取少量滤液于试管中，加入足量的Na₂CO₃溶液 无明显实验现象，猜想A成立
【反思与评价】经过讨论，大家一致认为乙同学的实验结论不一定正确，其理由是：除猜想A可能成立外，猜想 _________ 也可能成立（填猜想序号）。

化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”，在成果展示现场，某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体（见图1），用带火星的木条接触硝酸钾晶体，就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延，留下“火”字的黑色痕迹（见图2）。

在场的同学对此产生了浓厚的兴趣，并进行了如下研究：
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧？
【查阅资料】硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾（KNO₂）和一种常见的气体单质。
【猜想与假设】对于生成的是什么气体，四位同学有如下猜测：
甲：二氧化氮； 乙：氮气； 丙：氧气； 丁：氢气；
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由是：                                  。
【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证，他们的操作方法是：           ，观察到的现象是                           ，说明同学丙的猜想正确，硝酸钾分解的化学方程式是                      。
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是：
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字？已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表：

温度/℃	20	40	60	80	100
溶解度/g	31.6	63.9	110	169	246

你对上述问题的解释是：                       。

（一）小明和小亮同学在实验室帮老师配制石灰水时，将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是小明认为熟石灰样品已经变质。小亮同学不同意他的判断，你认为小亮同学的理由         。同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是Ca(OH)₂；
乙同学猜想是CaCO₃
你认为是                      。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量的        溶液；	；	乙的猜想不正确
向滤出固体中加入适量          溶液。	。	你的猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应       保存熟石灰。
（二）在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组学生进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中。浊液中白色沉淀物质
是          和          。（填物质的化学式）
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。
【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：       ；
猜想②：Na₂SO₄；
猜想③：Na₂CO₃；
猜想④：Na₂CO₃、Na₂SO₄
【实验探究】

若现象a只有气泡产生，则猜想    可能成立；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，若沉淀全部不溶解，则猜想      成立。

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)盐城是全国酸雨高发地区之一，某化学兴趣小组得知酸雨是因空气中的二氧化硫与水反应生成酸而导致，他们想对此进行探究，请你参与他们的探究过程：
（1）做出假设：                                                           ；
（2）设计方案：用紫色的石蕊试液浸泡，制成紫色纸花并晾干。先验证水能否使紫色纸花变色，再验证二氧化硫气体能否使干燥的紫色纸花试纸变色，最后验证二氧化硫气体能否使湿润的紫色纸花变红，实验装置和药品如图：

（3）查阅资料：你认为该实验小组不需要掌握的资料内容中应包括（填序号）             ；
①二氧化硫易溶于水 ②酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红  ③SO₂不与浓硫酸反应
（4）实验：①实验中纸花（Ⅱ）的颜色始终没有变化，这说明                               。
②纸花（Ⅲ）在实验过程中始终未见变色，此现象说明                                      。
③实验Ⅰ的作用是                                                                 。
（5）结论：实验过程中只有Ⅳ纸花变红，说明原假设                  （填“成立”或“不成立”）

A-F和X都是初中化学中常见物质，其中A、C是无色气体，B、F是红色固体，它们的转化关系如图（部分生成物已省略）

①D的化学式为      。
②写出D和X反应的化学方程式                        。
③请写出防止喊D的生活用品腐蚀法           。（写出常见方法一种）

乙炔（C₂H₂）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC₂）与水反应生成，同时生成一种白色固体。
【查阅资料】电石主要成分为碳化钙（CaC₂），它没有可燃性。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：
猜想一：CaO；猜想二：               ；猜想三：Ca(OH)₂。
他的依据是                                                       。
【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是：
                                                                 。
【进行实验】（一）取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到                   ，证明猜想二不成立。
（二）取少量白色固体加入到水中，取上层清液，通入                     ，有白色浑浊出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为：             。
结论：白色固体是Ca(OH)₂。
【拓展应用】某市一辆满载电石的货车遇大雨引发熊熊大火，其中的可燃物是________，且该反应放出大量热，使可燃物达到_______________。
【交流反思】通过上述实验可知，电石在保存和运输时的注意事项_         ___

(7分)实验室有一瓶试剂的标签破损不清如下图，

甲、乙、丙三位同学对它的主要成分进行讨论，一起猜想。
甲同学认为：该试剂主要成分是酸；
乙同学认为：该试剂主要成分是碱；
丙同学认为：该试剂主要成分是盐；
（1）你认为       同学的猜想是错误的；
（2）丙同学证实该物质是一种氮肥，则化学式是         ；
（3）甲同学对有关盐的知识进行了以下的整理。

氯化钾	氯化钙	氯化钠	氯化镁	氯化铝	氯化锌	氯化亚铁	氯化铜
KCl	CaCl2	NaCl	MgCl2	AlCl3	ZnCl2	FeCl2	CuCl2

反思：
①根据以上盐中的金属元素的排列，可以得出是依据              顺序归纳整理的。
②酸在水溶液中能解离出H⁺,因此酸溶液具有相似的化学性质。据此分析上述盐溶液也会具有相似的化学性质，写出一种与上述盐溶液均能发生反应的物质的名称：          。
（4）小组同学探究：除去固体氯化钠中混有的氯化钙。
设计实验方案如下，请参与实验并回答问题。

a．写出A物质的化学式：                ；
b．反应②中如果加入的稀盐酸也过量，则对所得到的氯化钠纯度          （选填“有”或“没有”）影响；
c．分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较，结果      （选填“不变”、“增大”或“减小”）。