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

(15分)日用牙膏的主要成分有：活性物质、摩擦剂、甘油等。假设牙膏中摩擦剂成分为CaCO₃、SiO₂、Al(OH)₃中的一种或几种物质组成，牙膏中其他成分均可溶于益酸，且无气体产生。
（1）牙膏中添加甘油主要作用____。
为进一步探究牙膏中摩擦剂成分，进行了以下探究：
I摩擦剂成分的定性检验：设计实验方案，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满也可补充）。可选的试剂：稀盐酸，稀硫酸，NaOH溶液，澄清石灰水

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤	有难溶物存在
步骤2：	①有无色气泡产生，说明有CaCO3； ②_________，说明有______。
步骤3：
……

II．牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气。其主要作用            。
（3）仪器C中选择Ba(OH)₂而不选择Ca(OH)₂溶液原因：①           。②            。
（4）下列各项措施中，能提高测定准确度的是____（填标号）。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．缓慢滴加稀盐酸
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（5）实验中准确称取10.00g样品三份，进行三次测定，洌得BaCO₃平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为____。若改测定C中生成BaCO₃质量为测定装置C在吸收CO₂前后的质量差来确定CaCO₃的质量分数，两方法测定的结果____（填“相同”或“不同”），原因是     。

实验小组同学看到一则报道：某造纸厂误将槽车中漂白液（NaCl和NaClO的混合液）倒入盛放饱和KAl（SO₄）₂溶液的池中，造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
（1）小组同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测，漂白液中ClO^－具有氧化性。实验如下：
Ⅰ．用pH试纸检验，漂白液pH>7，饱和溶液pH<7。
Ⅱ．取10 mL漂白液，依次加入Na₂SO₃溶液和BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅲ．另取10 mL，漂白液，加入品红溶液，溶液红色逐渐变浅，一段时间后褪为无色。
Ⅳ．再取10 mL漂白液，加入品红溶液，加入少量稀硫酸酸化后，溶液红色立即变为无色。
①漂白液pH大于7的原因是（用离子方程式表示）__________。
②由实验Ⅱ得出ClO^－具有氧化性，写出反应的离子方程式__________。
③对比实验Ⅲ和Ⅳ说明ClO^－氧化性与溶液酸碱性的关系是__________。
（2）小组同学依据（1）中的实验，提出：漂白液在酸性溶液中有Cl₂生成。用下图所示的装置继续实验，探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl₂。

①装置B的作用是__________；盛放的药品是__________。
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式__________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和溶液，首先观察到产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中加溶液反应的离子方程式是__________。
（3）上述实验说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl₂。若取10 mL漂白液与足量BaCl₂溶液混合后，不断通入SO₂至过量，在实验过程中可能的实验现象是__________。

(16分)为探究苯与溴的取代反应，甲用如图装置Ⅰ进行如下实验：

将一定量的苯和溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑，3～5 min后发现滴有AgNO₃的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成，即证明苯与溴发生了取代反应．
（1）装置I中①的化学方程式为_________________，_______________
②中离子方程式为_________________________________．
（2）①中长导管的作用是_______________________________________________．
（3）烧瓶中生成的红褐色油状物，要想得到纯净的产物，可用_____________试剂洗涤．洗涤后分离粗产品应使用的仪器是____________________．
（4）乙同学设计如图所示装置Ⅱ，并用下列某些试剂完成该实验．可选用的试剂是：苯；液溴；浓硫酸；氢氧化钠溶液；硝酸银溶液；四氯化碳．
a的作用是__________________________________________________________．
b中的试剂是________________________________________________________．

下图为探讨苯和溴的反应改进的实验装置图。其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，并塞好石棉绒，实验时先加少量铁粉于石棉绒上。填写下列空白：

（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内发生反应，写出A中所发生反应的化学方程式                          、                        ；
（2）反应开始后观察D和E两试管，看到的现象为               、          。
（3）B中的NaOH溶液作用是          。
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸的仪器除F外还有         (填字母)。

氨气的制取及性质探究（图中夹持装置均已略去）。

（1）氮元素在周期表中的位置是               ；
（2）写出实验室制取氨气的化学方程式：                       __                   。
（3）如何检验烧瓶中的氨气是否已经集满？（操作、现象、结论）         。
（4）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是                 ；该实验的原理是_____        ______________             。
（5）假设该喷泉实验在标准状况下进行，且喷泉结束后溶液充满了整个烧瓶（溶质没有扩散到烧瓶以外），则烧瓶中所得溶液的物质的量浓度是         mol·L^-1。

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如下图所示（夹持仪器已略去）。

（1）实验前，应先检查装置的            ；实验中产生的尾气应通人             溶液。
（2）实验过程中需要配制100mL1mol/L FeCl₃溶液（未用浓盐酸酸化），所需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、                                              。
（3）该小组同学向5mL lmol/L FeCl₃溶液中通人足量的SO₂，溶液最终呈浅绿色，再打开分液漏斗活塞，逐滴加入NaOH稀溶液，则试管B中产生的实验现象是                    。
（4）该小组同学在（3）中实验时，发现溶液变为浅绿色需要较长时间，在此期间同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔现象，最终溶液呈浅绿色。
【查阅资料】Fe（HSO₃）²⁺离子在溶液中呈红棕色且具有较强的还原性，能被Fe³⁺氧化为SO。
Fe（HSO₃）²⁺与Fe³⁺在溶液中反应的离子方程式是                              。
（5）为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了如下实验：

向步骤①和步骤②所得溶液中加入某种试剂，溶液立即出现蓝色沉淀，则该试剂中含有溶质的化学式是              。
（6）综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：
I．SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色中间产物Fe（HSO₃）²⁺离子；
Ⅱ．红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；
Ⅲ．                                             。

溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质，用如图所示的实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物，请你一起参与探究。
实验操作Ⅰ：在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL 溴乙烷，振荡。

实验操作Ⅱ：将试管如图固定后，水浴加热。
（1）用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是___________________________；试管口安装一长导管的作用是________________________________。
（2）观察到________________________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
（3）为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应，在你设计的实验方案中，需要检验的是________________________，检验的方法是_________________________________
(需说明：所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。

某实验小组同学用如下实验装置探究铜与浓硫酸的反应。

实验步骤：
①先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；
②加热A试管，B中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
③将铜丝向上抽动离开液面。
（1）A试管中发生反应的化学方程式为                        。
（2）能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是                         。
（3）在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性的反应的离子方程式                      。
（4）实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E的存在，B中的液体不会倒吸入A中，其原因是________________________。
（5）实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是                    。

化学兴趣小组的同学设计实验探究浓硫酸与木炭反应后产生气体的成分。
（1）写出浓硫酸与木炭反应方程式，并标明电子转移的方向和数目：____________________。
【装置设计】组装如下的实验装置，然后进行实验探究。

（2）装入反应物之前，必须先                          。
（3）要验证产生的气体中含有CO₂，请在答题卡中完成图中虚线框内的装置简图，并标明试剂。
【实验探究】
（4）观察实验，完成实验现象的部分记录：

实验装置	①	②	③
实验现象		……

（5）实验装置②中品红溶液Ⅰ的作用                        ，III的作用                。

已知非金属单质硫（S）是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：

（1）装置A的分液漏斗中盛装的试剂是           ，烧瓶中加入的试剂是        。
（2）虚线框内的实验装置的作用               。
（3）装置B中盛放的试剂是    （选填下列所给试剂的代码），实验现象为           ，化学反应方程式是                  ，该反应属于四种基本反应类型中的               反应。
A．Na₂S溶液         B．Na₂SO₃溶液         C．Na₂SO₄溶液
（4）还有哪些事实能够说明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强（试举一例）。

(15分）为了探究乙二酸的不稳定性、弱酸性和还原性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
[查阅资料]乙二酸俗称草酸，草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)在100°C时开始升华，157°C时大量升华 并开始分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体且草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
I、乙二酸的不稳定性：
根据草酸晶体的组成，猜想其受热分解产物为CO、CO₂和H₂O。
（1）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置，
请回答下列问题：

①装置的连接顺序为:A→B→→  →F→E→C→G。
②装置中冰水混合物的作用是         。
③能证明产物中C0的实验现象是          。
④整套装置存在不合理之处为        。
Ⅱ、乙二酸的弱酸性：
该小组同学为验证草酸性质需0．1mol·L^-1的草酸溶液480ml。
（2）配置该溶液需要草酸晶体          g。
（3）为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是            。

A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色

B．测定0．1molL^-1草酸溶液的pH

C．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出

D．测定草酸钠溶液的pH

（4）该小组同学将0．1molL^-1草酸溶液和0．1molL^-1的NaOH等体积混合后，测定反应后溶液呈酸性，则所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为             。
Ⅲ、乙二酸的还原性：
（5）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO₄溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO₄溶液褪 色，从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为_                        。

某小组用下图所示装置对Cl₂与Na₂S₂O₃的反应进行探究（气密性已检验）。

实验操作和现象：

操作	现象
打开分液漏斗活塞，滴加一定量浓盐酸，加热	i．A中有黄绿色气体生成，C中液面上方有白雾，溶液中开始出现少量浑浊； ii．一段时间后，C中产生大量黄色沉淀。
用湿润的淀粉碘化钾试纸检验C中白雾	淀粉碘化钾试纸变蓝
C中浊液过滤后，取少量滤液用盐酸酸化，滴加氯化钡溶液	有白色沉淀生成

查阅资料：a．S₂O₃^2—有较强的还原性
b．酸性条件下S₂O₃^2—迅速分解为S和SO₂
（1）A中发生反应的离子方程式是       。
（2）B中饱和NaCl溶液的作用是       。
（3）C中生成黄色沉淀的离子方程式是       。
（4）为检验C中是否有SO₂生成，需进行的操作是       。
（5）C中滤液与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，甲同学认为利用该现象可证明Na₂S₂O₃被Cl₂氧化，反应的离子方程式是       。
（6）乙同学认为，C中滤液用硝酸酸化后滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀，也能证明Na₂S₂O₃被Cl₂氧化，丙同学认为不能证明，理由是       。

草酸(H₂C₂O₄)溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下:
【查阅资料】KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

【提出假设】假设1: 该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn^2＋对该反应有催化作用
假设3:K^＋对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是         。
【设计、完成实验】
（1）称取      g草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)，配置500 mL 0.10 mol/L H₂C₂O₄溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和            。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是      (填下列选项的字母序号)。

A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘

B．定容时俯视刻度线

C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水

D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容

（2）完成探究，记录数据

实验 编号	烧杯中所加试剂及用量(mL)	控制条件	溶液褪[色时间[(s)
0.10 mol/L H2C2O4溶液	等浓度 KMnO4溶液	H2O	0.50 mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制温度65 ℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固体	3.6
4	30	20	x	20	加入5 mL 0.10 mol/L K2SO4溶液	18

则x =               ，假设2成立
（3）由于KMnO₄能氧化水中有机物等因素，为配制好稳定的KMnO₄溶液，其浓度需标定。取10.00 mL 0.10 mol/L H₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，加入10 mL 0.50 mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO₄溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO₄溶液40.00 mL，则草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                    。上述实验中KMnO₄溶液的物质的量浓度为                             。

甲同学进行Fe²⁺还原性的实验，针对异常现象进行探究。
步骤一：制取FeCl₂溶液。向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得pH<1。
步骤二：向2 mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5 mol•L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）。
（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：       、       。
（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：
I.取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
II.取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
III.向2 mL 0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化。
实验I的说明       ；②实验III的目的是       。
得出结论：溶液退色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-。
（3）甲直接用FeCl₂·4H₂O配制   ①   mol•L^-1 的FeCl₂溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因：
I．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，后者无。测所配FeCl₂溶液的pH，约为3。由此，乙认为红色不褪去的可能原因是   ②   。
II．查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H₂O₂不能氧化SCN^-。乙利用上述部分试剂，通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是：

步骤	试剂及操作	现 象
i	③	生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1 mol•L^-1 FeCl3溶液	④

 

CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合产生蓝绿色沉淀，以下是某兴趣小组对沉淀组成的探究。
【提出假设】
假设1：沉淀为Cu (OH)₂
假设2：沉淀为         
假设3：沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO₃·mCu (OH)₂]
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。
【定性探究】
步骤1：将所得悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，风干；
步骤2：甲同学取一定量固体，用气密性良好的如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验；

（1）若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明假设    成立。
（2）乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用下列某试剂后，便可验证上述所有假设，该试剂是     （填代号）。
A．浓硫酸       B．无水CuSO₄       C．碱石灰        D．P₂O₅
（3）乙同学验证假设3成立的实验现象是                               。
【定量探究】
（4）乙同学进一步探究假设3中固体的组成：
①乙同学查得一些物质在20℃的数据（如下表）后，将C中的澄清石灰水改为Ba(OH)₂溶液，
其原因是      （填代号）

溶解度(S)/g		溶度积(Ksp)		摩尔质量(M)/g·mol^－1
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10^-9	2.6×10^-9	100	197

A．Ba(OH)₂溶解度大于Ca(OH)₂，能充分吸收CO₂
B．Ba(OH)₂为强碱，Ca(OH)₂为弱碱
C．吸收等量CO₂生成的BaCO₃的质量大于CaCO₃，测量误差小
D．相同条件下，CaCO₃的溶解度明显大于BaCO₃
②若所取蓝绿色固体质量为54.2 g，实验结束后装置B的质量增加5.4 g，C中的产生沉淀的质量为39.4 g。则该蓝绿色固体的化学式为              ；A中发生的反应的化学方程式为                。