高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质填空题

Ⅰ．短周期的5种主族元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子电子层数之和是5；B原子的最外层电子数是其电子层数的2倍；D的一种单质是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，可用于杀菌消毒；E与A在同一主族。请回答下列问题：
（1）写出A与E形成的化合物的电子式     。
（2）B、D、E组成的一种盐中，B的质量分数为17.91%，其水溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，写出该盐的化学式     。
（3）写出工业制备单质E的化学方程式     。
Ⅱ．某研究小组为了探究仅一种白色粉末状固体X（仅含四种元素）的组成和性质，称取6.3g固体X，设计并完成了如下实验：

已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
请回答下列问题：
（1）画出沉淀丙中金属元素的原子结构示意图     ，写出气体甲的电子式    。
（2）X的化学式是     。
（3）生成砖红色沉淀的原因是     （用化学方程式表示）。
（4）在加热条件下，用氢气还原砖红色沉淀，写出该反应的化学方程式       ，有人提出产物中可能还含有Cu₂O，请设计实验方案验证之    。

(10分)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H₂的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种地壳中含量最多的金属单质和6.72 L的H₂(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H₂，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H₂和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 g·L^－1。请回答下列问题：
（1）甲的化学式是____________。
（2）甲与水反应的化学方程式是_______________________。
（3）气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。
（4）乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式______________。
（5）有人提出产物Cu中可能还混有Cu₂O，请设计实验方案验证之__________________________。(已知：Cu₂O＋2H^＋＝Cu＋Cu^2＋＋H₂O)

二氧化硫为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一。
（1）在实验室中，若用70％的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫，并要求方便控制反应速率，可选用下图所示气体发生装置中的_____(填下列序号字母)。

（2）SO₂经催化氧化可生成SO₃，该反应的热化学方程式为：
2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  △H="a" kJ·mol^-1
在T₁℃时，将2 mol SO₂、1mol O₂充入容积为2 L的密闭容器A中，充分反应并达到平衡，此过程中放出热量98．3 kJ，测得SO₂的平衡转化率为50％，则a=_____，T₁℃时，上述反应的平衡常数K₁=____L·mol^-1。若将初始温度为T₁℃的2 mol SO₂和1 molO₂充入容积为2 L的绝热密闭容器B中，充分反应，在T₂℃时达到平衡，在此温度时上述反应的平衡常数为K₂。则K₁______ K₂ (填“>”、“<”或“=”)。
（3）某热电厂上空大气中所含二氧化硫严重超标，现对该区域雨水样品进行探究。首先用pH试纸测定雨水样品的pH，操作方法为_________________________________________，测得样品pH约为3；为进一步探究由SO₃所形成酸雨的性质，将一定量的SO₂通入蒸馏水中，配成pH为3的溶液，然后将溶液分为A、B两份，向A中加入适量的NaOH固体，使溶液恰好呈中性(不考虑氧化性物质和其它酸性物质的影响)，则此中性溶液中离子的浓度间存在的关系式为：[Na⁺]=_______；将溶液B久置于空气中，与久置前相比，久置后的溶液B中水的电离程度将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）工业上常用如下图所示的流程处理工业尾气中的SO₂：

上述流程中有一种物质可以再生循环利用，该物质再生的化学方程式为_______________________。

某校化学兴趣小组为探究FeSO₄和NaHCO₃的反应，按右图所示操作将NaHCO₃溶液滴加到FeSO₄溶液中（FeSO₄和NaHCO₃溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在FeSO₄溶液中加入少量铁粉）。观察到试管中立即出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成。

（1）实验室欲配制10%的NaHCO₃溶液，所需仪器有：烧杯、玻璃棒、药匙、        、        （写出另外两种）。
（2）产生的气体是                （填分子式）。
【查阅资料】FeCO₃为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe(OH)₃。
（3）关于白色沉淀的成分，小组同学提出如下假设，请补充完成假设3：
假设l：白色沉淀是Fe(OH)₂；
假设2：白色沉淀是FeCO₃；
假设3：白色沉淀是                                             。
（4）若假设2成立，写出生成FeCO₃的离子方程式：                             。
经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO₄溶液的目的是
某同学认为白色沉淀不可能为Fe(OH)₂，你是否同意其观点？           。（填“同意”或“不同意”）。
（5）请设计一个实验方案，验证假设2是否成立。                                  。

（16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用：
（1）请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式：                  ；
（2）请设计实验，检验某可溶性固体物质中含有NH₄⁺的操作、现象、结论：    ；
（3）实验室可用(NH₄)₂Cr₂O₇受热分解产生N₂、Cr₂O₃和H₂O来制备N₂，请写出该分解反应的化学方程式：                  ；
（4）有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N₂、Cr₂O₃和H₂O，还含有NH₃和O₂，并指出伴随有显著的副反应发生：2(NH₄)₂Cr₂O₇2Cr₂O₃+4NH₃↑+2H₂O+3O₂↑；设计如下图所示实验装置，并通过实验方法验证了NH₃和O₂的存在(忽略空气中O₂的干扰)。

限选试剂：Na₂S溶液、Na₂SO₃溶液、FeSO₄溶液；
限选仪器：试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管
①图中试管口玻璃纤维的作用是                   ；
②根据实验目的，选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置（在方框中画图并标注所选试剂）；
③写出该法验证NH₃和O₂存在的实验原理的化学方程式：                           。

合理地开发和利用资源、能源，节能减排，保护环境，是人类社会可持续发展的基础。氢气是理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳能产生激光、并在二氧化钛( TiO₂)表面使海水分解得到氢气的新技术。
（1）水分子分解时，断裂的化学键是H—O键，此时需要_______（填“放出”或“吸收”）能量。水分解生成氢气和氧气的反应属于__________（填“放热”或“吸热”）反应。
（2）氢气是理想的清洁燃料的原因主要有：一是其完全燃烧放出的热量是等质量汽油完成燃烧放出热量的3倍多，二是制取它的原料是水、资源不受限制，三是它______________，不会污染环境。
生物质含有葡萄糖、淀粉和纤维素等糖类，也称碳水化合物，绿色植物将二氧化碳和水变成碳水化合物的过程称为__________________。
（3）氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。下列有关制取氢气的研究方向可行的是___________（填字母）。
a．组成水的氢、氧都是可燃的，可以研究在水不分解的情况下，使氢气成为燃料
b．寻找高效的催化剂，使水分解产生氢气，同时释放出热量
c．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
d．寻找更多的的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气
（4）汽车或某些工业生产的尾气中含有的氮氧化物NO_x（即NO和NO₂的混合物），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
①大量的氮氧化物排放到空气中会导致的主要环境问题有形成酸雨、________（填—项）。
②已知在催化剂和加热条件下，NO与NH₃反应的化学方程式为：6NO+4NH₃5N₂+6H₂O
某研究小组按下列过程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能：

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞试液的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是_________________。
③工业上常用Na₂CO₃溶液吸收处理某些尾气中的NOx。己知：
NO不能直接与Na₂CO₃溶液反应；
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂;
2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂。
则当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的取值范围是_____________。

为证明Fe³⁺具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO₃)₃溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe³⁺具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO₃)₃溶液具有酸性，在此酸性条件下NO₃^-也能氧化Cu”，并设计实验进行探究。已知：

水解反应	平衡常数（K）
Fe^3++ 3H2O  Fe(OH)3 + 3H^+	7.9 × 10^-4
Fe^2++ 2H2O  Fe(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-10
Cu^2++ 2H2O  Cu(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-7

 
请回答：（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为                                  。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO₃)₃溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案：                                                  。
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化，实验记录如下。

实验内容	实验现象
甲同学的实验方案	溶液逐渐变成蓝绿色， pH略有上升
乙同学的实验方案	无明显现象，pH没有明显变化。

 
①据实验现象写出发生反应的离子方程式：                                。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是                          。
③解释乙同学的实验现象                                  。
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的：                    。

某班学生分成甲,乙两小组分别探究硫，氮及其化合物的性质：
（一）甲组同学用下列装置来探究浓硫酸与木炭粉加热反应并验证反应所产生的各种产物。

（1）装置甲中盛放浓硫酸的仪器a名称是_______________，
装置甲中仪器b中发生反应的化学方程式为______________________________________
（2）实验中可观察到装置乙中，A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。
A瓶溶液的作用是__________________________________________________，
B瓶溶液的作用是__________________________________________________，
D瓶溶液的现象是__________________________________________________。
（二）乙组同学用下列装置来证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，

B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。
（1）实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的                 。
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为________________________________________________________________。
（3）装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是                           。
（4）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________。
（5）装置D的作用是_____________________________________________________。

(18分）某中学化学兴趣小组同学为探究元素周期律，设计了如下一系列实验。利用下图所示装置可以验证元素的非金属性的变化规律。

（1）仪器A的名称为              ，仪器D的作用是________________。
（2）实验室中现有药品Na₂S、KMnO₄、浓盐酸、MnO₂，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫的：________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为___________。
（3）若要证明非金属性：C>Si，则A中应加入________，B中应加入Na₂CO₃，C中应加入____________溶液，观察到C中的现象为______________________。

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：

（1）取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO₂，无明显变化，说明样品中不含有的物质是（填写化学式）___________。
（2）Z为一种或两种气体
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是_________。
②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是_____________。
（3）向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是（填写离子符号）_____________。
（4）取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H₂O₂，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成．当消耗2 mol I^－ 时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_______________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是__________。
（2）另称取铁钉6．0 g放入15．0 mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe^3＋外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋，需进行的实验是__________。
②乙同学取336 mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO₂＋Br₂＋2H₂O＝2HBr＋H₂SO₄
然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2．33 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为（简要表述计算过程）__________。

实验室做乙醛和银氨溶液发生银镜反应的实验时：
①为产生光亮的银镜，试管用蒸馏水洗涤后再用_________溶液煮沸，倒掉煮沸液后再用清水将试管冲洗干净。
②配制银氨溶液时向盛有________溶液的试管中逐滴滴加_________溶液边滴边振荡直到_________为止。有关反应的化学方程式：____________________、___________________。
③加热时应用_________加热，产生银镜的化学方程式为________________________________。

18．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，丙中滴有少量的酚酞试液。

请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式是                                。
（2）石墨电极（C）的电极反应式为                                    。
（3）在标准状况下，若有2．24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为     L。
（4）在开始一段时间，铜a电极附近溶液中观察到的现象为                            。
（5）若丙中以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是                （填字母）。
a．电能全部转化为化学能     b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu²⁺向阳极移动     d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

NaHSO₃可被过量KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗时即有I₂析出。某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。
（1）写出NaHSO₃溶液与过量KIO₃溶液反应生成I₂的离子方程式：                         。
（2）调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：

编号	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反应温度/℃	溶液变蓝的时间t/s
①	10	15	a	10	t1
②	10	40	0	10	t2
③	10	b	0	20	t3

表中a=        ，b=        。
（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝)。

①在30℃下，若溶液变蓝时，I₂的物质的量为n mol，则从反应开始至溶液变蓝，IO₃^-的平均反应
速率      mol·L^-1·s^-1(写出表达式即可，不要化简)。
②根据图像，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：                 。
（4）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二：
假设一：反应生成的I₂对反应起催化作用；
假设二：                                                       ；
………………
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）。

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论

 

某小组探究Na₂CO₃和NaHCO₃的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na₂CO₃固体、0.5 gNaHCO₃固体的烧杯中加入10 mL水（20℃），搅拌，测量温度为T₁；
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T₂；
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度T₃。
得到下表的数据：

回答下列问题：
（1）Na₂CO₃溶于水显碱性，其原因是                     （用离子方程式表示）。
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na₂CO₃、NaHCO₃固体分别是全部溶解还是部分溶解_________。
（3）分析表1的数据得出：Na₂CO₃固体溶于水______，NaHCO₃固体溶于水______（填“放热”或“吸热”）。
（4）甲同学分析上述数据得出：Na₂CO₃和NaHCO₃与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向 盛 有10  mL水（20℃）的烧杯中加入10 mL_____，搅拌，测量温度为22.2℃。
（5）结合上述探究，下列说法正确的是__________。
A．NaHCO₃与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃固体
C．Na₂CO₃、NaHCO₃固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO₃和Na₂CO₃混合固体中NaHCO₃的纯度，称取m₁ g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m₂ g，则原混合物中NaHCO₃的质量分数为_____（用代数式表示）。
附表：溶解度表