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

(5分)在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。
（1）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过_____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_______(填写下列编号字母)的净化装置。

A．碱石灰	B．饱和食盐水
C．浓硫酸	D．饱和碳酸氢钠溶液

（2）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是：_____________________。
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。下图中符合该晶体溶解度曲线的是_______(填写编号字母)。

（3）本实验中制取氯酸钾的离子方程式是_______________。

某同学设计了下图所示的装置，可比较HNO₃、H₂CO₃、H₂SiO₃的酸性强弱，进而比较氮、碳、硅元素非金属性强弱。供选择的试剂：稀硝酸、稀硫酸、碳酸钙固体、碳酸钠固体、硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液

（1）仪器a的名称：        。
（2）锥形瓶中装有某可溶性正盐，a中所盛试剂为        。
（3）装置B所盛试剂是                    ，其作用是             。
（4）装置C所盛试剂是               ，
C中反应的离子方程式是                。
（5）通过实验证明碳、氮、硅的非金属性由强到弱的顺序是        。

某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L^－1的盐酸中，试预测实验结果：____与盐酸反应最快,相同条件下所得气体体积比是____________。
（2）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃·H₂O，从而验证NaOH的碱性大于NH₃·H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由                  ____。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）仪器A的名称为   ，干燥管D的作用是_______________。
（4）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大于硫：
装置B中的化学方程式_______________________      。
装置C中的实验现象为____________________________。离子方程式为____________。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则A中加    、B中加Na₂CO₃、C中加          ，观察到C中溶液的现象为_______________________________。

某课外活动小组探究镁与CO₂、NO₂的反应。
I、实验发现点燃的镁条能在CO₂气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体分别是C和MgO；该小组采用类比Mg与CO₂反应的思路对Mg与NO₂的反应进行预测：写出Mg在NO₂中燃烧的化学方程式               。反应产生的固体中可能存在            物质（填化学式）。
II、设计实验验证以上猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）

资料信息：2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
（1）写出A中发生反应的化学方程式：                                ；
（2）装置B中盛装的干燥剂是（填序号）___________________；
①浓硫酸          ②无水CaCl₂         ③碱石灰
（3）实验开始时正确的操作步骤是___              ___；
a．打开A装置中分液漏斗的旋塞滴入浓硝酸制取NO₂
b．打开活塞K
c．点燃C处酒精灯
d．当C处硬质玻璃管内充满红综色气体后，关闭活塞K
（4）D中NaOH溶液盛的很满，这样做的目的是____________     _____________；
（5）本实验中存在明显缺陷，改进措施是____________________________________。

（14分，每空2分）某研究性学习小组设计一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学根据置换反应的规律，利用下图装置完成了O元素的非金属性比S强的实验研究。回答下列问题：

（1）图中D装置在实验中的作用是_______________。
（2）从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质，图中试剂A为_________
①HNO₃溶液②稀盐酸③稀醋酸④稀盐酸
写出试管C中发生反应的离子方程式 ______________________________________。
（3）乙同学设计的实验所用到试剂A为_________；试剂B为_________；试剂C为__________。
C处的现象为浅黄色沉淀产生；写出C中发生反应的化学方程式为___________。

某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。
实验原理：CH₃CH₂Br + NaOH CH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O
实验过程：组装如图所示装置，检查装置气密性，向烧瓶中注入10mL溴乙烷和 15mL饱和氢氧化钠乙醇溶液，微热，观察实验现象。一段时间后，观察到酸性KMnO₄溶液颜色褪去。

（1）甲同学认为酸性KMnO₄溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应，生成了乙烯；而乙同学却认为甲同学的说法不严谨，请说明原因：                                。
（2）丙同学认为只要对实验装置进行适当改进，就可避免对乙烯气体检验的干扰，改进方法为：                                      。
改进实验装置后，再次进行实验，却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。该小组再次查阅资料，对实验进行进一步的改进。
资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99％，而消去反应产物仅为1％。
资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快。
资料三：溴乙烷的沸点：38.2℃。
（3）结合资料一、二可知，丙同学改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显的原因可能是             ，此时发生反应的化学方程式为：                                   。
（4）结合资料二、三，有同学认为应将实验装置中烧瓶改成三颈烧瓶并增加两种仪器，
这两种仪器是①                         。②                             。

为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl₂，并将Cl₂依次通入NaBr溶液和淀粉KI溶液中。有如下图所示的仪器（橡胶塞均为双孔）及药品，试回答：

（1）若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接____、___接___、___接___。
（2）装置3的作用是_______________，反应的离子方程式为________________________。
（3）装置1中产生的现象是_________________，反应的化学方程式为_______________。
（4）通过本实验可得到的结论是____________________________________。

资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_____    ___________。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是                                                      ；试管内气体变为红棕色，该气体是__________________。
②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因                                                            。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺序是                               。
②氨气燃烧的化学方程式是                                                         。

某兴趣小组设计如图装置制取SO₂，研究其性质，并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下，SO₂与O₂反应后混合气体的成分。

（1）仪器G的名称是_________________。
（2）B、C、D分别用于检验SO₂的漂白性、还原性和氧化性。则C中反应的离子方程式为_____________，证明SO₂有氧化性的实验现象是___________________．
（3）为了实现绿色环保的目标，某同学设计装置F来代替装置A。与装置A相比，装置F的优点是____________________________(写出2点)。
（4）若选用装置F制取O₂，可选用试剂_______________。
（5）该小组同学设计如下装置来检验SO₂与O₂反应后混合气体的成分。

已知：SO₃遇水剧烈反应，放出大量热。产生酸雾；98．3％的H₂SO₄可以吸收SO₃和酸雾。
供选试剂：蒸馏水、0.5 mol·L^-1BaCl₂溶液、98．3％的H₂SO₄、2.0 mol·L^-1 NaOH溶液、KMnO₄溶液。
①c中应选用的试剂是_________，e中试剂的作用是__________，f中收集的气体是____________。
②某同学提出用饱和NaHSO₃溶液代替98．3％的H₂SO₄，请你评价该方案是否可行，若可以不必说明理由：若不可行。简述其理由__________。

“摩尔盐”[ (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O ] 是分析化学中的重要试剂。查阅文献得知：“摩尔盐”隔绝空气加热至500℃时可完全分解，但产物复杂。某学习小组欲探究其分解产物。
Ⅰ.【提出猜想】摩尔盐受热分解，小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：
a．Fe₂O₃、SO₃、NH₃、H₂O              b．FeO、NH₃、SO₃、H₂O
c．FeO、SO₂、NH₃、H₂O               d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O
经认真分析，通过推理即可确定，猜想          不成立（填序号）。
Ⅱ.【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如下实验装置。

请回答下列问题：
（1）B装置的容器名称是          。
（2）取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完后打开K，再通入N₂，目的是      。
（3）观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为_________________________。
（4）待A中剩余固体冷却至室温后，取少量置于试管中，加入稀硫酸溶解，再滴几滴KSCN溶液，可以观察到的现象是               。
（5）乙同学设计实验验证A中残留物不含FeO，操作方法及实验现象是：取少量A中残留物放入试管中，                 。
Ⅲ．【实验反思】
乙同学认为：装置B中产生白色沉淀不能证明分解产物中一定含SO₃，原因是       。

地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO₃溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为：4Fe + NO₃^- + 10H⁺ = 4Fe²⁺ + NH₄⁺ + 3H₂O。
（1）研究发现：随着KNO₃溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO₃溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO₃的还原产物可能是          （化学式）。
（2）实验发现：反应一段时间后，反应体系中NH₄⁺的浓度在增大，Fe²⁺的浓度却没有增大，可能的原因是           。
a．生成的Fe²⁺水解       b．Fe²⁺被氧化生成Fe³⁺       c．Fe²⁺被还原成Fe
（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。
可能用到的试剂和仪器：粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2．0mol/L KNO₃、0．1 mol/L H₂SO₄、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。
①设计实验方案：在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定       （要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
②参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：数据用字母表示）。
【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO₃^-）

物理量 实验序号	V（2．0mol/L KNO3）/ mL		……
1	a		……
2	a		……
3	a		……

③进一步的研究表明：将铁粉和活性炭同时加入上述KNO₃溶液中，可以明显提高脱氮速率，其原因是                                            。

为检验淀粉水解的情况,进行如下图所示的实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。

实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
（1）写出淀粉水解的化学方程式:                        。
（2）设计甲和乙是为了探究      对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究    对淀粉水解的影响。
（3）实验1失败的原因是      。
（4）实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是      。
（5）下列结论合理的是      (填字母)。
a．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b．欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘
c．欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热
d．若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象

(9分)某校学生化学实验小组，为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮，设计了一套实验装置：(部分夹持装置已略去)

（1）写出A中反应的离子方程式_________。
（2）实验中证明氧化性Cl₂＞S的离子方程式为___________。
（3）D中干燥管中产生大量白烟，该反应的化学方程式为________。
（4）有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，该装置中盛装的试剂名称为____
（5）E装置中反应的化学方程式为_______________________。

固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用下图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。

（1）仪器B的名称是____________。
（2）实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为____________；Ⅳ中发生反应的化学方程式为____________________；Ⅴ中的试剂为____________________。
（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ—Ⅲ——Ⅳ—II—Ⅴ——Ⅵ，此时Ⅱ中现象为_____，原因是____________________________________。
（4）经上述反应，2.5g 化合物A理论上可得0.56L（标准状况）M，则A的化学式为__________。

(8分)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分：
实验名称：卤素单质的氧化性强弱比较

实验步骤	实验结论
①氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色	氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘
②NaBr溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色
③KI溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

实验药品：KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下，请回答：
（1）完成该实验需用到的实验仪器是________、________。
（2）②中反应的化学方程式为________________。
③中反应的离子方程式为__________________。
（3）CCl₄在实验中所起的作用是________。
（4）该同学的实验设计不足之处是___________________，改进的办法是____________。