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

亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛，外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：
(一)鉴别NaCl和NaNO₂
（1）测算溶液pH
常温下，用pH试纸分别测定0.1 mol·L^-1两种盐溶液的pH，测得NaNO₂溶液呈碱性。
NaNO₂溶液呈碱性的原因是________________(用离子方程式解释)。
NaNO₂溶液中HNO₂的准确浓度为________mol·L^-1(测得NaNO₂溶液pH=b，用含b的代数式表示)。
（2）沉淀法
取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO₂溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下K_sp(AgNO₂)=1.8×10^-8(mol²/L²)；K_sp(AgCl)=1.8×10^-10(mol·L^-1)²
则反应AgNO₂(s)+Cl^-(aq)AgCl(s)+NO₂^-(aq)的化学平衡常数K=________。
（3）氧化法
取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO₄溶液，使酸性KMnO₄溶液褪色的是NaNO₂溶液。该反应的离子方程式为______________________________。
(二)NaNO₂性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知：气体的液化温度：NO₂21℃、NO–152℃
（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→_______→_________→_________→_________；组装好仪器后，接下来须进行的操作是_________________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气。
（3）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％硫酸溶液后，A中产生红棕色气体。
①如何验证A中产生的气体中含有NO_________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_____________________________。
③A装置中发生反应的化学方程式为_________________________________________。

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/LK2SO4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                             。

(16分)氨水是一种的常用的化学试剂。

（1）以浓氨水和生石灰为原料，用如下装置为发生装置，可制取少量氨气。已知：NH₃·H₂O+CaO=Ca(OH)₂+NH₃↑。
①生石灰应该装在____(填A或B)。
②试从电离平衡角度分析该实验中氨气逸出的原因：
③现要用试管和必要实验用品收集一试管氨气，请在C处补充相应收集装置。
（2）化学兴趣小组用氨水与硝酸银溶液配制好银氨溶液后，进行乙醛的银镜反应实验，但部分同学实验时间长，且效果不明显。影响乙醛银镜反应速率的因素有哪些呢？请你完成如下猜想：
①猜想：因素一：银氨溶液的pH大小；因素二：____________________ 。
②你设计实验验证上述“因素一”，完成下表中内容。
提供试剂：乙醛、2%稀氨水、 0.25mol/L NaOH溶液、盐酸 、 2% AgNO₃溶液
实验用品：烧杯(装有热水)、试管

实验步骤	实验操作	预期现象及结论 （步骤1只写现象）
1	在A、B两支洁净的试管中各加入1mL 2%的AgNO3溶液，然后                         ，此时制得pH均约为8的银氨溶液。
2	往A、B试管加入3滴乙醛，然后在A试管中加               ；振荡后将两支试管放在热水浴中温热。	若A试管比B试管出现的银镜时间短、光亮，则 若A试管比B试管出现的银镜时间长，则

 

(14分)某化学兴趣小组为了探究AgNO₃的性质，通过查阅资料和老师指导设计了如下实验：
Ⅰ．探究AgNO₃的氧化性
实验方法：将光亮的铁丝伸入新配制的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，先将溶液中的Ag除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：蒸馏水、稀氨水、KSCN溶液、高锰酸钾酸性溶液、新制氯水。
（1）请完成下表：

实验操作	现象	结论
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	存在Fe^3+
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	不存在Fe^2+

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

（2）装置B的作用是________________________。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O₂，其验证方法是___________________________________。
（4）【查阅资料】Ag₂O和粉末状的Ag均为黑色；Ag₂O可溶于氨水和稀硝酸。
【提出设想】试管中残留的黑色同体可能是：i．Ag；ii．Ag₂O；iii．__________________。
【实验验证】该小组为验证上述设想iii是否成立，进行了如下实验(仪器和药品任选)

实验操作	现象和结论

【实验结论】若假设i成立，该小组得出AgNO₃固体热分解反应的化学方程式为______________。

某化学研究性小组采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。
饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量）×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率。
（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象：                     。
（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为     连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为                                    。
乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率。
（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率。
Ⅰ.通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
Ⅱ.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与         口连接。
a.A         b.B         c.D         d.E
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由          。
丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。
（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率       
（假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1.33 g/mL，溶解度为36.0g）。
若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2.24L（标准状况），则所得溶液中各离子浓度大小关系为：                         。

(14分)某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀(可能含有CuO、CuS、Cu₂S,其中CuS和Cu₂S不溶于稀盐酸、稀硫酸)进行探究，实验步骤如下：
Ⅰ．将光亮铜丝插人浓硫酸，加热；
Ⅱ．待产生大量黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；
Ⅲ．冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅱ产生气体的化学式为     。
（2）向含微量 Cu²⁺试液中滴加K₄[Fe(CN)₆]溶液,能产生红褐色沉淀。现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中，充分振荡以后，再滴加K₄[Fe(CN)₆]溶液，未见红褐色沉淀，由此所得结论是                     。
（3）为证明黑色沉淀含有铜的硫化物，进行如下实验：

（4）CuS固体能溶于热的浓硫酸，请用有关平衡移动原理加以解释：                 。
（5）为测定黑色沉淀中Cu₂S 的百分含量，取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀，在酸性溶液中用 40.0 mL 0.075 mol/L KMnO₄溶液处理，发生反应如下：

反应后煮沸溶液，赶尽SO₂，过量的高锰酸钾溶液恰好与35．0 mL 0．1 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液反应完全。则混合物中Cu₂S 的质量分数为           。

某学生欲通过实验方法验证Fe²⁺的性质。
（1）该同学在实验前，依据Fe²⁺的     性，填写了下表。

实验操作	预期现象	反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡	试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄	Fe^2++NO+2H^+=Fe^3++NO2↑+H2O

依照表中操作，该同学进行实验。观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色。
为了进一步探究溶液变成深棕色的原因，该同学进行如下实验。
（2）向原新制FeSO₄溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者（加了数滴浓硝酸的FeSO₄溶液）变红。该现象的结论是     。
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO₂或NO与溶液中Fe²⁺或Fe³⁺发生反应而得到的。为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究。

ⅰ.打开活塞a、关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液无明显变化。
ⅱ.打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应。
ⅲ.为与ⅰ中实验进行对照，更换丙、丁后（溶质不变），使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同。
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是     ；
②装置乙的作用是     ；
③步骤ⅱ的目的是     ；
④该实验可得出的结论是     。
（4）该同学重新进行（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是     。

某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然
氨气具有还原性，氨气能否象H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室用装置A可快速制取氨气，写出反应的化学方程式                        。
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：

（2）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是                  。
（3）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH₃与CuO反应的化学方程式                              。
（三）问题讨论
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是红色粉末，在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O：                                。
（5）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu₂O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g Cu（OH)₂固体，加热到80℃~100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A。冷却后称量，A的质量为72 g。
据此可推得A为          ，请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式                     ，由此得到的结论是                                                   。

某学习小组推测SO₂能与强氧化剂Cl₂反应生成SO₂Cl₂，为此进行探究。
【查阅资料】SO₂Cl₂名称是氯化硫酰，常温下是无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
【讨论】（1）SO₂Cl₂中S元素的化合价是        。
（2）实验中制取的SO₂和Cl₂在混合前都必须提纯和干燥。
【实验探究】（1）实验中制得了干燥纯净的SO₂和Cl₂。
（2）按下图收集满Cl₂后，再通入SO₂，集气瓶中立即有无色液体产生，充分反应后，将无色液体和剩余气体分离，分别对无色液体和剩余气体进行如下探究。

Ⅰ.探究反应产物。
向所得无色液体中加入水，立即产生白雾，振荡，静置，得无色溶液。经检验：该无色溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－。证明无色液体为SO₂Cl₂。
（1）SO₂Cl₂与水反应的化学方程式是                 。
（2）验证无色溶液中含有Cl^－的方法是               。
Ⅱ.探究反应进行的程度。
用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再加入BaCl₂溶液，立即产生白色沉淀。
证明SO₂与Cl₂的反应是可逆反应。
阐述证明SO₂与Cl₂是可逆反应的理由             。
【质疑】有同学提出：选修四教材习题中介绍SOCl₂（亚硫酰氯）常温下是无色液体，极易水解，遇潮湿空气也会产生白雾。SO₂与Cl₂反应若还能生成SOCl₂则无法证明生成的是SO₂Cl₂。
SO₂Cl₂与水反应的化学方程式是                 。
小组讨论后认为不会生成SOCl₂，理由是            。

NH₃和NO_x在催化剂作用下可转变为N₂和H₂O，这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法，为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率。(已知：浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。

（1）装置③可以选的干燥剂为：_________(选填序号，下同)；
a．浓硫酸       b．碱石灰       c．无水氯化钙
（2）若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂，你会选择下图_____装置来制取氨气；下图装置C中盛放固体药品的仪器名称是_____。

（3）写出装置⑤中反应的化学方程式_______；该反应中的氧化剂是______。
（4）实验室在用装置D制取较纯NO过程中，先在试管中加入2～3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用__________。
（5）实验完成后，检验装置⑥中NH₄⁺的存在需要浓NaOH溶液和__________试纸。
（6）已知NO与FeSO₄溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO₄，装置⑥中，小段玻璃管的作用是_____；装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽，若氨气未除尽观察到的实验现象是_____。

根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO₂和N₂，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO₂＋N₂。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验 编号	实验目的	T/℃	NO初始浓度 mol/L	CO初始浓度 mol/L	同种催化剂 的比表面积m^2/g
Ⅰ	为以下实验作参照	280	6.50×10^-3	4. 00×10^-3	80
Ⅱ	①	②	③	④	120
Ⅲ	探究温度对尾气转化速率的影响	360	⑤	⑥	80

【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：

（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________（填“增大”、“减小”、“无影响”）；

为研究亚氯酸钠（NaClO₂）吸收SO₂的利用率，某课外小组设计如下图所示实验（加热和夹持装置略去）。

（1）甲装置中发生反应的化学方程式为                  。
（2）当观察到丙装置中                时（填现象），停止实验。
（3）探究亚氯酸钠与SO₂的反应。
①假设SO₂被完全反应，检验乙装置中生成的SO₄^2－和C1^－，应选用的试剂是      （酸性条件下ClO₂^－不干扰检验）。
a．稀硝酸
b．稀盐酸 
c．BaCl₂溶液
d．Ba(NO₃)₂溶液
e．AgNO₃溶液
②完成乙装置中反应的离子方程式：

（4）测定亚氯酸钠的利用率。实验步骤如下：
ⅰ 将乙装置中溶液取出，加入过量KI晶体，再滴入适量稀硫酸，充分反应（ClO₂^－＋4I^－＋4H^＋＝2H₂O＋2I₂＋C1^－）。
ⅱ 将步骤ⅰ所得溶液稀释至100. 00mL，取25.00 mL于锥形瓶中，滴入1~2滴淀粉溶液，用0.500 mol·L^－1Na₂S₂O₃标准液滴定(I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－)。重复进行3次滴定，得Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00 mL。
①步骤ⅱ中将溶液稀释至100.00mL，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、       、       。
②该实验NaClO₂的利用率为          。
（5）实验结束后，课外小组同学经讨论认为：增大SO₂的溶解量，有利于提高NaClO₂的利用率。增大SO₂的溶解量的措施有           （填一种）。

某课外兴趣小组对H₂O₂的分解速率做了如下实验探究。
（I）下表是该小组研究影响过氧化氢（H₂O₂）分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mL H₂O₂制取150mL O₂所需的时间（秒）

①研究小组在设计方案时。考虑了浓度和                   因素对过氧化氢分解速率的影响。
②上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响            。
（Ⅱ）将质量相同但聚集状态不同的MNO₂分别加入到5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：

催化剂（MNO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合 不振荡	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5分钟
块状	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂发生的化学反应方程式                                      。
②实验结果说明催化剂作用的大小与                               有关。

某课外学习小组在学习了Na₂O₂与CO₂的反应后，认为Na₂O₂与SO₂应该也可以反应。他们设计了下图装置（夹持装置已略去，装置的气密性良好）进行实验，探究SO₂与Na₂O₂反应的产物，请按要求回答下列问题。

Ⅰ﹒写出装置A中发生反应的化学方程式：___________________________
Ⅱ﹒装置D的作用：除了可以防止空气中的CO₂、水蒸气等进入C中与Na₂O₂反应，还可以_____________
Ⅲ﹒在通入足量的SO₂与Na₂O₂充分反应后，他们对C中固体产物提出如下假设：
假设1：只有Na₂SO₃；
假设2：_________；
假设3：既有Na₂SO₃，又有Na₂SO₄。
（1）若假设1成立，写出SO₂与Na₂O₂反应的化学方程式：________________
（2）为进一步确定C中反应后固体产物的成分（Na₂O₂已反应完全），甲同学设计了如下实验：

甲同学由此得出结论：产物是Na₂SO₄，该方案是否合理______（填“是”或“否”），理由是_____________
（3）乙同学设计了如下实验验证假设3成立，请帮助他完成下表。

实验步骤	现象
①取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解。	固体全部溶解
②向上试管中加入过量的_____________，将产生的气体通入少量酸性KMnO4溶液中。	KMnO4溶液__________
③向步骤②反应后的试管中，加入适量的BaCl2溶液。	产生白色沉淀

步骤②中将产生的气体通入少量酸性KMnO₄溶液中，发生反应的离子方程式为：__________

某化学兴趣小组利用如下图装置验证元素非金属性的变化规律。

（1）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________。
（2）实验室中现有药品KMnO₄、MnO₂、浓盐酸、Na₂S，请选择合适药品设计实验验证非金属性：Cl>S，装置A、B、C中所装药品应分别为浓盐酸、________、Na₂S溶液，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置C中发生反应的离子方程式为____________。
（3）若利用上装置证明非金属性：S>C>Si。在A中加入稀硫酸、B中加入Na₂CO₃溶液、C中加入Na₂SiO₃溶液，观察到B中产生气泡，试管C中出现________现象，则可以证明非金属性：S>C>Si。
若将A中的稀硫酸改为稀盐酸，试管C中会出现同样的现象，是否可以得出结论：非金属性Cl>C>Si？__________（填“是”或“否”），你的理由是______________________。