高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

草酸(H₂C₂O₄)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H₂O、CO₂和CO)；H₂C₂O₄＋Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓＋2H₂O。现用H₂C₂O₄进行如下实验：
(一)探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：

A、乙醇  B、                C、NaOH溶液。
（1）B中盛装的试剂           (填化学式)
（2）A中加入乙醇的目的是                                              。
(二)探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100ml 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是                               (用离子方程式表示)。
(三)用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理：  MnO₄^－ ＋    H₂C₂O₄＋           ＝    Mn^2＋ ＋    CO₂↑＋    H₂O
（1）配平上述离子方程式。
（2）滴定时KMnO₄溶液应盛装于             (填 “酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素

实验 组别	c(H2C2O4) /(mol/L)	V(H2C2O4) /ml	c(KMnO4) /(mol/L)	V(KMnO4) /ml	c(H2SO4) /(mol/L)	褪色所需时间	实验 目的
1	0.2	2	0.0025	4	0.12	6＇55＇＇	(a)
	0.2	2	0.005	4	0.12	5＇17＇＇
	0.2	2	0.01	4	0.12	3＇20＇＇
	0.2	2	0.02	4	0.12	9＇05＇＇
	0.2	2	0.03	4	0.12	11＇33＇＇
	0.2	2	0.04	4	0.12	14＇20＇＇

下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据：
请回答：
（1）实验目的(a)是                   ；
（2）根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO₄溶液浓度的变化关系图像；

（3）若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO₄而不选MnCl₂作为催化剂，其原因是                                    。

某同学为了验证Fe³⁺是否能氧化H₂SO₃生成了SO₄^2–，他用50mL0.1mol/LFeCl₃溶液吸收制取SO₂气体的尾气，再进行以下实验：
（1）检验吸收液中的SO₄^2–：                        ，则证明Fe³⁺能把H₂SO₃氧化为SO₄^2–。
（2）请配平并完成上述反应中的化学方程式：
2FeCl₃+SO₂+      ＝2FeCl₂+H₂SO₄+2HCl，反应中的氧化产物是      （写化学式）。
（3）吸收液中除了含有H⁺、Cl^–、SO₄^2–以外，对其它成份（Fe³⁺、Fe²⁺、H₂SO₃）的可能组合进行探究：
①提出假设。
假设1：溶液中存在Fe³⁺、Fe²⁺；
假设2：溶液中存在                         ；
假设3：溶液中存在Fe²⁺ 而不存在H₂SO₃（二者恰好完全反应）。
②设计方案、进行实验，验证假设。请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论（可以不填满）。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1moLL^-1KMnO₄、0.1moLL^-1KSCN溶液、品红溶液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：用试管取样品溶液2～3mL，再用滴管取	若出现血红色，则假设1成立； （2）若未出现血红色，则假设2或假设3成立。
步骤2：

 

某研究小组想探究炭与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速放入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮，上下反复跳动。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①炭与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有          性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，该反应的化学方程式为                     。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O₂还是NO₂，设计了以下实验。
Ⅰ．制取NO₂气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出反应的的离子方程式                             。
Ⅱ．探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式                                。
②通过实验探究，你认为上表操作b中助燃气体是什么，简述理由                       。

某小组进行铝热反应实验，装置如图所示。

（1）铝热反应原理              （写化学方程式），试剂A为            （写化学式）。
（2）对坩埚内的黑色固体物质的组成，小组进行了如下探究
假设I：该黑色物质为铁
假设Ⅱ：该黑色物质为铁与氧化铁的混合物
【设计方案并实验】

实 验 步 骤	现 象	结 论
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸	固体全部溶解，有气泡产生	假设I成立， 假设Ⅱ不成立
②滴入几滴0.01mol/LKSCN溶液	溶液不变色

【交流评价】
你认为上述结论是否合理？          ，理由是                                  。
（3）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水溶液变红色。
①此时涉及的氧化还原反应的离子反应方程式为                                      。
②利用反应体系中存在的平衡：Fe³⁺+3SCN^—Fe(SCN)₃，小组再将滴入适量氯水的溶液平均分成两份，分别置于两支试管中并编号l、2，进行如下表所示的探究。该实验中，小组主要探究的问题是             ；应重点观察的现象是              ；预计得出的结论是           。

实验编号	实验步骤
1	①滴加饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡
	②滴加几滴NaOH溶液
2	①滴加4滴1mol/LKSCN溶液
	②滴加几滴NaOH溶液

 

Na₂S₂O₃·5H₂O在化学定量分析中常用作基准物质，实验室制备原理为
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂3Na₂S₂O₃+CO₂。设计如下装置(夹持仪器省略)进行实验。

（1）A中发生的化学反应方程式为             。
（2）C中所盛试剂可能是       ；若要停止A中的化学反应，除取下酒精灯停止加热外，还可以采取的操作是        。
（3）学生乙在加热A后，发现液面下的铜丝变黑。对黑色生成物该学生提出如下假设：
①可能是CuO  ②可能是Cu₂O  ③可能是CuS
学生丙提出假设②一定不成立，依据是            ；该生用如下实验进一步验证黑色物质的组成：

基于上述假设分析，黑色物质的组成为              (填化学式)。
（4）实验室用Na₂S₂O₃标液测量废水Ba^2＋的浓度，过程如下：
(已知：2 S₂O₃^2一+I₂=S₄O₆^2—+2 I^－)

①写出BaCrO₄沉淀与过量HI、HCl溶液反应的离子方程式               ；
②以淀粉为指示剂，则到达滴定终点的现象是         ；
③若标液Na₂S₂O₃的浓度0.0030mol·L^－1，消耗该Na₂S₂O₃溶液体积如图，则废水Ba^2＋的浓度为    。

某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有      性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式              。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O₂还是NO₂，设计了以下实验。
Ⅰ．制取NO₂气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式           。
Ⅱ．探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式      。
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O₂反应的实验       。
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由      。

某同学做元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。

实验步骤	实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体．
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应开始不十分剧烈；产生无色气体。
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭。

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式）

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A~F）

实验②                                                        ，
实验③                                                       ；
（2）实验结论：                                              。

已知FeCl₃溶液与KI溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。
（1）甲同学首先进行了实验1。

实验 1	实验步骤	实验现象
ⅰ．取2 mL 1 mol·L^-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液3滴（1滴约为0.05 mL，下同）。	ⅰ．溶液呈棕黄色。
ⅱ．向其中滴加2滴0.1 mol·L^-1 KSCN溶液。	ⅱ．溶液不显红色。

①写出FeCl₃溶液与KI溶液反应的离子方程式          。
②加入KSCN溶液的目的是          。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe³⁺)太低，故改进实验方案，进行了实验2。

实验 2	实验步骤	实验现象
ⅰ．取2 mL 0.1 mol·L^-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液3滴。	ⅰ．溶液呈棕黄色。
ⅱ．向其中滴加2滴0.1 mol·L^-1 KSCN溶液。	ⅱ．溶液显红色。
ⅲ．继续加入2 mL CCl4，充分振荡、静置。	ⅲ．液体分层，上层红色消失，变为棕黄色，下层呈紫红色。

本实验改用0.1 mol·L^-1 KI溶液的目的是          。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl₄后上层溶液红色消失的原因：          。
（2）甲同学认为“用CCl₄萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I₂未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：I₂、I₃^－在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：I₂＋I^－ I₃^－。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I₃^－。
①为验证假设，乙同学设计并完成了实验3。

实验3	实验步骤	实验现象
ⅰ．取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mL CCl4， 振荡、静置。	ⅰ．液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。
ⅱ．取1 mL饱和碘水，加入2 mL CCl4， 振荡、静置。	ⅱ．液体分层，上层为无色，下层呈紫红色。

实验3的结论是          。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验，证明了平衡I₂＋I^－ I₃^－的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中          。
两支试管中的现象分别为           。

(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：
（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO₃，请选择下列装置设计实验，并完成下表：

选择的装置 (填编号)	实验现象	实验结论
		样品含 NaHCO3

（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m₁g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液。将反应混和物过滤、        (填操作)、干燥、称量为m₂g。该纯碱样品的纯度为             。
（3）该小组同学在0.1 mol/L NaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，测得溶液pH变化如下表

温度(℃)	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

但当温度恢复到10 ℃，测得溶液pH=9.8。
实验2：加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO₃溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)              、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析，加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是_____________(答一条)。

为了探究AgNO₃的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO₃的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO₃溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag⁺除尽后，进行了如下实验。可选用试剂：①KSCN溶液  ②NaOH溶液  ③酸性KMnO₄溶液  ④K₃[Fe(CN)₆]溶液。
（1）请完成下表：

操作	现象	结论
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡		存在Fe^3+
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，加入1~2滴      （填序号）溶液，振荡		存在Fe^2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe²⁺和Fe³⁺
Ⅱ.AgNO₃的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后，试管中残留固体为黑色。

（2）装置B的作用是             。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O₂，其操作方法是             。
（4）【查阅资料】①Ag₂O和粉末的Ag均为黑色；②Ag₂O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是：①Ag；②Ag₂O；③Ag和Ag₂O。
【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验：

实验编号	操  作	现 象
a	加入足量氨水，振荡	黑色固体不溶解
b	加入足量稀硝酸，振荡	黑色固体溶解，并有气体产生

【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是             （填实验编号）。
【实验结论】根据上述实验结果，得出AgNO₃固体受热分解的化学方程式为             。
【实验拓展】另取2.0g AgNO₃样品充分受热分解，共收集到标准状况下气体的体积为336mL，则样品中AgNO₃的百分含量为             。

某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如右图所示。

实验一：电解饱和食盐水。
（1）简述配制饱和食盐水的操作：
（2）电解饱和食盐水的离子方程式为
实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。
相同条件下，电解1 mol·L^一1NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V₁mL气体，同时，在Y处收集到V₂mL气体，停止电解。结果发现V₂＜V₁，且与电解饱和食盐水相比，Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析，导致上述现象的原因有：
i．有部分C1₂溶解于NaCl溶液中；ii．有0₂生成。
（3）设计实验证明有部分C1₂溶解于NaCl溶液中。实验方案为      。
（4）证明有O₂生成并测定O₂的体积。
按如图所示装置进行实验。通过注射器缓缓地将在Y处收集到的V₂mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂）中，最终，量气管中收集到V₃mL气体（设均在相同条件下测得）。

①装置A的作用是    。
②本实验中，观察到   的现象，说明石墨电极上有0₂生成。
③实验中是否需要预先除净装置中的空气？   （填“是”或“否”）。
（5）实验二中，在石墨电极上生成Cl₂的总体积为    mL（用代数式表示）。
实验反思：
（6）由以上实验推知，欲通过电解食盐水持续地获得较纯净的氯气，电解时应控制的条件：
①     ；②      。要进一步证明该推论，还需进行电解不同浓度食盐水的平行实验。

某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应，提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少？”的问题，并设计了如下方案进行实验：
实验试剂：18mol/L硫酸20mL，纯铜粉足量，足量2mol/LNaOH溶液
请根据实验回答问题：

（1）首先根据上图所示，组装实验装置，并在加入试剂前先进行            操作。
（2）烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是：      (填化学式)，利用倒置的漏斗而不是将导气管直接深入烧杯中的目的是：                            。
（3）加热烧瓶20分钟，烧瓶中发生反应的化学方程式是：                     。待烧瓶中反应基本结束，撤去酒精灯，利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气，以确保烧瓶中的SO₂气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的     (填仪器名称)起到了确保硫酸体积保持不变的作用。
（4）将充分反应后的烧杯取下，向其中加入足量的酸化的双氧水，再加入足量的BaCl₂溶液，再进行         、          、          后称量硫酸钡的质量为13.98g，请计算能与铜反应的硫酸的浓度最低是         。
（5）有的同学提出在上面（4）中可以不必加入酸化的双氧水，直接进行后面的实验，也能得到准确的数据，请结合你的理解分析：         （填“需要”或“不需要”）加入双氧水，原因：            。

铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl^-的水样中，探究将NH₄⁺转化为N₂而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH₃ + 6OH^- - 6e^- = N₂ + 6H₂O反应的电极为     （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价    ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl₂，与H₂O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH₄⁺的离子方程式                  。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择    A。

（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；    
假设二：只有HClO；  
假设三：               。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。

实验方案	预期实验结果和结论
配制一定pH、NH4^+和Cl^-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH

（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH₄⁺转化为N₂而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因                。

(15分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ．验证同周期主族元素金属性和非金属性的变化规律
（1）将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈，     与盐酸反应产生的气体最多。Al与HCl反应的离子方程式为____        _
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现        现象，可证明Cl的非金属性比 S强，反应的离子方程式为                     。
Ⅱ．利用如图装置验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为    ，干燥管D的作用为防止     。
（4）若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液      的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用      溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液观察到C中溶液        的现象              即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有             溶液的洗气瓶除去。

某小组通过实验研究Na₂O₂与水的反应。

操作	现象
向盛有4gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水得到溶液a	剧列反应，产生能使带火星木条复燃的气体
取5mL溶液a于试管中，滴入两滴酚酞	ⅰ．溶液变红 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

（1）Na₂O₂与水反应的化学方程式                                  。
（2）ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H₂O₂与酚酞发生了反应。
Ⅰ．甲同学通过实验证实了H₂O₂的存在：取少量溶液a，加入试剂     （填化学式），有气体产生。
Ⅱ．乙同学查资料获悉：用KMnO₄可以测定H₂O₂含量： 取15.00mL溶液a，用稀H₂SO₄酸化，逐滴加入0.003mol·L^-1 KMnO₄溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗20.00 mL KMnO₄溶液。
①请配平：   MnO₄^－＋   H₂O₂＋   H^＋ ="="    Mn^2＋＋   O₂↑＋   H₂O
②溶液a中c(H₂O₂)＝         mol·L^-1。
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是                         。
（3）为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续实验：
Ⅲ．向H₂O₂溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴0.1mol·L^-1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10分钟后溶液变无色。
Ⅳ．向0.1mol·L^-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的，振荡，溶液变红，10分钟后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入O₂，溶液颜色无明显变化。
①从实验Ⅲ和Ⅳ中，可得出的结论                                。
②同学们通过进一步实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应。实验方案是：取少量溶液a于试管中，                             。