题目内容
1．
某校研究性学习小组对福州某段内河水质的状况进行相关的调查研究．（1）如图所示的自制净水器中的活性炭物质，可除去水中的异味和色素．
（2）硬水会给生活和生产带来许多麻烦，长期饮用硬水可能会引起体内结石；如用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净，时间长了还会使衣物变硬．通过化学学习，我们知道可用肥皂水来区分该内河的水属于硬水还是软水；
（3）你认为下列行为会造成内河水质下降的是BC．（填标号）
A．在河边种植花草树木 B．居民将生活污水直接排入内河
C．将垃圾倒入内河中
（4）“中水”是指生活污水处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内再次使用的非饮用水．根据你了解水的净化方法，写出将生活污水净化处理成“中水”的过程中，常采用的两种方法过滤、吸附．利用“中水”的实际的实际意义是节约水资源（减少污水排放，降低污染）．
分析 （1）根据净化水的要求：除去水中的异味和色素，推断所使用的净水剂；
（2）根据硬水、软水的不同，判断区分硬水与软水所需的试剂及降低水的硬度可采用的方法；
（3）根据水污染的相关知识，判断会造成内河水质下降的行为；
（4）根据中水的特点，判断将生活污水净化处理成“中水”的过程中采用的净化方法，并分析该做法的意义．
解答 解：
（1）利用活性炭的吸附性，可除去水中的异味和色素；
（2）硬水中含有较多钙、镁离子，会影响肥皂的起泡，在对水加热煮沸时，水中钙、镁离子会形成沉淀而降低水中离子含量；因此，通常使用肥皂水区分水的软硬，而通过煮沸的方法降低水的硬度；
（3）将生活污水、垃圾倒入河水中，都会造成内河水质下降；
（4）将生活污水净化处理成“中水”的过程中，需要除去水中的一些固体不溶物及异味，因此需要进行过滤和吸附操作；中水可在一定范围内再次使用，因此节约水资源（减少污水排放，降低污染）；
故答案为：
（1）活性炭；（2）肥皂水；（3）BC；（4）过滤；吸附；节约水资源（减少污水排放，降低污染）
点评 了解水的污染、掌握水的净化常用的操作方法及净水原理，这是解决问题所需具备的基础．
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己知A、B、C、D是初中化学中四种常见的物质，A是可供给呼吸的气体，D可用于常温下制取A，B、C的组成元素相同，它们之间存在如图的反应与转化关系（图中“→”表示转化关系）
9．咱们学校化学兴趣小组的同学，对实验室制备氧气的若干问题进行如下探究：
（一）为探究影响双氧水分解速度的某种因素，A小组记录了如下实验数据：
（1）本实验中，测量O2体积的装置是c（选填下图1中的装置编号）．
（2）实验结论：在相同条件下，过氧化氢浓度越高，双氧水分解速率越快．
（3）B小组用如图2装置进行实验，该变化的文字或符号表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，通过单位时间内电子天平的质量示数减少的多少比较也能达到实验目的．
（二）C小组查阅资料：在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂．于是他们用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写下表：
（2）步骤①的目的是与步骤③对比，检验加入氧化铜前后过氧化氢溶液的分解速率有无变化．
（3）步骤⑦是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有改变．
（三）D小组为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，设计了以下对比实验：
a．将12.25g KClO3与5.0g MnO2均匀混合加热
b．将12.25g KClO3与5.0g CuO均匀混合加热
（1）在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢．通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O2的体积；②测收集相同体积O2所需的时间．
（2）计算：12.25g KClO3中所含氧元素质量与克过氧化氢中所含氧元素的质量相等？
（一）为探究影响双氧水分解速度的某种因素，A小组记录了如下实验数据：
| 双氧水的质量 | 双氧水的浓度 | MnO2的质量 | 相同时间内产生O2的体积 | |
| I | 50.0g | 1% | 0.1g | 9mL |
| II | 50.0g | 2% | 0.1g | 16mL |
| III | 50.0g | 4% | 0.1g | 31mL |
（2）实验结论：在相同条件下，过氧化氢浓度越高，双氧水分解速率越快．
（3）B小组用如图2装置进行实验，该变化的文字或符号表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，通过单位时间内电子天平的质量示数减少的多少比较也能达到实验目的．
（二）C小组查阅资料：在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂．于是他们用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写下表：
| 步骤③现象 | 步骤⑥结果 | 步骤⑦操作 | 结论 |
| 有大量气泡产生，带火星的木条复燃； | 固体质量仍为0.2g； | 将固体加入盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中，并把带火星的木条伸入试管，观察现象． | 在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂． |
（3）步骤⑦是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有改变．
（三）D小组为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，设计了以下对比实验：
a．将12.25g KClO3与5.0g MnO2均匀混合加热
b．将12.25g KClO3与5.0g CuO均匀混合加热
（1）在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢．通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O2的体积；②测收集相同体积O2所需的时间．
（2）计算：12.25g KClO3中所含氧元素质量与克过氧化氢中所含氧元素的质量相等？
16．
在CO2复习课上，小组合作激发了师生学习的热情：
（一）老师设计了如图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质．
说明：
1、装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸．
2、装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干．
（1）实验时，打开K1，关闭K2，可用来制备CO2．Ⅰ中反应的化学式表达式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，检验Ⅱ中气体收集满的方法是将燃着的木条放至导管口a处，木条熄灭说明收集满．
（2）实验时，关闭K1，打开K2，可用于探究CO2的性质．实验时Ⅲ中出现的现象是干燥试纸无变化，湿润试纸由下至上依次变红，有关反应的化学式表达式为CO2+H2O═H2CO3，该实验说明CO2具有的性质是密度比空气大、能与水反应．
（二）同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中．针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究．
【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？
【作出猜想】
1、排空气法收集到的CO2气体可能不纯．
2、CO2溶于水需要时间较长．
3、…
【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据见表1．
（已知：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小）
表1 24小时内CO2溶解情况
【得出结论】
课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是时间短，排空气法收集的气体不纯．
【实验反思】
该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考．
（1）向上排空气法收集CO2的纯度．
小组同学用容积为150mL 的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO2排出这些水．用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭．试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表 2．
表2 占空气体积分数不同的CO2使燃着的木条熄灭情况
上表中X的值为28%．
（2）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照
小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO2气体，记录所需时间，如表3所示．
表3 排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照
①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是排出装置内的空气．
②综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价：排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短．
在CO2复习课上，小组合作激发了师生学习的热情：（一）老师设计了如图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质．
说明：
1、装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸．
2、装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干．
（1）实验时，打开K1，关闭K2，可用来制备CO2．Ⅰ中反应的化学式表达式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，检验Ⅱ中气体收集满的方法是将燃着的木条放至导管口a处，木条熄灭说明收集满．
（2）实验时，关闭K1，打开K2，可用于探究CO2的性质．实验时Ⅲ中出现的现象是干燥试纸无变化，湿润试纸由下至上依次变红，有关反应的化学式表达式为CO2+H2O═H2CO3，该实验说明CO2具有的性质是密度比空气大、能与水反应．
（二）同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中．针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究．
【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？
【作出猜想】
1、排空气法收集到的CO2气体可能不纯．
2、CO2溶于水需要时间较长．
3、…
【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据见表1．
（已知：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小）
表1 24小时内CO2溶解情况
| 气体样本 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 收集方法 | 向上排空气法 | 向上排空气法 | 排水法 | 排水法 |
| 2小时 | 13.7% | 15.0% | 15.3% | 15.1% |
| 24小时 | 35.7% | 56.3% | 94.2% | 93.6% |
课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是时间短，排空气法收集的气体不纯．
【实验反思】
该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考．
（1）向上排空气法收集CO2的纯度．
小组同学用容积为150mL 的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO2排出这些水．用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭．试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表 2．
表2 占空气体积分数不同的CO2使燃着的木条熄灭情况
| 实验1 | 实验2 | 实验3 | 实验4 | |
| 集气瓶中预留水的体积 | 60mL | 45mL | 42mL | 39mL |
| CO2的体积分数 | 40% | 30% | X | 26% |
| 燃着的木条状况 | 灭 | 灭 | 灭 | 不灭 |
（2）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照
小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO2气体，记录所需时间，如表3所示．
表3 排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 排水法 | 35“ | 43“ | 43“ | 43“ |
| 排空气法 | 1'57“ | 1'15“ | 1'4“ | 1'12“ |
②综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价：排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短．
