高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3－0.5n]_m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，过程如下：

（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO₂的方法是________________。
（2）实验室制备、收集干燥的SO₂，所需仪器如下。装置A产生SO₂，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→________→________→________→________→f。
装置A中发生反应的化学方程式为___________________。

（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量________，充分反应后，经过滤操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有________________。
（4）欲测定溶液Y中Fe^2＋的浓度，需要用容量瓶配制KMnO₄标准 溶液，用KMnO₄标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
（5）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

某小组同学在制备氢氧化铜时，将20 mL 2 mol/L的NaOH溶液滴入50 mL 1 mol/L的CuSO₄溶液中，得到了绿色沉淀.这与“氢氧化铜是蓝色沉淀”这一文献说法不符，为探究该绿色沉淀的成分，他们做了如下实验进行探究.。
[实验一]
将20 mL 1 mol/L的CuSO₄溶液滴入50 mL 2 mol/L的NaOH溶液中，观察到生成了蓝色沉淀.
[实验二]
①将绿色沉淀过滤、洗涤、低温烘干.
②称取2.58 g该绿色沉淀，投入50 mL 2 mol/L的NaOH溶液中，剧烈振荡，沉淀变成蓝色，过滤、洗涤，并将洗涤液转移到滤液中，低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96 g.
③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，过滤、洗涤、烘干后称量为2.33 g.
请回答下列问题：
（1）配制220ml 1mol/L的硫酸铜溶液除需用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器是                   ，在实验中需称量胆矾        克
（2）该组同学做实验一的目的或作用是                                              
（3）实验二中第①步洗涤沉淀的方法是　                                          
（4）通过计算，该绿色沉淀的成分可表示为　                 .
（5）写出实验二中第②步发生反应的离子方程式：                          

(10分)聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂，其化学组成可表示为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_{3 －}   ]_m 。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解，对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO₃的熔点为16.8 ℃)。
试剂：1.0 mol·L^－1的盐酸、1.0 mol·L^－1的KMnO₄溶液、 0.1 mol·L^－1的BaCl₂溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。  
（1）聚合硫酸铁中铁元素的化合价是________
（2）固体产物成分的探究
【实验设计】

实验步骤	现象
步骤1：取适量的固体产物于试管中，加入足量1.0 mol·L^－1的盐酸，充分振荡使固体完全溶解。	固体溶解，没有观察 到气泡，溶液呈黄色
步骤2：取少量步骤1所得溶液于试管中，加入适量20%的KSCN溶液振荡	溶液呈血红色
步骤3：另取少量步骤1所得溶液于试管中，滴入少量1.0 mol·L^－1的KMnO4溶液，振荡。	KMnO4的紫红色不褪去

【思考与判断】    根据上面的信息，可以确定固体产物的成分是________；
步骤1中发生反应的离子方程式为                                          
（3）气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)
【提出假设】 假设1：所得气体的成分是SO₃      假设2：所得气体的成分是SO₂、O₂
假设3：所得气体的成分是            
【设计实验方案，验证假设】按下表的实验步骤写出预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中，观察溶液的颜色变化，然后加热再观察溶液的颜色变化	①                ②
步骤2：将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图)，然后在U形管中加入适量0.1 mol·L^－1的BaCl2溶液，充分振荡	结合步骤1中的②

( 9分）重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)是重要氧化剂，重铬酸钾的溶解度受温度影响较大，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO•Cr₂O₃，杂质为SiO₂•Al₂O₃）为原料生产它。实验室模拟工业上用铬铁矿制 K₂CrO₇的主要工艺流程如下图。涉及“碱熔”的主要反应为：
6 FeO•Cr₂O₃ + 24NaOH + 7KC1O₃ = 12NaCrO₄ + 3Fe₂O₃ + 7KCl + 12H₂O

（1）使用粉末状铬铁矿的目的是                                             。
（2）调节pH后，过滤得到的滤渣是                                  (填化学式)。
（3）酸化Na₂CrO₄溶液时，其平衡转化的离子方程式为                             。
（4）称取重铬酸钾试样2．500g配成500mL溶液，取出25．00mL于锥形瓶中，加入10 mL2mol/LH₂SO₄和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr³⁺），放于暗处5min。然后加入100 mL 水，加人3mL淀粉溶液(作指示剂)，用0．1200 mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定( I₂ + 2S₂O2－ 3= 2I^－+S₄O2－ 6），用去20．00mL ，则该样品的纯度为      。

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式： 2NH₃(g)＋CO₂(g) NH₂COONH₄(s)。请按要求回答下列问题：
（1）请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。
（2）氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。

①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________（填操作名称）。
②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。
（3）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度(×10^－3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。
A．2v(NH₃)=v(CO₂)
B．密闭容器内物质总质量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②该分解反应的焓变ΔH______0（填 “>”、“=”或“<”），25.0℃时分解平衡常数的值＝__________。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将_________（填“增加”,“减少”或“不变”）。

(10分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1．2g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，假设SO₂被d完全吸收，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0．05mol/L标准碘溶液进行滴定，初读数为0.00mL，末读数如图所示。

请回答下列问题：
（1）称量样品所用的仪器为________________，将样品研细后再反应，其目的是______________________________________________________。
（2）装置a的作用是________________。
a．有利于空气中氧气充分反应     b．除去空气中的水蒸气
c．有利于气体混合         d．有利于观察空气流速
（3）c装置的作用是_______________，上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是________。
（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为______mL。判断滴定已达终点的现象是_________________。
（5）若用下图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是________。(填编号)

（6）该黄铜矿的纯度为：______________________。

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(为弱电解质)，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_____________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”)，请配平该反应的离子方程式：
____ MnO₄^– + ____ H₂C₂O₄ + ____ H⁺ =" ____" Mn²⁺ + ____ CO₂↑ + ____ H₂O
（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(注：忽略草酸的升华，且夹持装置未标出)：

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粉末有黑色变为红色。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______________________________________.
（4）该小组同学将2.52 g草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性（忽略溶液体积变化）。则下列关系合理的是        
A．c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HC₂O₄^—)+c(OH^—)+c(C₂O₄^2-)   
B．c(HC₂O₄^-)+c(C₂O₄^2-)="0.2" mol·L^-1
C． c(HC₂O₄^-)>c(C₂O₄^2—)>c(H₂C₂O₄)
D．c(Na⁺)=c(H₂C₂O₄)+c(HC₂O₄^-)+c(C₂O₄^2—)

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OH(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂O + H₂O
反应物和产物的相关数据如下

	相对分子质量	沸点/℃	密度（g/cm^3）	水中溶解性
正丁醇	74	117.2	0.819	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

 
合成反应：
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。
请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为                       。
（2）加热A前，需先从____（填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去           ，振摇后静置，粗产物应从分液漏斗
的     （填“上”或“下”）口分离出。
（4）步骤④中最后一次水洗的目的是                  。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集       （填选项字母）左右的馏分。
a．100℃     h． 117℃     c． 135℃    d．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____，下层液体的主要成分为            。
（7）本实验中，正丁醚的产率为          。

(15分)三氯氧磷（化学式：POCl₃）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为     。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3.2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是     （选填字母），滴定终点的现象为     。
a．FeCl₂      b．NH₄Fe(SO₄)₂      c．淀粉       d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是     ，如无此操作所测Cl元素含量将会     （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是     。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。

处理该厂废水最合适的工艺条件为     （选填字母）。
a．调节pH=9     b．调节pH=10    c．反应时间30 min    d．反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO₄^3－)=4×10^－7mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)=     mol·L^－1。
（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

(15分)资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。
实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。
（1）该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：
猜测1：白色不溶物可能为　　　　　   
猜测2：白色不溶物可能为MgCO₃
猜测3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)₂•yMgCO₃]
（2）为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质)，进行以下定性实验。请填写表中空白：

实验序号	实  验	实验现象	结  论
实验Ⅱ	将实验I中收集到的气体点燃	安静燃烧，火焰呈淡蓝色	气体成分为　  ①
实验Ⅲ	将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量   ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适 量　 ④　  稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO3^2^－离子

（3）为进一步确定实验I中白色不溶物的成分，进行以下定量实验，装置如图所示：

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g。
①装置C的作用是                                                   ；
②白色不溶物的化学式为　　　　　　　　              。
（4）根据以上（2）及（3）的定性定量实验，写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式
__________________________________________________________________________。

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。
回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。在装置中，仪器b的作用是；仪器c的名称是，其作用是。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。

A．分液漏斗   B．漏斗   C．烧杯    D．直形冷凝管    E．玻璃棒

（3）提纯粗苯乙酸的方法是，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是。
（4）用和溶液制备适量沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是。

硫代硫酸钠( )可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：

（1）b中反应的离子方程式为，c中试剂为。
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是。
（3）d中的试剂为。
（4）实验中要控制生成速率，可以采取的措施有（写出两条）。
（5）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的,不能过量，原因是。

碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
（1）采用装置，在高温下x克钢样中碳、硫转化为、。

①气体的成分是。
②若钢样中硫以形式存在，中反应：高温1+3。
（2）将气体通入测硫酸装置中（如右图），采用滴定法测定硫的含量。
①氧化的化学方程式：。
②用溶液滴定生成的，消耗z mL溶液，若消耗1mL溶液相当于硫的质量为克，则该钢样中硫的质量分数：。
（3）将气体通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。


①气体通过和的目的是。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	碳粉/	铁粉/	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了("氧化"或"还原")反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

某校高三同学高考前重做以下两个课本实验，请你回答实验过程中的相关问题：
（1）铝热反应实验：取磁性氧化铁粉按课本中的实验装置（如图）进行铝热反应，将反应
后所得“铁块”溶于盐酸，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。

①出现这种现象的原因，除了因“铁块”中可能混有没反应完的
磁性氧化铁外，还有一种可能原因是　                       。
② 若要证明反应所得“铁块”中含有金属铝，可用            （填化学式）溶液，所发生反应的离子方程式为　                         。
（2）化学反应速率影响因素的探究实验：
KI在经酸化的溶液中被空气氧化的反应式为：4H⁺ + 4I-+ O₂ = 2I₂ + 2H₂O。该反应的速率受温度、酸度、溶剂、试剂浓度等影响，可用淀粉与碘的显色反应来观测该反应的速率。已知，淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色；淀粉浓度越高显色越灵敏、颜色也越深。
实验小组拟用0.8 mol·L^-1 KI溶液、0.1 mol·L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等来探究温度、酸度对上述反应速率的影响，他们做了A—C三组实验，部分实验数据如下表：

编号	温度/℃	H2SO4体积/mL	KI溶液体积/mL	H2O体积/mL	淀粉溶液 / mL	出现蓝色时间 /s
A	39	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	没出现蓝色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

①为确保A组实验在39℃下进行，应采用的控温操作方法是              。
②A—C三组实验时，都加入了5mL水，其目的是                      。
③B组实验中“没出现蓝色”，原因是                                   。
④请你为小组设计D组实验方案（在表格空白处填入你设计的5个数据），以帮助小组完成探究目标。
⑤按你设计的实验数据，请你预测一个t值，并写出与你预测相对应的探究实验结
论             。