高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
（1）写出该反应的反应方程式：                               ；并指明该氧化还原反应的还原剂是            ，氧化剂是           。
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是                 。
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是                  ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是                       。
（4）干燥管中盛装是的物质是            ，作用是                    。
（5）试管中收集气体是     ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行       。

某化学兴趣小组想探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。探究过程如下：
【猜想或假设】溶液的pH可能为：①pH<7，②           ，③          。
【设计和实验】要测定该溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，其中不能采用下列物质中的                 （填序号）来进行实验。
①pH试纸              ②紫色石蕊试液            ③酚酞试液
组内同学进行了如下实验：
甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸润湿，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
【评价与反思】三位同学中操作正确的是              同学。
指出其于同学的操作错误：
          同学：                                                            ；
          同学：                                                             ；
【结论与分析】丙同学得出：“凡是盐溶液的pH都等于7”，你认为该同学结论           
（填“正确”或“不正确”）。
如不正确，请举一例说明                        （如正确，该处不填）。

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（1）提出假设  ①该反应的气体产物是CO₂。 ②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是             。
（2）设计方案 如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
（3）查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式：                                。

（4）实验步骤
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为                                  
                                                           。
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：                  。

为了探究乙酸乙酯水解的条件，做了如下实验
步骤一：取三支相同的试管编号为1、2、3，各试管内依次加入下列药品

试管编号	1	2	3
加入的药品和数量	4 mL蒸馏水	4 mL 蒸馏水 +3滴浓H2SO4	4 mL 蒸馏水 +3滴NaOH浓溶液
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯	3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯	3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯

步骤二：将三支试管振荡后，静置，插入热水浴（约75℃）中，加热约5 min，加热过程中不再振荡。
回答下列问题：
（1）根据你已有的对乙酸乙酯反应条件的认识，该实验预期可观察到的现象是下图中的     。

（2）该实验对反应温度的控制较为严格，若温度过高时，产生的主要问题是     。
（3）在步骤二中，振荡试管后可观察到液体稍显浑浊，其原因是     。
（4）按所设步骤实验反应速率较慢，其主要原因是     。
（5）在实际操作中，针对（4）中的原因进行改进后，预期的现象仍不明显，有人又将该实验作如下改进

试管编号	1	2	3
加入的药品和数量	4 mL饱和食盐水	4 mL饱和食盐水 +3滴浓H2SO4	4 mL饱和食盐水 +3滴NaOH浓溶液
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯	3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯	3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯

实验现象和预期的完全一致。请分析这一改进的主要作用是     。

美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用，催化剂会被杂质（如：铁、有机物等）污染而失去活性，成为废催化剂，故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl₂)的工艺流程如下：

（1）甲酸还原氧化钯的化学方程式为　　　　 　　　　　　       。
（2）加浓氨水时，钯元素转变为可溶性[Pd(NH₃)₄]²⁺，此时铁元素的存在形式是　　　　（写化学式）。
（3）王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的，钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。
　①气体B的化学式为　　　　        
　②经测定，化合物A由3种元素组成，有关元素的质量分数为Pd：42.4%，H：0.8%。则A的化学式为　；
（4）钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1～图3所示，则王水溶解钯的适宜条件是：反应温度为　           ，反应时间约为　 ，含钯的样品与王水的质量比为　　 　　　    。

（5）700℃“焙烧1”的目的是　　　　                                ， 550℃“焙烧2”的目的是　　　　　　　　　　　　　                 。

某研究性学习小组在网上收集到如下信息：硫化钠，俗称臭碱，是一种强还原剂，在工业上用途广泛。他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。
【实验】
在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液，发现溶液始终澄清。
（1）下列有关硫化钠的说法正确的是           。
a．硫化钠溶液不宜久置，应现用现配
b．硫化钠溶液中通入SO₂有淡黄色浑浊，可证明SO₂有氧化性
c．硫化钠在空气中潮解并不断放出H₂S气体，说明酸性：H₂CO₃>H₂S
d．配制硫化钠溶液时加入少量氢氧化钾
e．向硫化钠溶液中滴加稀硝酸有臭鸡蛋气味的气体生成
【提出假设】
（2）反应后的溶液中肯定存在Cl^－、SO₄^2－和OH^－，为探究溶液中可能还存在的其他阴离子（不考虑离子水解及空气中CO₂的影响），该学习小组提出如下假设：
假设1：只还存在S^2－
假设2：只还存在ClO^－
假设3：                             
【设计实验方案，验证假设】
（3）请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：1 mol• L^－1的CuSO₄溶液、1 mol• L^－1NaOH溶液、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少许反应后溶液于试管中，滴加	若                                 ，则假设     成立。
步骤:2：另取少许反应后溶液于试管中，滴加	若                                 ，则假设     成立。 若                                                                     ， 则假设3成立。

【思考与交流】
（4）实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色，联想到工业盐酸呈黄色的原因，该同学认为所用硫化钠溶液中混有少量FeCl₃。你是否同意该同学的的观点              （填“同意”或“不同意”），请简述理由：                                   。

(12分)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如右装置合成正丁醛。发生的反应如下：
。反应物和产物的相关数据列表如下：

	沸点/℃	密度/g·cm^-3	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

实验步骤如下：
将Na₂Cr₂O₇溶液与浓硫酸混合液放置在B中。在A中加入正丁醇和几粒沸石，加热，保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以上的馏分。
将馏出物倒入分液漏斗中，除去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分。
回答下列问题：

（1）实验中，能否将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，说明理由                  。
（2）上述装置图中，B仪器的名称是             ，D仪器的名称是           。
（3）温度计的作用分别是C1                   ；C2                   。
（4）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中水在       层（填“上”或“下”）。
（5）反应温度应保持在90～95℃，其原因是                               。

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO₃)₂为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：
甲：Mg(NO₃)₂、NO₂、O₂          乙：MgO、NO₂、O₂ 
丙：Mg₃N₂、O₂                   丁：MgO、NO₂、N₂
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是           。
查阅资料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O,针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

（2）实验过程
①取器连接后，放人固体试剂之前，关闭K，微热硬质玻璃管（A），观察到E 中有气泡连续放出，表明                           。
② 称取Mg(NO₃)₂固体3. 79 g置于A中，加热前通人N₂以驱尽装置内的空气，其目的是________；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先______然后固定在管中固体部位下加热。
③ 观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。
④ 待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0g
⑤ 取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象。
（3）实验结果分析讨论
① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
② 根据D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O₂，因为若有O₂，D中将发生氧化还原反应      （填写化学方程式），溶液颜色会退去；小组讨论认定分解产物中有O₂存在，未检侧到的原因是     。
③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装里进一步研究。

某学习小组依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂。
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是     。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是     。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和     的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，
充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（1）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－ ，证明无色液体是SO₂Cl₂。
① 写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式     。
② 检验该溶液中Cl^－的方法是     。
（2）继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是     。
② 写出SO₂与Cl₂反应的化学方程式，并阐述理由______。

(12分)实验室可用干燥纯净的氨还原氧化铜来制取氮气。根据下列装置图（部分夹持装置略去）回答有关问题：

（1）装置B中盛放的药品是       。
（2）写出装置A中反应的化学方程式______  。
（3）写出装置C中反应的化学方程式_________，该反应中的氧化剂是     。
（4）收集到的氮气中除了含有少量水蒸气外，还可能含有另外一种气体，确定是否含有该气体的实验方法是         ，实验室收集氮气的方法是        。

某化学兴趣小组利用以下各装置连接成一整套装置，探究氯气与氨气之间的反应．其中D为纯净干燥的氯气与纯净干燥氨气反应的装置．

请回答下列问题：
（1）连接好装置后，必需进行的一步实验操作是             。
（2）装置E的作用是   ，橡胶管k的作用是                   。
（3）从装置D的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，处理方法是         。
（4）装置F中试管内发生反应的化学方程式____           。
（5）接入D装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是______    ．
（6）整套装置从左向右的连接顺序是（j）接（ ）（ ）接（f）（g）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（a）．

( 14分)某化学小组进行Na₂O₂与水反应的实验，如下图所示，该小组对试管c中红色褪去的原因进行探究。

（1）Na₂O₂中含有的化学键类型：          ；请写出a中反应的化学方程式      。
查阅资料：
①当NaOH溶液pH≥13时，可以使酚酞由红色褪为无色；
②Na₂O₂与水反应分两步进行：Na₂O₂ + H₂O =" NaOH" + H₂O₂      2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
（2）请设计实验验证Na₂O₂与水反应后的溶液中有H₂O₂残留：取少量b溶液于试管中，            ，证明溶液中有H₂O₂残留。
（3）结合资料，该小组同学针c中溶液红色褪去的原因提出以下假设：
①                     ；
② 溶液中H₂O₂破坏酚酞的结构；
③ NaOH和H₂O₂共同作用结果。
（4）该小组同学测出c中溶液的pH为14，认为还不能排除假设②、③，于是又进行了如下实验，请完成下表空白处：

实验	操作	现象	结论
1	向少量H2O2中滴加2滴酚酞，放置一段时间，再加入NaOH溶液至pH=12	加入NaOH后，无色溶液先变红，后褪色	①
2	向少量 NaOH溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液 pH=12	溶液先变红，后褪色；加盐酸后，又出现红色，且不褪色
3	向Na2O2与水反应后的溶液（pH=14）中滴加2滴酚酞；再加适量稀盐酸至溶液 pH=12 ……	②                              ……	溶液pH大于13时，NaOH使变红的溶液褪色；pH在8~13时， NaOH和H2O2共同作用使溶液褪色

（5）某同学按取（4）中述实验2褪色后的溶液，加水稀释至pH=12，没有观察到溶液变红。该同学推测实验2加盐酸后溶液变红还可能与温度有关，请写出理由：           。

【化学与技术】
将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO₄·2H₂O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。

（1）本工艺中所用的原料除CaSO₄·2H₂O、KCl外，还需要          等原料。
（2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式为          。
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO₃外还含有           （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
（4）检验过滤Ⅰ所得滤液中含有CO₃^2－的方法是              。
（5）氯化钙结晶水合物(CaCl₂·6H₂O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据是        。
a．熔点较低（29℃熔化）  b．能导电   c．能制冷   d．无毒
（6）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是                         。

沈阳理工大学在废旧电池回收处理现状研究报告中报道了一种湿法处理方法，以下是对废旧电池材料(含有Ni(OH)₂、碳粉、氧化铁和铝箔等)进行资源回收所设计的实验流程

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe^3＋不能氧化Ni^2＋。
②已知实验温度时的溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄·H₂O＞NiC₂O₄·2H₂O
③金属离子在该实验流程下完全沉淀的pH：

离子	Al^3^＋	Fe^3^＋	Ni^2^＋
pH	5.2	4.1	9.7

回答下列问题：
(1)物质A 的作用是调节溶液的pH以除去杂质Fe^3＋和Al^3＋，以下最适合作为A物质的是________。
A．NiO  B．盐酸  C．NaOH  D．氨水
(2)滤渣②的主要成分是_________________________________。
(3)写出加入Na₂C₂O₄溶液反应的化学方程式： _____________。
(4)写出电解滤液③的阴极反应式___________________________。
检验电解滤液③时阳极产生的气体的方法是用湿润的________试纸检验。
(5)由沉淀A生成Ni(OH)₃的过程是先在滤渣③中加入过量NaOH溶液进行沉淀转化，待反应完全后再通入电解滤液③产生的气体进行氧化，请写出该氧化过程的离子方程式：__________________。
(6)如何检验Ni(OH)₃是否洗涤干净？
________________________________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸，为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学校学习小组进行以下探究实验：
[一]（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷的热的浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                   ；
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用       
（选填序号）
a.KSCN溶液和氯水　　.b铁.粉和KSCN溶液　　　c.浓氨水　　d.酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g由于此推知气体Y中SO₂的体积分数为             ；
[探究二]分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H₂和Q气体，为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）
（3）装置B中试剂的作用是                ；
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是             ；（用化学方程式表示）
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于           （选填序号）
a.A之前　　　　b.A-B间　　　　c.B-C间　　　　d.C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验的现象应是              ；
（7）若要测定限定体积气体Y中H2含量（标准状况下约有28ml　H₂），除用测量H2体积方法外，否选用质量称量方法？做出判断并说明理由               。