高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质实验题

(8分)某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如下图。加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表：

产物	氢气	甲烷	乙烯	丙烯	苯	甲苯	碳
质量分数(%)	12	24	12	16	20	10	6

(1)试管A中残余物有多种用途，如下列转化就可制取高聚物聚乙炔。

写出反应③的化学方程式： ____________________。
(2)试管B收集到的产品中，能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质，其一氯代物有_____种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象______________。
(4)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途：________________、_______________。

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—)

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。
(1)提出假设：
①该反应的气体产物是CO₂；
②该反应的气体产物是CO；
③该反应的气体产物是              。
(2)计方案 如图所示，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。

(3)查阅资料：
氮气不与碳、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）饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式：                            。
(4)实验步骤：
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，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                                  。
(5)数据处理：
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
                                    。
(6)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                  。
②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：
                                                           。

(11分)为证明有关物质的性质，某学生设计了如图所示的装置。当打开活塞C，使液体A与隔板H上的固体B相遇时，即有气体产生，并发现D中蜡烛熄灭；关闭C 打开E时，则看到G中蜡烛燃得更亮。

（1）请判断各仪器中盛放的物质的化学式：
A          ； B          ；F            。
（2）用化学反应方程式表示上述有关反应（不包括蜡烛的燃烧）：   
                                                   ,
                                                   ,
                                                   .

立足教材实验是掌握高中化学实验的基础，是理解化学科学的实验原理、实验方法和实验思路，提高学生实验能力的基本途径。
（1）实验1：取一块金属钠，在玻璃片上用滤纸吸干表面的煤油后，用小刀切去一端的外皮。观察钠的颜色。这个实验中还需用到的一种仪器是             ；
（2）实验2：向一个盛有水的小烧杯里滴入几滴酚酞试液，然后把一小块钠投入小烧杯。把反应的现象和相应结论填入空格。“浮”---钠的密度比水小；“熔”---              ；“红”---反应生成了氢氧化钠；
（3）实验3：在两支试管里分别加入5mL 盐酸和5mL NaOH溶液，在各放入一小段铝片，观察实验现象。试写出铝和NaOH溶液反应的离子方程式：                        ；
（4）实验4：把水滴入盛有Na₂O₂固体的试管中，立即用带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。向反应后的溶液中加入酚酞试液，可以看到                          ；
（5）实验5：在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。该氧化还原反应的氧化剂是         ；
（6）实验6：在试管里注入少量新制备的FeSO₄溶液，用胶头滴管吸取NaOH溶液，将滴管尖端插入试管里溶液底部，慢慢挤出NaOH溶液，可以看到开始时析出一种白色的絮状沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。发生这种颜色变化的原因是（用化学方程式表示）：                           。

三苯甲醇()是重要的有机合成中间体，实验室中合成三苯甲醇时采用图2所示的装置，其合成流程如图1所示。

图1
已知：（1）（碱式溴化镁）；
（2）相关物质的物理性质如下：

物质	熔点	沸点	溶解性
三苯甲醇	164.2℃	380℃	不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
乙醚	-116.3℃	34.6℃	微溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂
溴苯	-30.7°C	156.2°C	不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂
苯甲酸乙酯	-34.6°C	212.6°C	不溶于水
Mg(OH)Br	常温下为固体	能溶于水，不溶于醇、醚等有机溶剂

请回答以下问题：
（1）写出装置图中玻璃仪器的名称：A     ，导管B的作用      ；
（2）制取格氏试剂时要保持微沸，可以采用水浴加热，优点是      ，微沸回流时冷凝管中水流的方向是
     （填“X→Y”或“Y→X”），装有无水CaCl₂的仪器A的作用是     ；
（3）制得的三苯甲醇粗产品中，含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质，可以设计如下提纯方案，请填写空白：

      
图2                              图3
（4）抽滤时所用装置如图3所示，该装置存在的错误有     ，抽滤完毕或中途停止抽滤时的操作方法：应先     ，然后     ；
（5）洗涤液最好选用     ，检验产品已经洗涤干净的操作为     。
（A）水（B）乙醚    （C）乙醇    （D）苯

(9分)某校一化学实验小组通过实验分析，确定一红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
己知:①Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄,②Cu₂O在空气中加热生成CuO。
(1)实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为__________。
(2)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO₄·5H₂O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋分别生成沉淀的pH如下：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH	供选择试剂
Fe^3+	1.9	3.7	A.氯水，  B.H2O2， C.NaOH，  D.氨水， E.CuO，   F.Cu2(OH)2CO3
Fe^2+	7.5	11
Cu^2+	6.0	10

实验小组设计如右图实验方案：

试回答：
①试剂1可以为________________，试剂2可以为________________。
②固体X的化学式为____________。
③操作Ⅰ为____________________。

自2010年8月7日，甘肃省舟曲县发生特大泥石流后，各地的救援物资远远不断运往灾区。下图为地方捐助的一种国家准字号补铁补血用药——复方硫酸亚铁叶酸片，其主要成分是绿矾——硫酸亚铁晶体（FeSO₄·7H₂O）
Ⅰ、某校课外活动小组为测定该补血剂中铁元素的含量特设计实验步骤如下：

请回答下列问题：
（1）步骤②中加入过量H₂O₂的目的是                                 。
（2）步骤③中反应的离子方程式为                                   。
（3）步骤④中一系列处理的操作步骤是：过滤、                 、灼烧、           、称量。
（4）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为       g（用含a的代数式表示）。
Ⅱ、灾难过后，灾区的饮用水变得非常的浑浊，不能饮用。因此对污染的饮用水的处理成了非常重要的事，其中处理的方法有很多：
（1）可以用适量绿矾和氯气一起作用于污染的自来水，而起到较好的净水效果；理由是（用离子方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在使用过程中发现绿矾和氯气的混合使用对酸性废水中的悬浮物处理效果较差，其原因是        。

某化学兴趣小组想探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。探究过程如下：
【猜想或假设】溶液的pH可能为：①pH<7，②           ，③          。
【设计和实验】要测定该溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，其中不能采用下列物质中的                 （填序号）来进行实验。
①pH试纸              ②紫色石蕊试液            ③酚酞试液
组内同学进行了如下实验：
甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸润湿，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7。
【评价与反思】三位同学中操作正确的是              同学。
指出其于同学的操作错误：
          同学：                                                            ；
          同学：                                                             ；
【结论与分析】丙同学得出：“凡是盐溶液的pH都等于7”，你认为该同学结论           
（填“正确”或“不正确”）。
如不正确，请举一例说明                        （如正确，该处不填）。

某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有           ；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是           ；
（3）实验室中现有、、、等4中溶液，可与实验中溶液起相似作用的是             ；
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有                  （答两种）；

T2P1

T1P1

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V₁=       ，V₆=       ，V₉=       ；
②实验E中的金属呈      色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量 溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的 溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因                 。

某同学探究同周期元素性质递变规律时，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将一小块金属钠放入滴有酚酞的冷水中	A．剧烈反应，产生大量无色气体。
②将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中,再向溶液中滴加酚酞溶液	B．浮在水面，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
③将镁条放入稀盐酸中	C．生成淡黄色沉淀。
④将铝条放入稀盐酸中	D．反应较快，产生无色气体。
⑤向AlCl3溶液中滴加NaOH 溶液至过量	E．有气体产生，溶液变成浅红色。
⑥向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水	F．产生白色胶状沉淀，继而沉淀消失。

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究同周期元素性质递变规律。
（2）实验药品：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na₂S溶液、AlCl₃溶液、NaOH 溶液等。
实验仪器：试管、试管夹、酒精灯、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸等。
（3）实验内容（填写与实验步骤对应的实验现象的标号和化学方程式）

实验内容	实验现象	化学方程式
①	B
②		Mg + 2H2O  Mg(OH)2 + 2H2 ↑
③		Mg + 2HCl =  MgCl2 + H2↑
④	D
⑤		AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓+ 3NaCl Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
⑥		Na2S + Cl2 =" 2NaCl" + S↓

(4)实验结论：                                              。

实验和探究对化学学科的发展起着非常重要的作用
（1）写出下列实验过程中所体现的总的离子反应方程式：
①用PH试纸测得醋酸钠溶液呈碱性：__________
②用石墨做电极，电解硝酸银溶液后，溶液呈酸性：__________
③根据浑浊出现的快慢，探究硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素：__________
（2）已知锌能溶解在NaOH溶液中，产生H₂。某同学据此设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案，将单侧面积为S、质量为m₁的镀锌铁皮与石墨用导线相连，放入6NaOH溶液中，判断锌层完全反应的标志是：__________，最后，取出铁片用水冲洗、烘干后称量，得质量为m₂，设锌镀层单侧厚度为h，锌的密度为，则h=__________
（3）实验室测定绿矾中FeSO₄含量的步骤是：称1g绿矾，用30mL蒸馏水溶解并加入H₂SO₄溶液和H₃PO₄溶液，再用0.02mol/L KMnO₄标准溶液滴定到溶液刚变成粉红色，停止滴定，消耗标准溶液VmL。反应中涉及的重要化学方程式有：


①绿矾的含量为__________%。
②的作用是__________。

用 NH₄Cl进行如下实验，试判断发生的现象，并简单说明原因。
(1) 用玻璃棒蘸取少量 NH₄Cl溶液与pH试纸接触时，试纸显示的颜色与标准比色卡相比，可发现 NH₄Cl溶液的pH      7(填“<”、“=”或“>”），显    性（填“酸”、“碱”或“中”），其原因可用离子方程式表示为                                  ；
(2)在NH₄Cl溶液中加入镁粉，可观察到有气体生成，其主要成分为        。
(3) 25℃时，向0.1mol/L的氨水中加入少量氯化铵固体，当固体溶解后，测得溶液pH减小，主要原因是（填序号）       。
A．氨水与氯化铵发生化学反应                B．氯化铵溶液水解显酸性，增大了c(H⁺)
C．氯化铵溶于水，电离出大量铵离子，抑制了氨水的电离，使c(OH^―)减小

某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且A和二氧化锰的最佳催化温度均在500℃左右。于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满500mL氧气为准（其他可能影响实验的因素均已忽略）。

请回答：
(1)上述实验中的待测数据应是：______________。
(2)完成此研究后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告的题目：______________________________________________。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用带刻度的集气瓶排水法收集氢气，每隔1分钟记录一次数据（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）从0～3分钟时间段内，产生氢气的速率是如何变化的？答：                    。
造成这种变化的主要因素是                    ；从3～5分钟时间段内，产生氢气的速率是如何变化的？答：                    。造成这种变化的主要因素是                    。
（2）在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，能减缓反应速率而又不减少产生氢气的量的是               。
A．蒸馏水         B．NaCl溶液        C．Na₂CO₃溶液        D．CuSO₄溶液
（3）在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5分钟五个时间段中，反应速率最大的时间段的盐酸的反应速率为                 （设溶液体积不变，上述气体体积为标况下数据）。