高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

(16分)为检验溶液中是否含有Cl^-，某同学采用向溶液中先加HNO₃，再加AgNO₃，溶液的实验方案，若有白色沉淀生成，则证明有Cl^-。对此结论，有人提出了质疑，设计了如下探究性实验。
实验一：向Na₂SO₄溶液中滴加AgNO₃溶液

编号	Na2SO4溶液	AgNO3溶液	现象
体积/mL	浓度／(mol·L^-1)	体积/滴	浓度／(mol·L^-1)
①	1	l	3	2	出现大量白色沉淀
②	1	1	3	0.5	出现少量白色沉淀
③	1	1	3	0.1	有些许浑浊
④	1	1	3	0.0l	无明显变化

（1）实验一中产生沉淀的离子方程式为         。
（2）学生设计了如下表格，对实验一内容进行理论计算，请帮他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃时Ksp(Ag₂SO₄)=1．2×10^-5，Ksp(AgCl)=1．8×10^-10]

编号	AgNO3浓度／(mol·L^-1)	稀释后Ag^+浓度／(mol·L^-1)	混合液中SO4^2-的最小理论检出浓度／(mol·L^-1)
①	2	0.2	0.0003
②	0.5		0.0048
③	0.1	0.0l	0.12
④		0.001

若向l mL某溶液中加入3滴0．1 mol／L AgNO₃溶液，分析上面数据，判断下列说法正确的是       (填字母序号)。
A．混合液中c(SO₄^2-)=0．1 mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀
B．混合液中c(SO₄^2-)="1" mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀
C．无论SO₄^2-浓度大小都会产生Ag₂SO₄沉淀
D．若使用0．01 mol／L AgNO₃溶液，可基本排除SO₄^2-对Cl^-检验构成的干扰
（3）将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照，发现理论上大部分Ag⁺应该形成沉淀，这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相，在实验一的基础上继续设计了以下实验。
实验二：

编号	AgNO3溶液 浓度／(mol·L^-1)	现象	向沉淀中滴加硝酸后的现象
①	2	出现大量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀大量溶解；改加浓硝酸，沉淀较快消失
②	0.5	出现少量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀基本消失

对于Ag₂SO₄溶于硝酸的原因提出了如下假设，请完成假设一。(已知：H₂SO₄===H⁺+HSO₄^-、
HSO₄^-H⁺+SO₄^2-；假设二可能的原因是NO₃^-与Ag⁺形成配位化合物)
假设一：                                 。
假设二：NO₃^-对Ag₂SO₄溶解起作用。
（4）从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案，分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论               (限选试剂：Ag₂SO₄固体、浓HNO₃、NaNO₃饱和溶液、CaSO₄固体)。
（5）通过（4）的实验，若证实假设一成立，请用平衡理论解释Ag₂SO₄溶解的原因               。

为证明化学反应有一定的限度，进行如下探究活动： I．取5m1 0.1mol/L的KI溶液，滴加几滴FeCl₃稀溶液(已知：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺) Ⅱ．继续加入2ml CCl₄振荡. Ⅲ．取萃取后的上层清液，滴加KSCN溶液。
（1）探究活动I的实验现象为                                   ；
探究活动Ⅱ的实验现象为                                   。
（2）探究活动Ⅲ的意图是通过生成血红色的Fe(SCN)₃溶液，验证有Fe³⁺残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中却未见溶液呈血红色。对此同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：Fe³⁺全部转化为Fe²⁺；
猜想二：生成的Fe(SCN)₃浓度极小，其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想，查阅资料获得下列信息：
信息一：乙醚微溶于水，Fe(SCN)₃在乙醚中的溶解度比在水中大，Fe(SCN)₃在乙醚中与在水中呈现的颜色相同；
信息二：Fe³⁺可与[Fe(CN)₆] ^4-反应生成蓝色沉淀，用K₄[Fe(CN)₆](黄色)溶液检验Fe³⁺的灵敏度比用KSCN更高。结合新信息，现设计以下实验方案验证猜想：
ⅰ.请完成下表实验操作、现象和结论

实 验 操 作	现 象 和 结 论
步骤一：取萃取后的上层清液滴加2滴K4[Fe(CN)6]	若产生①                 ， 则②               不成立；
步骤二：往探究Ⅲ所得溶液中加入少量乙醚，充分振荡、静置分层	若③                    ， 则④                  成立；

ⅱ.写出实验操作“步骤一”中反应的离子方程式为                                     。

(9分)（1）下图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。

①气体X的分子式是        。
②所选择的药品a是             ，c是           。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是             （填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式                 。
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu^2＋浓度差异引起了这种现象，你认为           （填“正确”或“不正确”），依据是：                            ；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu^2＋与NO₂混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是  ；
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O₂(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu^2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是     mL。

某学习小组依据SO₂性质，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）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）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。该白色沉淀的成分是___________________________。

甲同学设计并进行了如下实验，以探究乙炔与溴的加成反应：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入足量的溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色的溶液里有少许黄色浑浊，推测在制得乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中的两个化学方程式：               、            。
（2）乙认为甲设计的实验不能验证此反应为加成反应，其理由是                。

A．使溴水褪色的物质,就是乙炔

B．使溴水褪色的反应就是加成反应

C．使溴水褪色的物质,未必是乙炔

D．使溴水褪色的反应未必是加成反应

（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是         ,在验证过程中必须全部除去，它与溴水反应的化学方程式是                                                        。
（4）请你选用下列三个装置(见下图)（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。


（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是   。

（共14分）某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律。
（1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50 mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝(Al）、钾（K）金属块，观察现象。
①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性_____________________；
②反应最剧烈的烧杯里金属是_______（填字母）
A、钠   B、镁  C、铝   D、钾；
③写出a烧杯里发生反应的离子方程式                              。
④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法        。
A．把镁、铝的金属块换成金属粉末     
B．把烧杯中的冷水换成热水
C．把烧杯中的冷水换成盐酸           
D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液
（2）乙同学设计实验验证：非金属元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了下图装置以验证碳、氮、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，其浓溶液在常温下可与铜反应；B是块状固体；烧杯中盛放C的水溶液，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色胶状沉淀生成。

①写出所选用物质的化学式：A、       ； C、       。
②写出烧瓶中发生反应的化学方程式：                                  。
③碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为                       。

如图是某同学设计的放热反应的观察装置，

其实验操作步骤如下：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再关闭T形管活塞；
③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答:
（1）实验前必须进行的一步实验操作是               。
（2）实验中观察到的现象是                                                              。
（3）实验中发生的化学反应方程式:                            。
（4）说明CaO、H₂O的能量与Ca(OH)₂的能量之间的关系:                                       。
（5）若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象?    (填“能”或“否”)。

某实验小组的同学为了探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验。
实验I：将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，
过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体。该小组同学猜想此固体为xCuCO₃·yCu(OH)₂。
（1）为了验证猜想，先进行定性实验。

（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验。

实验Ⅲ：称取5.190g样品，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C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________________，装置E的作用是____________________，反应结束时要通入适量的空气，其作用是____________________________________。
②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g。则该蓝绿色固体的化学式为____________。
（3）若x=y=1，写出CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时反应的化学方程式______________。
（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca(OH)₂] =" 0.16" g，S[Ba(OH)₂] =" 3.89" g。有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)₂溶液，其可能的依据之一是_________________________。
（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是______（填字母序号）。
A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B．将D换为盛有碱石灰的U形管
C．将C、D颠倒并省去E装置

(11分)三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛，下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
（1）在如图所示装置中，进行氨的催化氧化实验：向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶子并接近液面。反应过程中可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。实验过程中的电离程度____（填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵（），其反应化学方程式：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s)该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

①写出加入药品之前实验操作的要点_______；反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式是________________________。
②干燥管中盛放的药品是______。简述左侧三颈瓶装置制取氨气的原理________。
③对比碳酸盐和酸的反应制取CO₂，该实验利用干冰升华产生气体CO₂的有优点有_____.
④有同学认为该实验装置存在安全问题，请问可能面临的安全问题是________。
⑤氨基甲酸氨可用作肥料，其肥效比尿素[CO(NH₂)₂] _______（填“高”或“低”），在潮湿的空气中释放出氨而变成碳酸氢铵。取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g，用足量石灰水充分处理后，使样品中碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数是_____________。

在实验室里可用如图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

上图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30％KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8％NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里盛有紫色石蕊溶液。
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是_________________。
（2）实验室制取氯气的离子方程式为___________________________________________。
为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_____填字母代号)的净化装置。

A．碱石灰	B．饱和食盐水
C．浓硫酸	D．饱和碳酸氢钠溶液

（3）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是________________________。反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。在图中符合该晶体溶解度曲线的是_____填字母代号)；从②的试管中分离出晶体的操作是________，该操作需要用到的玻璃仪器有____________________________。

（4）次氯酸钠中存在的化学键类型为_______________________________。
（5）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请完成下表中的空白：

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为_________色	氯气与水反应生成的H^＋使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色	_________________________________________
然后溶液从无色逐渐变为_________色	_________________________________________

（6）装置⑤的作用是___________________________。

（18分)Ⅰ.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为             。
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是______（填序号，下同)。
①密度    ②颜色    ③溶解性   ④热稳定性   ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可以是下列气体中的________。
①CO₂     ②NO      ③Cl₂       ④H₂     ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是                                     。
Ⅱ.某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验 。
（4）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3 ，钴的化合价为________，制备X的化学方程式为               。
已知：X的化学式类似下列化学式
氢氧化二氨合银:Ag（NH₃)₂OH 、硫酸四氨合铜:Cu（NH₃)₄SO₄
（5）氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mL c_l mol·L^－1 的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol·L^－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

①盛放5（盐酸标准溶液）的仪器名称               。
②装置中安全管的作用原理是               。
③样品中氨的质量分数表达式为               。

某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。
      
实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用上述装置图1一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
（1）实验中选用的物质名称为：A____________，B__________，C____________；
（2）C处反应的离子方程式为________________。
（3）根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是                  。
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn²⁺，利用上述装置图2探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
（4）写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：_______________________________________。
（5）B处的实验现象为 ______________________________________________。
（6）根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl>Br>I，    （填“能”或“否”），原因________。

实验室用浓盐酸和MnO₂制取并探究Cl₂化学性质，装置图下图所示：

（1）A是氯气发生装置，实验室制取Cl₂的原理是             （用化学方程式表示）
（2）该实验中A部分的装置是         （填字母）

（3）从C装置出来的气体中含有CO₂和HCl，则从B装置导出的气体成分是       。
（4）D装置的作用是        ，可能观察到的现象是                            。
（5）为进行有关氯气的性质实验，需要4瓶容积为122 mL的氯气（室温下，氯气的密度为2．91g/L），理论上需要MnO₂的质量是       ，实际称量的MnO₂固体的质量必须适当多余理论量，原因是
（6）若将装置A如图所示进行连接，探究其与某些溶液分反应的性质，回答下列问题。

①乙装置中FeCl₂溶液与Cl₂反应的离子方程式是                             。证明FeCl₂与Cl₂发生了氧化还原反应的实验方法是                           。
②丙装置中通入少量Cl₂，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。该物质可能是   。

A．Cl2

B．NaClO

C．Na2CO3

D．Na2O2

根据实验目的按要求填空。（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）

（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。（已知酸性：亚硫酸>碳酸）
①实验步骤：连接仪器、______        __、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式为___________________，装置A中的试剂是_____   ___。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是：__                          _____。
（2）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①实验步骤：打开b，关闭a。
②H₂S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式为___                             _。
③BaCl₂溶液中无沉淀现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂ 显示还原性并生成沉淀的离子方程式_____                         ____。

某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。

实验操作步骤：
Ⅰ．打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。
Ⅱ．A中看到白色沉淀时，…，关闭活塞a。
请回答：
（1）B中反应的离子方程式是________。
（2）通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。

A．挥发性

B．还原性

C．氧化性

D．酸性

（3）C装置的作用是________，X是________（写化学式）。
（4）为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是________，D中反应的化学方程式是________。
（5）碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是________（从原子结构角度加以解释）。