高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

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。设计方案如图，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。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	-25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（1）查阅资料：
①氮气不与炭粉、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）饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式：                      。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N₂

（2）实验步骤：
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，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                                                。
（3）数据处理：
①试根据实验数据分析，该反应的气体产物是CO₂和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式：                。
（4）实验优化：
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                   。
②pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10^-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝-lg1×10^-3＝3。现向0.2mol/LBa(OH)₂溶液中通入CO₂气体，沉淀开始产生时，溶液中CO₃^2-的PC值为_________（已知：lg2＝0.2；K_sp(BaCO₃)＝5.0×10^-9）
③从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：             。

X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素，X和Y同主族，Y和W的氢化物具有相同的电子数。在中学范围内X的单质只有氧化性，且是空气的主要成份之一。
（1）写出实验室制取W₂反应的离子方程式                              。
（2）某小组设计如图所示的装置，分别研究YX₂和W₂的性质。

①分别通入YX₂和W₂，在装置A中观察到的现象是否相同     (填“相同”或“不相同”)；若装置D中装的是铁粉，当通入足量W₂时观察到的现象为                 ；若装置D中装的是五氧化二钒，当通入足量YX₂时，打开K通入适量X₂，化学反应方程式为                        ；
②若装置B中装有5．0mL 1．0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移了5．0×10^-5mol电子，该反应的化学方程式为                        。
（2）某同学将足量的YX₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，再向该试管中加入过量的下列溶液也无沉淀生成的是                (填字母)。

A．氨水

B．稀盐酸

C．稀硝酸

D．氯化钙

E．双氧水   
F．硝酸银

(10分)某同学做同周期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如下表：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	（a）浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	（b）产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	（c）反应不十分强烈，产生无色气体
④镁带与2 mol·L^－1的盐酸反应	（d）剧烈反应，产生无色气体
⑤铝条与2 mol·L^－1的盐酸反应	（e）生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	（f）生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验目的：____________________________________________________________。
（2）实验用品：仪器：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管、滤纸
药品：镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L^－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl₃溶液
（3）实验内容：(填写题给信息表中的序号)

实验方案	实验现象(填写序号)
①
②
③
④
⑤
⑥

实验结论：__________________________________________________________。

某化学活动小组设计如下图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                              。
（2）试剂Y是             ；作用是                            。
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯的氧化物。可以确定的是C中含有氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C中反应后固体的成分进行猜想和探究。
提出合理假设。
假设1：存在两种成分：NaHCO₃和物质W；
假设2：存在三种成分：NaHCO₃、Na₂CO₃和物质W。
则上述假设中物质W为           （填化学式）。
设计方案，进行实验。请填写相应的实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：稀H₂SO₄、稀HNO₃、BaCl₂溶液、Ba(OH)₂溶液、AgNO₃溶液。

（4）若假设l成立，已知C中有0.1mol Cl₂参加反应，推知C中反应的化学方程式为          。

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

（1）①装置A中发生反应的离子方程式是                    。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出                      。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄，振荡后，下层CCl4层无明显变化。	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为：

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：红色慢慢褪去。E装置中：CCl₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．Fe^3+ +3SCN^－Fe(SCN)3是一个可逆反应。 ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2＞ (SCN)2。 ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。 ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

①用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl₂过量时D中溶液红色褪去的原因                    ，现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加             溶液，若溶液颜色       ，则上述解释是合理的。
②探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO₃溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式（离子或化学方程式不限定）解释仅产生白色沉淀原因                 、

某课外兴趣小组进行电解原理的实验探究，做了如下的实验：以铜为电极，按如图所示的装置电解饱和食盐水。

实验现象：接通电源30 s内，阳极附近出现白色浑浊，之后变成橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。一段时间后，试管底部聚集大量红色沉淀，溶液仍为无色。
查阅资料：

物质	氯化铜	氧化亚铜	氢氧化亚铜(不稳定)	氯化亚铜
颜色	固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色	红色	橙黄色	白色

*相同温度下CuCl的溶解度大于CuOH
下列说法错误的是
A．反应结束后最终溶液呈碱性
B．阴极上发生的电极反应为：2H₂O + 2e^-¯ ═ H₂↑+ 2OH^-¯
C．电解过程中氯离子移向阳极
D．试管底部红色的固体具有还原性

某学生对Na₂SO₃与AgNO₃在不同PH下的反应进行探究。
（1）测得Na₂SO₃溶液PH=11，AgNO₃溶液PH=5，二者水解的离子分别是            。
（2）调节PH，实验记录如下：

查阅资料得知：
i．Ag₂SO3：白色，难溶于水，溶于过量Na₂SO₃的溶液
ii．Ag₂O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应
①推测a中白色沉淀为Ag₂SO3，离子方程式是            。
②推测a中白色沉淀为Ag₂SO4，推测的依据是            。
（3）取b、c中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag₂SO4，实验方法是：另取Ag₂SO4固体置于         溶液中，未溶解。
（4）将中滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：
Ⅰ．向X中滴加稀盐酸，无明显变化
Ⅱ．向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体
Ⅲ．用Ba（NO₃）₂溶液、BaCl₂溶液检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀
①实验Ⅰ的目的是      。
②根据上述现象，分析X的性质和元素组成是            。
③Ⅱ中反应的化学方程式是            。
（5）该同学综合以上实验，分析产生X的原因，认为随着酸性的增强，还原性增强。通过进一步实验确认了这种可能性，实验如下：

①气体Y是       。
②白色沉淀转化为X的化学方程式是            。

已知镁能在二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO₂2MgO＋C。某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与SO₂的反应及固体产物，实验装置如图所示。请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应的化学方程式为______________。
（2）装置B中盛装的干燥剂可以是_______（填序号）。
①浓硫酸  ②无水CaCl₂  ③碱石灰  ④五氧化二磷
（3）实验开始时，先让A中反应进行一段时间，然后再点燃C处酒精灯，这样做的目的是_______。
（4）D装置的作用是___________，发生反应的离子方程式为______________________。
（5）甲同学认为镁与SO₂反应的方程式应该是2Mg+SO₂2MgO+S；
乙同学认为硫是活泼的非金属，发生的反应应该是3Mg+SO₂2MgO+MgS；
而丙同学认为SO₂是酸性氧化物，发生的反应应该是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S。
要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学作如下实验探究：
已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，且都能与盐酸发生复分解反应放出气体；
限选试剂：2mol/L HCl、2mol/L HNO₃、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；仪器和用品自选。请填写下表中的空格：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量反应后所得固体样品于试管Ⅰ中
步骤2：向试管Ⅰ中的固体慢慢滴加__________， 试管Ⅰ口塞上带导管的单孔塞，并将导管插入盛有________的试管Ⅱ中。	a．若试管Ⅰ中的固体未完全溶解，且_______，则甲同学的推测是正确的。 b．若试管Ⅰ中的____________，则乙同学的推测正确。

根据上述实验探究，能证明丙同学推测正确的操作和预期现象是_________________。

已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验：

（1）装置的连接顺序为                                         。
（2）饱和食盐水的作用是                                         。
（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：

①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_____________________。
②淡红色溶液中加入过量H₂O₂后溶液红色加深的原因是                           。
（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O₂。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl₃溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀HCl和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化。
实验①说明                                                ；
实验②的目的是                                            ；
得出结论：溶液褪色的原因是                                                  。

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种常用的抗氧化剂。
某研究小组对焦亚硫酸钠进行如下研究：
（1）采用下图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na₂S₂O₅。

装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅析出，发生的化学反应方程式为：Na₂SO₃ + SO₂ = Na₂S₂O₅。
①装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为                             。
②要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是              。
③装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为      （填序号）。

（2）【查阅资料】Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。
①NaHSO₃溶液显酸性。请用化学用语和必要的文字解释原因________________________________；
证明该结论可采用的实验方法是               （填序号）。
a．测定溶液的pH      
b．加入Ba(OH)₂溶液      
c．加入盐酸
d．加入品红溶液       
e．用蓝色石蕊试纸检测
②检验Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________________。
（3）焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）在酸性条件下可将工业废水中的Cr₂O₇^2—还原为Cr³⁺。
①写出该反应的离子方程式_______________________。
②若处理Cr₂O₇^2—浓度为1×10^-3mol/L的工业废水1L，需用Na₂S₂O₅固体_________mg。

某研究性学习小组利用下列有关装置对SO₂的性质及空气中SO₂的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是                                           。
（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，再关闭弹簧夹。此操作的目的是               。
（3）实验过程装置B中没有明显变化。实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中。向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀      （填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是                     。
（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO₂具有        性。
（5）装置D的作用是                                                    。
（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种假设成立。可任选下列试剂进行实验：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

实验步骤	实验操作	预期现象与结论
1	取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞	溶液变红
2

（7）另一小组利用装置E进行实验：SO₂性质实验之后,用注射器对实验室内空气进行取样。并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验。请计算该空气中SO₂的体积分数（用含V的代数式表示）          。

(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空气的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是               ；为达到此目的，应进行的操作是            。
（2）在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________________；B中反应的离子方程式为：__________________________。
（3）装置E和F的作用是                      ；实验现象是_____               _。(用化学方程式及必要文字简要描述)
（4）装置D的作用是                                           。

．实验探究：为了研究同周期元素性质递变规律，某同学自己设计了一套实验方案，并动手记录实验步骤和现象如下：(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在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，再将一小块金属钠放入其中	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将镁条投入稀盐酸中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将铝条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、AlC1₃溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
实验所用到的玻璃仪器：①       、②      、③       以及胶头滴管、玻璃片等。
（2）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤
实验现象（填A～F）	B

（3）此实验的结论：钠、镁、铝的金属性强弱                         。

(16分)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100ml0.2mol/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                                   。

氰化物有剧毒，氰化电镀会产生大量含氰化物的废水，该电镀含氰废水中的氰化物主要是以CN^一和[Fe(CN)₆]^3-两种形式存在。研究表明可采用双氧水氧化法处理电镀含氰废水。某化学兴趣小组模拟双氧水氧化法探究有关因素对该破氰反应速率的影晌（破氰反应是指氧化剂将CN^－氧化的反应）。
【查阅资料】
①Cu^2＋可作为双氧水氧化法废水处理过程中的催化剂；
②Cu^2十在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计；
③[Fe(CN)₆]^3-较CN^一难被双氧水氧化，pH越大，[Fe(CN)₆]^3-越稳定，越难被氧化。
［实脸设计］
在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu²⁺的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	实验目的	初始pH	废水样品体积mL	CuSO4溶液的体积/mL	双氧水溶液的体积/mL	蒸馏水的体积mL
①	为以下实验作参考	7	60	10	10	20
②	废水的初始pH对破氰反应速率的影响	12	60	10	10	20
③						10

【数据处理］
实验测得含氰废水中的总氰浓度（以CN^一表示）随时间变化关系如下图所示。

（2）实验①中20——60 min时间段反应速率v(CN^-）= ____mol·L^-1∙min^-1。
【解释和给论］
（3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是______
（填一点即可）。
在偏碱性条件下，含氰废水中的CN^一最终被双氧水氧化为HCO₃^- ,同时放出NH₃,试写出该反应的离子方程式：
（4）该兴趣小组同学要探究Cu²⁺是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设计实脸并验证上述结论，完成下表中内容。
（己知：废水中的CN^一浓度可用离子色谱仪测定）

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论