高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

甲同学进行Fe²⁺还原性的实验，针对异常现象进行探究。
步骤一：制取FeCl₂溶液。向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得pH<1。
步骤二：向2 mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5 mol•L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）。
（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：      、      。
（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：
I.取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
II.取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
III.向2 mL 0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化。
①实验I的说明      ；②实验III的目的是      。
得出结论：溶液退色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-。
（3）甲直接用FeCl₂·4H₂O配制  ①  mol•L^-1 的FeCl₂溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因：
I．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，后者无。测所配FeCl₂溶液的pH，约为3。由此，乙认为红色不褪去的可能原因是  ②  。
II．查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H₂O₂不能氧化SCN^-。乙利用上述部分试剂，通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是：

步骤	试剂及操作	现 象
i	③	生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1 mol•L^-1 FeCl3溶液	④

 

(14分)某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的实验探究。经小组讨论，他们设计了如下装置进行实验。烧瓶B中盛有饱和NH₄Cl和饱和NaNO₂混合液(常用于实验室制N₂)，干燥管C₁、C₄中装有碱石灰，试管E₁、E₃、E₄中装有澄清石灰水。

（1）充分反应后，将D₁中的固体残余物投入足量经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为                 。
（2）该实验装置中有3个酒精灯，至少应该点          次酒精灯，最先点燃的酒精灯是         ，最后点燃的是       。
（3）该实验装置中有4个直立的试管，它们与盛放试剂体现不同的作用，其中E₂的作用是：            。
（4）该实验装置中有4个干燥管，C₃中盛装的试剂是                  。
（5）取7.2 g样品充分反应后，测得D₁中的固体残余物为2.88 g，D₂中固体质量减轻0.64 g，则草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的方程式为                           。

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。请按要求填空

I．探究Cl₂与 NH₃的反应
（1）为制取干燥NH₃，可将装置C与Ｄ装置连接；则装置C中的烧瓶内固体可以选用   ；（可多选）
A．碱石灰        B．无水CaCl₂         C．P₂O₅       D．生石灰
（2）装置A、E、E（用两个相同的装置）连接可制取纯净、干燥的Cl₂，则第一个E装置内的药品是       ；
（3）装置F可用于探究Cl₂与 NH₃(已知Cl₂与 NH₃可发生反应：3Cl₂＋2NH₃─→N₂＋6HCl）的反应。实验时打开开关1、3，关闭2，先向烧瓶中通入   ，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中慢通入一定量的另一种气体。实验一段时间后烧瓶内出现 浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案（操作过程、实验现象）鉴定该固体中的阳离子                  。
Ⅱ．探究某些物质的性质：
（4）利用装置A、E，可设计实验比较Cl^-和Br^-的还原性强弱，能证明结论的实验现象是          ；
（5）将装置B、C分别与F相连后，进行H₂S与SO₂反应的实验。烧瓶F中发生反应的化学方程式为：             ；装置F中可加入足量NaOH溶液，则其所起的作用是        。

某实验小组为探究ClO^－、I₂、SO₄^2－在酸性条件下的氧化性强弱，进行如下实验：
实验①：在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入适量的稀硫酸，溶液立即变蓝；
（1）写出实验①中发生反应的离子方程式                                      。
实验②：取适量实验①后的溶液，滴加4 mL 0．5 mol·L^—1的亚硫酸钠溶液，蓝色恰好完全褪去。
（2）实验②化学反应中转移电子的物质的量是           。
（3）以上实验说明，在酸性条件下ClO^－、I₂、SO₄^2－的氧化性由弱到强的顺序是          。
实验③：取适量实验①后的溶液，继续滴加次氯酸钠溶液，溶液由蓝色变为无色，生成物之一为食盐加碘的原料。
（4）写出实验③中发生反应的离子方程式                                      。
（5）一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe³⁺＋Cu=2Fe²⁺＋Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu－2e^－= Cu²⁺，还原反应式：2Fe³⁺＋2e^－= 2Fe²⁺。据此，将反应2Al＋2OH^—＋2H₂O = 2AlO₂^—＋3H₂↑拆写为两个“半反应式”：氧化反应式：           ，还原反应式：                      。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）常温下，工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是                       。
（2）称取碳素钢6．0g放入15．0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺，产生Fe²⁺的离子反应方程式为：        ，检验是否有Fe²⁺应选用下列       （选填序号）试剂。
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560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生SO₂+Br₂+2H₂O＝2HBr+H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经正确操作后得干燥固体4．66g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为        。
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q₁和Q₂两种气体，其中Q₁气体，在标准状况下，密度为0．0893g·L^-1。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是                
（4）用化学方程式表示Y气体中的Q₂气体是如何生成的                      。
（5）为确认Q₂的存在，需在装置中添加洗气瓶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Q₁，预计实验现象应是                      。

化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________。
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。加入过量稀盐酸时观察到的现象是______________________________________________________。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有                 __。
（4）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（5）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是__________________________________。

某研究性学习小组将一定浓度的Na₂CO₃溶液滴入MgSO₄溶液中得到白色沉淀。甲同学认为两者反应只生成MgCO₃一种沉淀；乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Mg(OH)₂一种沉淀；丙同学认为生成MgCO₃和Mg(OH)₂两种沉淀。(查阅资料知：MgCO₃和Mg(OH)₂均不带结晶水)
（1）按照乙同学的理解Na₂CO₃溶液和MgSO₄溶液反应的化学反应方程式为_____________________________；
在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为①过滤 ②洗涤 ③干燥。
（2）请用下图所示装置，选择合适的实验装置和必要的试剂，证明沉淀物中只有碳酸镁。

①各装置连接顺序为________________(用装置编号表示)；②装置C中装有试剂的名称是______________；
③能证明生成物中只有MgCO₃的实验现象是                           _______。
（3）若Mg(OH)₂和MgCO₃两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。

①实验结束时通入过量的空气的作用是________________           ________。
②A装置和E装置的共同作用是__________________________。
③实验过程中测定的数据有：W₁：样品的质量，W₂：反应后装置B中残渣的质量，W₃：反应生成水的质量，W₄：反应生成二氧化碳的质量，为了测定其组成，至少需要其中          个数据，请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合，至少填5个)。

 

酸性KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液 紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸。
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式为                                       。
（2）滴定过程中操作滴定管的图示正确的是     

（3）若配制酸性KMnO₄标准溶液时,俯视容量瓶的刻度线，会使测得的草酸溶液浓度             。（填“偏高”、“偏低”、或“不变”）。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L^-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验（每次
实验草酸溶液的用量均为8mL）。

实验编号	温 度（℃）	催化剂用量(g)	酸性高锰酸钾溶液	实验目的 a.实验1和2探究                                                     b.实验1 和3 探究反应物浓度对该反应速率的影响； c.实验1 和4 探究催化剂对该反应速率的影响。
体积（mL）	浓度 (mol•L^-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（4）写出表中a 对应的实验目的                         ；
（5）该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验编号	溶液褪色所需时间（min）
第1 次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“当其它条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就越短，即反应速率就越快”的结论。某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到了错误的实验结论，请简述改进的实验方案_________。
（6）该实验中使用的催化剂应选择MnSO₄并非MnCl₂，原因为（离子方程式表示）为                 。

FeBr₂是一种黄绿色鳞片状的固体，某研究性学习小组为了探究它的还原性，进行了如下实验：
1．实验需要90mL 0．1mol/L FeBr₂溶液
（1）配制FeBr₂溶液除烧杯、量筒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是     、    
（2）下列有关配制过程中说法错误的是        （填序号）。
A用电子天平称量质量为1．944g的FeBr₂．
B．将称量的FeBr₂放入容量瓶中，加90mL蒸馏水溶解
C．洗涤溶解FeBr₂的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中
D．容量瓶贴签存放配好的FeBr₂溶液
E．定容时，仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr₂溶液浓度偏高
II．探究FeBr₂的还原性
取10mL上述FeBr₂溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设：
假设1：Br^－被Cl₂氧化成Br₂溶解在溶液中；  假设2：Fe^2＋被Cl₂氧化成Fe^3＋。
（1）请你完成下表，验证假设：

实验步骤、预期现象	结论
①溶液中加入适量四氯化碳，	假设1正确
②向溶液中加入	假设2正确

若假设1正确，从实验①中分离出Br₂的实验操作名称是      ____________           ；
（2）实验证明：还原性Fe^2＋> Br^－，请用一个离子方程式来证明：    _________________      ；
（3）若在50mL上述FeBr₂溶液中通入5×10^－3molCl₂，反应的离子方程式为                   。

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。
[实验1]铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

实验步骤：
①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；
③将Cu丝上提离开液面。
（1）装置A中发生反应的化学方程式为                                  。
（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是                      。
（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是          。
[实验2]实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。
查阅资料：①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。
为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验：

（4）②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是                             
（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为                      。

为验证氧化性，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验）。

实验步骤：
1．在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。
2．当丙装置中FeC1₂溶液变黄时，停止加热。
3．打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
4．在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后，停止。
5．更新丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
回答下列问题：
（1）甲中发生反应的化学方程式为______________________。
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是_______     _____。
（3）实验中，证明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式为______                _______。
（4）有I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：

上述实验结果一定能够证明的是______（填“I”、“II”或“III”）。

某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸(HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄)俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸，且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华。
为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
（1）向盛有1 mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为_____________________________________________________。
（2）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有_____________，请写出该反应的离子方程式：                                    
（3）将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出)：

实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO₄粉末变蓝，F中CuO粉末变红。据此回答：
上述装置中，D的作用是__________________。
乙二酸分解的化学方程式为__________________________________________________。

某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO₂气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明：“常温下，NO₂与N₂O₄混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N₂O₄液体或晶体存在。”为此，他们设计了如下图所示的装置。

请回答下列问题
（1）写出A中Cu与HNO₃反应可能的化学方程式                             。
（2）实验开始前先打开A部分的活塞K₁，持续通入一段时间的氮气再关闭K₁，其目的是                                             ；装置中B瓶的作用是                                                              。
（3）停止反应后，打开D中的活塞K₂并通入O₂，若有NO生成，则D中出现的现象是                               ；实验发现，通入的O₂温度高低对实验现象有较大影响，为便于观察应通入（填“热”或“冷”）      的O₂。
（4）为减小实验误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的操作是                 
                                                           。
（5）实验测得如下数据：实验前，Cu、Ag合金的质量：15.0g，浓HNO₃：40mL 13.5 mol·L^-1；实验后A溶液：V＝40mL  c(H⁺)＝1.0 mol·L^-1。假设反应中HNO₃既无挥发也无分解，则：
①参加反应的HNO₃的物质的量为                  mol。
②若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量，则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是                                                     。
（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全。请利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，以确定合金中Cu的质量分数，其实验过程为                                             。

某化学小组欲以CO₂主要为原料，采用下图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃，并对CO₂与NaOH的反应进行探究。请你参与并完成对有关问题的解答。
【资料获悉】
1、“侯氏制碱法”原理：NH₃＋CO₂＋H₂O＋NaCl＝NaHCO₃↓＋NH₄Cl,然后再将NaHCO₃制成Na₂CO₃。
2、Na₂CO₃与盐酸反应是分步进行：Na₂CO₃先与盐酸反应生成NaHCO₃；然后再发生NaHCO₃+HCl= NaCl＋H₂O +CO₂↑
【实验设计】

【实验探究】
（1）装置乙的作用是                                           。
（2）由装置丙中产生的NaHCO₃制取Na₂CO₃时，需要进行的实验操作有          、洗涤、灼烧。NaHCO₃转化为Na₂CO₃的化学方程式为                         。
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO₃将分解不完全，取加热了t₁ min的NaHCO₃样品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如下图所示。

则曲线c对应的溶液中的离子是          （填离子符号）；该样品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是          。
（4）若将装置甲产生的纯净的CO₂2.24L（标准状况下）通入100mLNaOH溶液中，充分反应后，将溶液小心蒸干，得到不含结晶水的固体W，其质量为10.16g，则W的成分为         （填化学式），原NaOH溶液的物质的量浓度为            。

某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程如下：将Ag和HNO₃反应的生成气体通入足量水中，同时测定跑出气体体积，之后测定所得溶液中硝酸的物质的量。
（1）测定硝酸的物质的量

反应结束后，从上图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L^－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如下图所示。

在B容器中生成硝酸的物质的量为     mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂，在标准状况下的体积为      mL。
（2）测定NO的体积
①从上图所示的装置中，你认为应选用   装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是    。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是  （填各导管口编号）。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置   （“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
（3）气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），请结合（1）中所得数据，判断Ag与浓硝酸反应的过程中 （填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是                        。