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

某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。

已知：PdCl₂溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO + PdCl₂ + H₂O = CO₂ + 2HCl + Pd↓
（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。
（1）实验时要通入足够长时间的N₂，其原因是_                           。
（2）装置B的作用是_                           。
（3）装置C、D中所盛试剂分别为_ ___  、_ ___，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_                                       。
（4）该装置的缺点是_                           。
（5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO₂和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13．44 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为_                           。
（6）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_                                   。

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请根据实验中现象并结合图2中数据回答0到6分钟内哪一段速率最快       。
A： 0—2 分钟     B： 2—4 分钟        C： 4—6分钟
②并请简述速率出现这种情况的其原因：                    
                                                        
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；
原因Ⅲ：____________________________________________________；
原因Ⅳ：Cl^－、SO2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；
原因Ⅴ：_______________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中________________________，实验b中________________________，则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^－对反应具有加速作用。

某探究小组用HNO₃与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO₃浓度为1．00 mol・L^-1、2．00 mol・L^-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为20℃、35℃，每次实验HNO₃的用量为25．0 mL、大理石用量为10．00 g。
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验 编号	T/℃	大理石 规格	HNO3浓度 （mol・L^-1）	实验目的
①	25	粗颗粒	2．00	（Ⅰ）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； （Ⅱ）实验①和   探究温度对该反应速率的影响； （Ⅲ）实验①和   探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；
②
③		粗颗粒	2．00
④	25

 

(12分)已知在常用催化剂（如铂、钯）的催化下，氢气和炔烃加成生成烷烃，难于得到烯烃，但使用活性较低的林德拉催化剂[Pd/(PbO、CaCO₃)，其中钯附着于碳酸钙及少量氧化铅上]，可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段，而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述原理设计了一套由如下图所示仪器组装而成的实验装置（铁架台未画出），拟由乙炔制得乙烯，并测定乙炔氢化的转化率。若用含0.020molCaC₂的电石和1.60g含杂质18.7%的锌粒（杂质不与酸反应）分别与足量的X和稀硫酸反应，当反应完全后，假定在标准状况下测得G中收集到的水VmL。试回答有关问题：

（1）装置的连接顺序是a、     、     、     、     、     、     、h（填各接口的字母）。
（2）写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：                   。
（3）D的作用是___________________。
（4）为减慢A中的反应速率，X应选用____________________________。
（5）F中留下的气体除含少许空气外，还有__          __。G所选用的量筒的容积较合理的是_____。
A．500mL               B．1000mL               C．2000mL
（6）乙炔氢化的转化率为（用V来表示）_______________。

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

A      B     C         D     E          F
请回答下列问题：
（1）B装置的名称是________________；E装置的作用____________________。
（2）写出F中发生反应的离子反应方程式                           。
（3）上述制氨为快速制氨，实验室常用氯化铵和氢氧化钙制备，其化学方程式为：                 。
（4）装置A的烧瓶中装有生石灰，随着浓氨水的滴入，氨气产生的原因是_________。
（5）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是_____________________________。
（6）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：___________________________。当有a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗常数为（用含a、b的代数式表示）________________。

(10分)某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。
甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是                               ，说明反应放热。（下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去）

乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①)                     ，(接②)                               ，说明反应放热。
丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是                                  ，说明反应放热，其原因是                                                   。

(本题共12分)阿司匹林()是世界上应用最广泛的解热、镇痛药。因乙酸很难与酚羟基酯化，工业上以水杨酸()与乙酸酐[(CH₃CO)₂O]为主要原料合成阿司匹林。粗产品中主要的副产物是水杨酸多聚物，需进一步提纯。反应原理和相关物理数据如下：

名称	常温下状态	水中溶解性
乙酸酐	液	与水反应
阿司匹林	固	冷水中微溶；热水中易溶
水杨酸多聚物	固	难溶

下图是工业上制备并提纯阿司匹林的部分流程：

完成下列填空：
37．步骤①的反应装置如图所示（加热装置未画出），实验仪器必须干燥的原因是_____________；冷凝管的作用是___________；对烧瓶进行加热的合适方法是____________。

38．反应中加入的乙酸酐是过量的，过量的目的是_____________；步骤②中加入水的目的是使乙酸酐转化为乙酸，同时放出大量的热，需冷却至常温再进行过滤，冷却的目的是______；检验步骤③所得滤液中是否含有水杨酸，可选用的试剂是______（写化学式）。
39．步骤④中加入NaHCO₃的目的是_________________。
40．步骤⑤过滤得到的滤渣主要是_____________。步骤⑥中加入盐酸后发生反应的化学方程式为______。
41．从步骤⑥到成品纯阿司匹林的剩余操作依次有_____________________。

某小组同学探究浓硫酸及其部分反应产物的化学性质，装置如下图所示（夹持装置略去）

（1）试管①中反应的化学方程式是               。该反应表明浓硫酸具有         （填序号）。
a．酸性       b．强氧化性       c．还原性
（2）若试管②中的试剂为品红溶液，实验中观察到的现象是               ，说明试管①中生成的气体具有           性。
（3）若试管②中的试剂为酸化的Ba(NO₃)₂溶液，观察到生成不溶于硝酸的白色沉淀，说明试管①中生成的气体具有             性。
（4）试管③中的试剂为NaOH溶液，反应的离子方程式是                 。

某探究小组为探究氯气的性质，并用装置F制取少量“漂白液”，设计了如下实验装置。
请回答下列问题：
（1）写出实验室制氯气的离子方程式：                    。
（2）装置A中g管作用是___________，装置B的作用是          ，装置C的作用是                      。
（3）反应一段时间后用注射器从E中抽取少量溶液，检验有Fe^3＋生成，请写出检验方法________。
（4）已知HCO₃^－的酸性弱于次氯酸，请写出少量的氯气与F中足量的碳酸钠溶液反应的化学方程式:______________________。

某学习小组研究“不同条件对化学反应速率影响的探究”，选用4 mL 0.01 mol·L^－1KMnO₄溶液与2 mL 0.1 mol·L^－1 H₂C₂O₄溶液在稀硫酸中进行实验，改变条件如表：

组别	草酸的体积 /mL	温度/℃	其它物质
①	2 mL	20
②	2 mL	20	2滴饱和MnSO4溶液
③	2 mL	30
④	1 mL	20	1 mL蒸馏水

（1）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验            和             （用 ①~④表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验              和            。
（2）对比实验①和④，可以研究                 对化学反应速率的影响，实验④中加入1 mL蒸馏水的目的是                。

化学小组同学依据化学反应Zn＋2H₂SO₄(浓）ZnSO₄＋SO₂↑＋2H₂O制取22.4 L(标准状况）SO₂气体。取65.0 g锌粒与110 mL 98%的浓H₂SO₄充分反应，锌全部溶解。对于制得的气体，有同学认为可能混有氢气。为此，化学小组的同学设计了如下实验装置，对所制取的气体进行探究。(F中为无水硫酸铜）

请回答下列问题：
（1）装置A中添加液体的仪器名称为              ； 98%的浓H₂SO₄(ρ＝1.84 g/cm³）的物质的量浓度是               ；
（2）装置B是为了吸收SO₂，则不能选用下列试剂中的            （填序号）；
A．NaOH溶液        B．浓H₂SO₄       C．KMnO₄溶液 
（3）装置D的作用是                           ；
（4）可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有氢气的实验现象是                       。

某探究小组用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：催化剂的用量可选择0.5g、0g，酸性KMnO₄溶液的浓度可选择0.01mol·L^﹣1、0.001mol·L^﹣1，实验温度可选择298K、323K．每次实验KMnO₄酸性溶液的用量均为4 mL，H₂C₂O₄溶液(0.1mol·L^﹣1 )的用量均为2mL。
（1）该反应的离子方程式：                                     。
（2）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验编号	T/K	催化剂的用量/g	KMnO4酸性溶液的浓度/mol·L^﹣1	实验目的
①	298	0.5	0.01	(Ⅰ )实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ )实验①和③探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ )实验①和             探究催化剂对该反应速率的影响
②
③
④

（3）在完成探究催化剂对该反应速率影响的实验时发现，未加催化剂的情况下，刚开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后突然褪色，反应速率明显加快。针对上述实验现象，同学认为高锰酸钾与草酸溶液的反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快，从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是                       。若用实验证明你的猜想．除酸性高锰酸钾溶液，草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是                       。
A．硫酸钾      B．硫酸锰      C．二氧化锰      D．水
（4）可以利用酸性高锰酸钾测定某草酸钠(Na₂C₂O₄)样品中草酸钠的质量分数，该小组称量2.68 g草酸钠样品溶于稀硫酸中，然后用0.2000 mol·L^﹣1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应 )。

①滴定前是否要滴加指示剂？         (填“是”或“否” )，当溶液             ，说明滴定达到终点。
②滴定时用            (填a或b )滴定管盛装KMnO₄标准溶液。
③达到终点时消耗了15.00 mL的高锰酸钾溶液，样品中草酸钠的质量分数为                 。

某化学研究性学习小组用CO还原Fe₂O₃，并在实验结束后用磁铁吸出生成的黑色粉末X进行探究。
[探究目的] 分析黑色粉末X的组成，并进行相关实验。
[查阅资料]
①CO还原Fe₂O₃的实验中若温度不同、受热不均时会生成Fe₃O₄，也能被磁铁吸引。
②Fe₃O₄＋8H⁺=2Fe³⁺＋Fe²⁺＋4H₂O
③Fe＋4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃＋NO↑＋2H₂O
④3Fe₃O₄＋28HNO₃(稀)=9Fe(NO₃)₃＋NO↑＋14H₂O
[实验探究]
I．定性检验

编号	实验操作	实验现象
①	取少量黑色粉末X放入试管1中，注入浓盐酸，微热	黑色粉末逐渐溶解，溶液呈黄绿色；有气泡产生
②	向试管1中滴加几滴KSCN溶液，振荡	溶液出现血红色
③	另取少量黑色粉末X放入试管2中，注入足量硫酸铜溶液，振荡，静置	有极少量红色物质析出，仍有较多黑色固体未溶解

（1）实验③发生的反应的离子方程式为                              。
（2）上述实验说明黑色粉末X中含有                                。
II．定量测定
根据下图所示的实验方案进行实验并记录数据：

（1）操作Z的名称是          。
（2）通过以上数据，得出13.12g黑色粉末X中各成分的物质的量为          。
（3）若溶液Y的体积仍为200mL，则溶液Y中c(Fe³⁺)＝         mol/L。

左图是某同学在实验室中进行铝热反应（铝过量）的实验装置，实验中可观察到的现象之一为“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

（1）试剂A的名称是                    。
（2）探究铝热反应后固体的性质：将反应后容器中的残余固体置于烧杯中，加入100mL稀硝酸，固体完全溶解，（假设固体全部溶解后溶液体积不变），反应过程中无气体放出（活泼金属可把稀 HNO₃还原为NH₄NO₃）。向反应后的溶液中缓慢滴加4 mol·L^－1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液 的体积的关系如上右图所示：
①写出DE段发生反应的离子方程式：___________________________
②求c（HNO₃）=            _____③B与A的差值为_________________
（3）若铝和氧化铁能恰好完全反应。则该铝热剂与盐酸反应时转移电子与所耗H⁺的物质的量之比       

化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________。
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。加入过量稀盐酸时观察到的现象是______________________________________________________。
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：
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有                 __。
（4）下列各项措施中，不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．滴加盐酸不宜过快
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）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是__________________________________。