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

(13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．（1）将钠、钾、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。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S 强，反应的离子方程式为      。
Ⅱ．利用下图装置可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                       。
（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          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：N>C>Si，则在A中加       、B中加碳酸钙、C中加      溶液观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷应怎样改进                    。

(14分)某化学小组设计如图装置完成一组实验：

（1）甲同学设计实验Ⅰ：查阅资料知，硅酸钠(Na₂SiO₃)溶液与较硅酸(H₂SiO₃)强的酸反应生成白色沉淀(H₂SiO₃)。A中装硝酸，B中装石灰石，C中装硅酸钠溶液。
①该实验目的：________________________________________
②预测实验现象：______________________________________
实验结论：____________________________________________
③乙同学分析甲同学设计的实验方案，认为该方案存在不足，请你分析乙同学的理由___________，提出修改建议：______________________________。
（2）丁同学设计方案Ⅲ：A中装硝酸，B中装石灰石，C中装漂白粉溶液，现象是C装置中产生白色沉淀。他得出酸性：HNO₃>H₂CO₃>HClO。由此得出结论：元素非金属性：N>C>Cl。你认为得出的“结论”是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________________________。

动手实践：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(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。

实验步骤	实验现象
①将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究              元素性质的递变规律
（2）实验用品：
试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液，AlC1₃溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。
仪器：①          ，②          ，③          ，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。
（3）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A—F）

实验步骤②涉及方程式              ，实验步骤③涉及方程式                      。
（4）实验结论：                                                          。

化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题：
Ⅰ．下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置，某同学甲认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好，他的理由是_________________________；
某同学乙经查阅资料认为下图C装置进行酯化反应效果更好，他的理由是 ________________________。

Ⅱ．某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
（1）碳与浓硝酸反应的方程式_______________________。甲同学的实验应该在___________中进行，才符合化学实验安全性的要求。
（2）乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得，所以他认为甲同学观点是错误的，他的理由是________________(用化学方程式表示)，所以他认为应该检验_____________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

（3）为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是（填写数字序号）_________。
①将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热木炭，再将木炭投入冷浓硝酸。③先加热木炭，再加入冷浓硝酸；④先加热浓硝酸，然后将木炭投入其中；
（4）请用平衡移动原理解释B装置的作用_________（结合方程式与文字表述）。
（5）C装置中出现的现象是_________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO₃^－形式存在，写出生成该离子的化学方程式 ________________。

(19分)某红色固体粉末样品可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。
查阅资料：Cu₂O在酸性溶液中会发生反应：
探究一：用下图所示装置进行实验，回答下列问题：

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，__________．则说明装置A的气密性良好。
（2）装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是_________(填选项)

A．稀硫酸和锌片	B．稀硝酸和铁片
C．氢氧化钠溶液和铝片	D．浓硫酸和镁片

（3）从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①________③(填序号)
①打开止水夹        
②熄灭C处的酒精喷灯
③C处冷却至室温后，关闭止水夹    
④点燃C处的酒精喷灯
⑤收集氢气并验纯       
⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气
（4）收集氢气验纯时，最好采用___________方法收集氢气。
探究二：
（5）取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu₂O；此观点是否正确_________。(填“是”或“否”)若填“否”，则原因是_________(用离子方程式说明)；另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体。
证明样品中一定含有__________，取少量反应后的溶液，加适量蒸馏水稀释后，滴加_________(填试剂和实验现象)，则可证明另一成分存在，反之，说明样品中不含该成分。
探究三：
（6）取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中有1.0mol，则样品中___________mol。

某小组的同学欲探究NH₃经一系列反应得到HNO₃和NH₄NO₃的过程，NH₃的转化过程如下图所示。

甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。
用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30％H₂O₂溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO₂

（1）仪器a的名称是____，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_________(填下列序号字母)。
a．使氨气和氧气充分混合          b．控制通入氨气和氧气的体积比
c．平衡装置内的压强              d．锥形瓶内液体是饱和食盐水
（2）甲同学先点燃酒精灯，再打开K₁、K₂、K₃、K₄，反应一段时间后，他认为成功模拟了过程Ⅱ的反应，原因是其观察到__________(填支持其观点的实验现象)；甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_____________，若制得的氨气仅按I→Ⅱ→III的顺序完全转化为硝酸，欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO₄溶液(忽略Cu²⁺的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为______L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)；从所得CuSO₄溶液中得到CuSO₄·5H₂O晶体的法是将溶液____、____、过滤、洗涤、干燥。
（3）乙同学为模拟过程IV的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_____(填下列序号字母)。
a．关闭K₃并熄灭酒精灯   
b．关闭K₄并熄灭酒精灯   
c．关闭K₃、K₄并熄灭酒精灯
（4）丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是______________。

某兴趣小组利用下列实验装置进行探究实验。根据要求回答下列问题：

（1）装置中长颈漏斗的作用有导气、     。
（2）利用装置C可以证明S0₂具有漂白性，C中盛放的溶液是      ；若要证明其漂白作用是可逆的，还需要的操作是                            。
（3）通过观察D中现象，即可证明S0₂具有氧化，D中盛放的溶液可以是      。
a．NaCl溶液        b．酸性KMn0₄         c．FeCl₃        d．Na₂S溶液
（4）研究小组发现B中有白色沉淀生成，若往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解。沉淀物的化学式是   。
（5）为进一步验证B中产生沉淀的原因，研究小组进行如下两次实验：
实验i：另取BaCl₂溶液，加热煮沸，冷却后加入少量苯(起液封作用)，然后再按照上述装置进行实验，结果发现B中沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。
实验ii：用下图装置代替上述实验中的A装置(其他装置不变)，连接后往装置F中通入气体X一段时间，再加入70％H₂S0₄溶液，结果B中没有出现浑浊。

①“实验i”中煮沸BaCl₂溶液的目的是                              ；
②气体X不可以是       (填序号)。
a．CO₂           b．O₃            c．N₂            d．NO₂
③B中形成沉淀的原因是(用化学方程式表示)：                                。

某校化学小组的同学开展测定Na₂SO₃和NaCl的固体混合物中Na₂SO₃质量分数的探究实验，他们提出下列实验方案：

（1）小明同学用图中的发生、收集装置。甲、乙两试管各有两根导管，连接对应接口后，倒置盛稀硫酸的试管，发生反应，放出气体。则稀硫酸应置于    中（填“甲”或“乙”）；G管可以用化学实验室里的一种常用仪器代替，你认为这种仪器的名称是    。仪器甲、乙接口的连接方式如下：A连接   ，C连接F；（填写接口的编号）
（2）小李同学用沉淀法测定Na₂SO₃的质量分数。
操作流程：

①操作Ⅱ的名称是       。
②操作Ⅰ之前，为判断所加BaCl₂溶液是否过量， 设计如下方案，其中最合理的是   。
A．取少量上层清液，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
B．待浊液澄清后，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
C．待浊液澄清后，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
③根据以上数据得出Na₂SO₃的质量分数为     。
④小丽同学经认真分析，上述实验操作均正确，但发现实验结果与预期相差较大，请你推测可能的原因是      ,验证方法          。

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，用下图实验装置(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_______________________。
（2）观察到_________________________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
（3）鉴定生成物中乙醇的结构，可用的波谱是_______                       ____。
（4）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)。

在复习元素周期律过程中，某研究性学习小组的几位同学拟通过具体的实验来探讨某些金属元素的性质差异，下面是他们设计的探究性实验方案，请填写下列空白：
（1）实验目的：比较钠、镁、铝金属性强弱。
（2）实验用品：酒精灯、   、试管、试管夹、砂纸、滤纸；钠、镁条、铝片、酚酞、蒸馏水、6 mol·L^－1的盐酸
（3）实验过程与现象记录
Ⅰ．甲同学的方案如下：

实验过程	预期现象	实际观察到的现象
a取已切去表皮的一小块金属钠，放入盛有水的某容器中	立即剧烈反应	开始时钠块浮在水面上不反应，稍后才开始与水剧烈反应
b向盛有适量水（内含2滴 酚酞的试管中加入一小段镁条	有气泡产生，溶液变红色	没有相应现象，加热后仍无明显变化
c向两支盛有3mL6mol·L^－1盐酸的试管中加入大小相同的镁片和铝片	镁、铝与盐酸反应产生气泡剧烈程度不同	镁与盐酸反应产生气泡速率较快

①你认为a、b两步实验中出现异常现象的可能原因是：
a                                       
b                                           
②上面的实验表明：钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为                    
Ⅱ乙同学的方案：他认为只需要一种试剂就可以确定钠、镁、铝的金属性强弱，预计他的主要实验操作
是                    

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)是最重要的硫代硫酸盐，俗称“海波”，又名“大苏打”。易溶于水，不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na₂S₂O₃的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na₂S₂O₃·5H₂O。写出反应的化学方程式              ；
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是            ；
【提出问题】Na₂S₂O₃是否与Na₂SO₄具备相似的下列性质呢？
猜想①：                     ；
猜想②：溶液呈中性，且不与酸反应；
猜想③：无还原性，不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③，设计实验方案。

	实验操作	实验现象或预期实验现象	现象解释（用离子方程式表示）
猜想②	将试纸与标准比色卡对照	溶液pH=8
	向pH=2的硫酸中 滴加Na2S2O3溶液		2S2O3^2- +2H^+══ S↓+SO2↑+H2O
猜想③	向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液	氯水颜色变浅

【实验结论】
Na₂S₂O₃能与酸反应，具有还原性，与Na₂SO₄的化学性质不相似。
【问题讨论】
（1）甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na₂S₂O₃氧化。你认为该方案是否正确并说明理由：                                 。
（2）请重新设计一个实验方案，证明Na₂S₂O₃具有还原性。你的实验方案是：                     。

研究性学习小组利用下列有关装置进行探究实验，回答相关问题。

（1）写出A中的反应化学方程式                                   。
（2）实验时，旋开装置A中分液漏斗的旋塞，发现液体流出缓慢，最终停止，其可能的原因是       。
（3）装置B中的溶液出现浑浊，该实验证明SO₂具有       性 。
（4）实验后，测定装置C中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有不同意见：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种意见成立。选用下列试剂进行实验：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

实验步骤	实验操作	预期现象与结论

（5）另一小组利用装置D进行实验：用注射器向装置D共注入v mL实验室含SO₂的空气，当溶液刚好褪色，停止实验。

该小组的实验目的是                                 。

某化学兴趣小组用如下图1所示装置进行探究实验，以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中浓H₂SO₄与乙醇的混合液体变为棕黑色。

（1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式                      。
（2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是            。
a．乙烯与溴水易发生取代反应      
b．使溴水褪色的反应，未必是加成反应
c．使溴水褪色的物质，未必是乙烯
（3）乙同学经过细致观察试管中另一实验现象后，证明反应中有乙烯生成，请简述这一实验现象    。
（4）丙同学对上述实验装置进行了改进，在Ⅰ和Ⅱ之间增加上图2装置以除去乙醇蒸气和SO₂，则A中的试剂是          ，B中的试剂为             。

硫代硫酸钠俗称保险粉，又名“大苏打”。可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂，也可用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的治疗，也是一种常用的实验试剂。
I．已知：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S↓+ SO₂ + H₂O，某研究小组依据该反应探究外界条件对反应速率的影响，设计实验如下：

实验 编号	实验温度 /℃	Na2S2O3	H2SO4	蒸馏水体积 /mL
体积/mL	浓度/ mol·L^-1	体积/mL	浓度/ mol·L^-1
①	25	10	0.1	10	0.1	0
②	25	5	0.1	10	0.1	5
③	25	5	0.2	10	0.2	5
④	50	5	0.1	10	0.1	5
⑤	50	10	0.2	5	0.2	5

下列有关说法正确的是   
A．实验①和②探究其他条件不变时Na₂S₂O₃浓度对相关反应速率的影响
B．实验①和③溶液变浑浊的时间相同
C．其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验③和⑤
D．该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
II．实验室用SO₂通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。反应原理为：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂
本实验对Na₂S纯度要求较高，利用图1所示的装置可将工业级的Na₂S提纯。已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯过程为：将已称量好的工业级Na₂S放入圆底烧瓶中，加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器，向冷凝管通入冷却水，同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时，停止加热。将烧瓶取下，立即趁热过滤，再冷却结晶，过滤。将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S·9H₂O晶体。

（1）在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是    ；
（2）用图2所示装置制取Na₂S₂O₃，其中盛放Na₂SO₃固体的玻璃仪器名称是    ，NaOH溶液的作用是    。
（3）保险粉样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度（质量分数）可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方程式为
2Na₂S₂O₃＋I₂＝2NaI＋Na₂S₄O₆。
准确称取Wg样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000mol•L¯¹碘的标准溶液进行滴定。
请回答：
①到达滴定终点的标志    ；
②滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为    mL，产品的纯度为    （设Na₂S₂O₃•5H₂O相对分子质量为M）。

③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度的测量结果    （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

过氧化钙在常温下是无色或淡黄色粉末，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂，常用于种子消毒、药物制造、鱼池增氧等。
I．某实验小组在实验室用钙盐制取CaO₂·8H₂O（该反应为放热反应）

（1）A为实验室制取氨气的装置，则A中试管所装的试剂的名称为             。
（2）仪器B的作用是                 。
（3）写出生成CaO₂·8H₂O的离子方程式                                     。
（4）制取CaO₂·8H₂O一般在0～5℃的低温下进行，原因是                             。
II．该实验小组欲通过测量气体的体积来探究CaO₂与SO₂反应的特点。装置如下图：
（硬质玻璃管中为无水CaO₂）

【提出假设】
假设1：反应只发生2SO₂＋2CaO₂=2CaSO₃＋O₂，SO₂未被氧化；
假设2：反应只发生SO₂＋CaO₂=CaSO₄，SO₂完全被氧化；
假设3：上述两个反应均发生，SO₂部分被氧化。
【实验探究】
（5）该实验装置有一处明显错误，请改正                                    。
（6）试剂A为浓硫酸，试剂B的作用是                                     。
【实验数据处理】实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，
装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下）。
（7）在记录量筒中的液面位置时，除视线平视外，还应                        。
（8）如果假设3成立，则V的取值范围是        【M(CaO₂)=72，M(CaSO₃)=120】。