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

(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：
（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO₃，请选择下列装置设计实验，并完成下表：

选择的装置 (填编号)	实验现象	实验结论
		样品含 NaHCO3

（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m₁g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液。将反应混和物过滤、        (填操作)、干燥、称量为m₂g。该纯碱样品的纯度为             。
（3）该小组同学在0.1 mol/L NaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，测得溶液pH变化如下表

温度(℃)	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

但当温度恢复到10 ℃，测得溶液pH=9.8。
实验2：加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO₃溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)              、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析，加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是_____________(答一条)。

为了探究AgNO₃的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO₃的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO₃溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag⁺除尽后，进行了如下实验。可选用试剂：①KSCN溶液  ②NaOH溶液  ③酸性KMnO₄溶液  ④K₃[Fe(CN)₆]溶液。
（1）请完成下表：

操作	现象	结论
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡		存在Fe^3+
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，加入1~2滴      （填序号）溶液，振荡		存在Fe^2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe²⁺和Fe³⁺
Ⅱ.AgNO₃的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后，试管中残留固体为黑色。

（2）装置B的作用是             。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O₂，其操作方法是             。
（4）【查阅资料】①Ag₂O和粉末的Ag均为黑色；②Ag₂O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是：①Ag；②Ag₂O；③Ag和Ag₂O。
【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验：

实验编号	操  作	现 象
a	加入足量氨水，振荡	黑色固体不溶解
b	加入足量稀硝酸，振荡	黑色固体溶解，并有气体产生

【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是             （填实验编号）。
【实验结论】根据上述实验结果，得出AgNO₃固体受热分解的化学方程式为             。
【实验拓展】另取2.0g AgNO₃样品充分受热分解，共收集到标准状况下气体的体积为336mL，则样品中AgNO₃的百分含量为             。

某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如右图所示。

实验一：电解饱和食盐水。
（1）简述配制饱和食盐水的操作：
（2）电解饱和食盐水的离子方程式为
实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。
相同条件下，电解1 mol·L^一1NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V₁mL气体，同时，在Y处收集到V₂mL气体，停止电解。结果发现V₂＜V₁，且与电解饱和食盐水相比，Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析，导致上述现象的原因有：
i．有部分C1₂溶解于NaCl溶液中；ii．有0₂生成。
（3）设计实验证明有部分C1₂溶解于NaCl溶液中。实验方案为      。
（4）证明有O₂生成并测定O₂的体积。
按如图所示装置进行实验。通过注射器缓缓地将在Y处收集到的V₂mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂）中，最终，量气管中收集到V₃mL气体（设均在相同条件下测得）。

①装置A的作用是    。
②本实验中，观察到   的现象，说明石墨电极上有0₂生成。
③实验中是否需要预先除净装置中的空气？   （填“是”或“否”）。
（5）实验二中，在石墨电极上生成Cl₂的总体积为    mL（用代数式表示）。
实验反思：
（6）由以上实验推知，欲通过电解食盐水持续地获得较纯净的氯气，电解时应控制的条件：
①     ；②      。要进一步证明该推论，还需进行电解不同浓度食盐水的平行实验。

某学生课外学习活动小组针对教材中铜与浓硫酸反应，提出了研究“能够与铜反应的硫酸的最低浓度是多少？”的问题，并设计了如下方案进行实验：
实验试剂：18mol/L硫酸20mL，纯铜粉足量，足量2mol/LNaOH溶液
请根据实验回答问题：

（1）首先根据上图所示，组装实验装置，并在加入试剂前先进行            操作。
（2）烧杯中用NaOH溶液吸收的物质是：      (填化学式)，利用倒置的漏斗而不是将导气管直接深入烧杯中的目的是：                            。
（3）加热烧瓶20分钟，烧瓶中发生反应的化学方程式是：                     。待烧瓶中反应基本结束，撤去酒精灯，利用烧瓶中的余热使反应进行完全。然后由导管a通入足量的空气，以确保烧瓶中的SO₂气体全部进入烧杯中。在该实验装置中的     (填仪器名称)起到了确保硫酸体积保持不变的作用。
（4）将充分反应后的烧杯取下，向其中加入足量的酸化的双氧水，再加入足量的BaCl₂溶液，再进行         、          、          后称量硫酸钡的质量为13.98g，请计算能与铜反应的硫酸的浓度最低是         。
（5）有的同学提出在上面（4）中可以不必加入酸化的双氧水，直接进行后面的实验，也能得到准确的数据，请结合你的理解分析：         （填“需要”或“不需要”）加入双氧水，原因：            。

(15分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ．验证同周期主族元素金属性和非金属性的变化规律
（1）将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈，     与盐酸反应产生的气体最多。Al与HCl反应的离子方程式为____        _
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现        现象，可证明Cl的非金属性比 S强，反应的离子方程式为                     。
Ⅱ．利用如图装置验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为    ，干燥管D的作用为防止     。
（4）若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液      的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用      溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液观察到C中溶液        的现象              即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有             溶液的洗气瓶除去。

某小组通过实验研究Na₂O₂与水的反应。

操作	现象
向盛有4gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水得到溶液a	剧列反应，产生能使带火星木条复燃的气体
取5mL溶液a于试管中，滴入两滴酚酞	ⅰ．溶液变红 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

（1）Na₂O₂与水反应的化学方程式                                  。
（2）ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H₂O₂与酚酞发生了反应。
Ⅰ．甲同学通过实验证实了H₂O₂的存在：取少量溶液a，加入试剂     （填化学式），有气体产生。
Ⅱ．乙同学查资料获悉：用KMnO₄可以测定H₂O₂含量： 取15.00mL溶液a，用稀H₂SO₄酸化，逐滴加入0.003mol·L^-1 KMnO₄溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗20.00 mL KMnO₄溶液。
①请配平：   MnO₄^－＋   H₂O₂＋   H^＋ ="="    Mn^2＋＋   O₂↑＋   H₂O
②溶液a中c(H₂O₂)＝         mol·L^-1。
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是                         。
（3）为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续实验：
Ⅲ．向H₂O₂溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴0.1mol·L^-1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10分钟后溶液变无色。
Ⅳ．向0.1mol·L^-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的，振荡，溶液变红，10分钟后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入O₂，溶液颜色无明显变化。
①从实验Ⅲ和Ⅳ中，可得出的结论                                。
②同学们通过进一步实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应。实验方案是：取少量溶液a于试管中，                             。

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。设计方案如图，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。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	-25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（1）查阅资料：
①氮气不与炭粉、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）饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式：                      。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N₂

（2）实验步骤：
①按图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，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                                                。
（3）数据处理：
①试根据实验数据分析，该反应的气体产物是CO₂和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式：                。
（4）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                   。
②pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为：1×10^-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝-lg1×10^-3＝3。现向0.2mol/LBa(OH)₂溶液中通入CO₂气体，沉淀开始产生时，溶液中CO₃^2-的PC值为_________（已知：lg2＝0.2；K_sp(BaCO₃)＝5.0×10^-9）
③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：             。

X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素，X和Y同主族，Y和W的氢化物具有相同的电子数。在中学范围内X的单质只有氧化性，且是空气的主要成份之一。
（1）写出实验室制取W₂反应的离子方程式                              。
（2）某小组设计如图所示的装置，分别研究YX₂和W₂的性质。

①分别通入YX₂和W₂，在装置A中观察到的现象是否相同     (填“相同”或“不相同”)；若装置D中装的是铁粉，当通入足量W₂时观察到的现象为                 ；若装置D中装的是五氧化二钒，当通入足量YX₂时，打开K通入适量X₂，化学反应方程式为                        ；
②若装置B中装有5．0mL 1．0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移了5．0×10^-5mol电子，该反应的化学方程式为                        。
（2）某同学将足量的YX₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，再向该试管中加入过量的下列溶液也无沉淀生成的是                (填字母)。

A．氨水

B．稀盐酸

C．稀硝酸

D．氯化钙

E．双氧水   
F．硝酸银

(10分)某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞	（a）浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	（b）产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	（c）反应不十分强烈，产生无色气体
④镁带与2 mol·L^－1的盐酸反应	（d）剧烈反应，产生无色气体
⑤铝条与2 mol·L^－1的盐酸反应	（e）生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	（f）生成淡黄色沉淀

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验目的：____________________________________________________________。
（2）实验用品：仪器：试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管、滤纸
药品：镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L^－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl₃溶液
（3）实验内容：(填写题给信息表中的序号)

实验方案	实验现象(填写序号)
①
②
③
④
⑤
⑥

实验结论：__________________________________________________________。

某化学活动小组设计如下图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                              。
（2）试剂Y是             ；作用是                            。
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯的氧化物。可以确定的是C中含有氯元素的盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C中反应后固体的成分进行猜想和探究。
提出合理假设。
假设1：存在两种成分：NaHCO₃和物质W；
假设2：存在三种成分：NaHCO₃、Na₂CO₃和物质W。
则上述假设中物质W为           （填化学式）。
设计方案，进行实验。请填写相应的实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：稀H₂SO₄、稀HNO₃、BaCl₂溶液、Ba(OH)₂溶液、AgNO₃溶液。

（4）若假设l成立，已知C中有0.1mol Cl₂参加反应，推知C中反应的化学方程式为          。

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

（1）①装置A中发生反应的离子方程式是                    。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出                      。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄，振荡后，下层CCl4层无明显变化。	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为：

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：红色慢慢褪去。E装置中：CCl₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．Fe^3+ +3SCN^－Fe(SCN)3是一个可逆反应。 ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2＞ (SCN)2。 ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。 ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

①用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl₂过量时D中溶液红色褪去的原因                    ，现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加             溶液，若溶液颜色       ，则上述解释是合理的。
②探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO₃溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式（离子或化学方程式不限定）解释仅产生白色沉淀原因                 、

某学生对Na₂SO₃与AgNO₃在不同PH下的反应进行探究。
（1）测得Na₂SO₃溶液PH=11，AgNO₃溶液PH=5，二者水解的离子分别是            。
（2）调节PH，实验记录如下：

查阅资料得知：
i．Ag₂SO3：白色，难溶于水，溶于过量Na₂SO₃的溶液
ii．Ag₂O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应
①推测a中白色沉淀为Ag₂SO3，离子方程式是            。
②推测a中白色沉淀为Ag₂SO4，推测的依据是            。
（3）取b、c中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag₂SO4，实验方法是：另取Ag₂SO4固体置于         溶液中，未溶解。
（4）将中滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：
Ⅰ．向X中滴加稀盐酸，无明显变化
Ⅱ．向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体
Ⅲ．用Ba（NO₃）₂溶液、BaCl₂溶液检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀
①实验Ⅰ的目的是      。
②根据上述现象，分析X的性质和元素组成是            。
③Ⅱ中反应的化学方程式是            。
（5）该同学综合以上实验，分析产生X的原因，认为随着酸性的增强，还原性增强。通过进一步实验确认了这种可能性，实验如下：

①气体Y是       。
②白色沉淀转化为X的化学方程式是            。

已知镁能在二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO₂2MgO＋C。某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与SO₂的反应及固体产物，实验装置如图所示。请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应的化学方程式为______________。
（2）装置B中盛装的干燥剂可以是_______（填序号）。
①浓硫酸  ②无水CaCl₂  ③碱石灰  ④五氧化二磷
（3）实验开始时，先让A中反应进行一段时间，然后再点燃C处酒精灯，这样做的目的是_______。
（4）D装置的作用是___________，发生反应的离子方程式为______________________。
（5）甲同学认为镁与SO₂反应的方程式应该是2Mg+SO₂2MgO+S；
乙同学认为硫是活泼的非金属，发生的反应应该是3Mg+SO₂2MgO+MgS；
而丙同学认为SO₂是酸性氧化物，发生的反应应该是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S。
要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学作如下实验探究：
已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，且都能与盐酸发生复分解反应放出气体；
限选试剂：2mol/L HCl、2mol/L HNO₃、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；仪器和用品自选。请填写下表中的空格：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量反应后所得固体样品于试管Ⅰ中
步骤2：向试管Ⅰ中的固体慢慢滴加__________， 试管Ⅰ口塞上带导管的单孔塞，并将导管插入盛有________的试管Ⅱ中。	a．若试管Ⅰ中的固体未完全溶解，且_______，则甲同学的推测是正确的。 b．若试管Ⅰ中的____________，则乙同学的推测正确。

根据上述实验探究，能证明丙同学推测正确的操作和预期现象是_________________。

已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验：

（1）装置的连接顺序为                                         。
（2）饱和食盐水的作用是                                         。
（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：

①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_____________________。
②淡红色溶液中加入过量H₂O₂后溶液红色加深的原因是                           。
（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O₂。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl₃溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀HCl和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化。
实验①说明                                                ；
实验②的目的是                                            ；
得出结论：溶液褪色的原因是                                                  。

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种常用的抗氧化剂。
某研究小组对焦亚硫酸钠进行如下研究：
（1）采用下图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na₂S₂O₅。

装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅析出，发生的化学反应方程式为：Na₂SO₃ + SO₂ = Na₂S₂O₅。
①装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为                             。
②要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是              。
③装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为      （填序号）。

（2）【查阅资料】Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。
①NaHSO₃溶液显酸性。请用化学用语和必要的文字解释原因________________________________；
证明该结论可采用的实验方法是               （填序号）。
a．测定溶液的pH      
b．加入Ba(OH)₂溶液      
c．加入盐酸
d．加入品红溶液       
e．用蓝色石蕊试纸检测
②检验Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________________。
（3）焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）在酸性条件下可将工业废水中的Cr₂O₇^2—还原为Cr³⁺。
①写出该反应的离子方程式_______________________。
②若处理Cr₂O₇^2—浓度为1×10^-3mol/L的工业废水1L，需用Na₂S₂O₅固体_________mg。