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

草酸亚铁和草酸铁常用作照相显影剂或制药工业。I．某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·2H₂O)分解产物的实验探究。他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出)，干燥管B、G中装有无水氯化钙，试管D、F、I中盛有澄清石灰水。

（1）烧瓶A中盛有饱和NH₄C1和饱和NaNO₂的混合液，常用于实验室制N₂，则该反应的化学方程式为_____________________________。
（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是___________________。
（3）①试管D中出现浑浊，证明分解产物中有____________存在。
②证明分解产物中存在CO的现象是______________________________。
③要证明分解时产生的另一种气态产物的存在，应该如何改进装置______________。
④将C中充分反心后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为_____________(填化学式)。
II．三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。已知草酸铁晶体在低温时溶解度较小。
（4）利用工业FeCl₃(含杂质)制取纯净的草酸铁晶体【Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O】的实验流程如下图所示：

①溶液X为浓盐酸，目的是_________________。
②上述流程中FeCl₃可用异内醚萃取，其原因是__________________。
③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是___________________。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室中用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

有关铝的几个实验如下。请填写下列空白。
实验一  毛刷实验
实验过程如下图。

（1）配制Hg(NO₃)₂溶液时，为抑制水解，需加入少量的_____。
（2）铝导线放NaOH溶液的目的是除去表面的氧化膜，其化学方程式为_____。
（3）生成白色毛状物的实质是铝发生电化腐蚀生成A1₂O₃，其中作正极材料的是______ (填序号)。
a．O₂      b．A1       c．Hg(NO₃)₂      d．Hg
实验二 探究白色毛状物是否含有结晶水
取适量白色毛状物样品放入仪器X称量，质量为m₁  g

（4）仪器X应选用以下哪个装置____________________(填名称)。

（5）上述过程中“冷却"时要在图1所示的装置中进行的原因是______________________.

（6）根据所得实验资料，能说明白色毛状物含结晶水的证据是_________(用代数式表示)。
实验三  验证A1₂O₃对石蜡油裂解的催化作用
按图2连好装置，检查装置的气密性，加入5～6 g Al₂O₃，加热到500℃左右，往Al₂O₃上滴入石蜡油。已知：石蜡油为液态烷烃混合物(与汽油类似)，沸点164～223 ℃。
一定条件下，其裂解产物为乙烯和烷烃的混合物。

（7）使用装置B的目的是___________________。
（8）需要再补充一个实验才能证明Al₂O₃对石蜡油裂解反应有催化作用，请简述其实验方案：__________。

(15分)节日期间因燃放鞭炮会引起空气中SO₂含量增高，造成大气污染。实验小组同学欲测定空气中SO₂的含量，并探究SO₂的性质。
I．某实验小组同学拟用下图所示简易装置测定空气中SO₂的含量。
实验操作如下：按图连接好仪器，检查装置气密性后，在广口瓶中盛放足量的H₂O₂水溶液，用规格为20mL的针筒抽气100次，使空气中的SO₂被H₂O₂水溶液充分吸收(SO₂+ H₂O₂=H₂S0₄)。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体0.233mg。

（1）计算所测空气中SO₂含量为_______mg·L^-1。
（2）已知常温下BaS0₃的Ksp为5.48x10^-7,饱和亚硫酸溶液中c(S0₃^2-)=6.3x10^-8{mol·L^-1。
有同学认为以上实验不必用H₂O₂吸收SO₂，直接用O.1mol·L^-1BaCl₂溶液来吸收S0₂即可产生沉淀。请用以上数据分析这样做是否可行________________.
U．另一实验小组同学依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被C1₂氧化生成SO₂C1₂。
用如图所示装置收集满C1₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（3）写出二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式____________________.
（4）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子(除OH^-外)只有S0₄^2-、C1^-，证明无色液体是SO₂C1₂。
写出SO₂C1₂与H₂O反应的化学方程式_______________________________________.
（5）研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液。产生白色沉淀。
①该白色沉淀的成分是_____________.
②SO₂和C1₂生成SO₂C1₂的反应________可逆反应(填“是”或“不是”)，阐述理由___________.

（14）铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na₂Cr₂O₇·2H₂O（已知Na₂Cr₂O₇是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:
①常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2－
②常温下，Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10^-31
回答下列问题：
（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr₂O₃为原料，利用铝 热反应制取金属铬的化学方程式                        。
（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是            。
（3）固体E的主要成分是Na₂SO₄，根据下图分析操作a为              、             。

（4）已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr₂O₇^2-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr(OH)₃的化学性质与Al(OH)₃相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为                                  ；
②下列溶液中可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是       （填选项序号）；

A．FeSO4溶液

B．浓H2SO4

C．酸性KMnO4溶液

D．Na2SO3溶液

③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr³⁺是否沉淀完全          ；
④上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^-，则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为                                   。

工业生产中会产生大量的废铁屑，可将其“变废为宝”制成化工原料氯化铁。实验室中利用下图所示装置探究由废铁屑制备FeCl₃·6H₂O晶体的原理并测定铁屑中铁单质的质量分数（杂质不溶于水且不与酸反应）。

（1）装置A的名称为                    。
（2）检验该装置气密性的具体操作如下：
①关闭             ；打开弹簧夹K₁；
②向水准管中加水，使水准管液面高于量气管液面；
③                 。
取m g废铁屑加入B装置中，在A中加入足量的盐酸后进行下列操作：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁，关闭活塞b，打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ．当装置D的量气管一侧液面不再下降时，关闭弹簧夹K₁，打开活塞b，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a、b。
Ⅲ．将烧杯中的溶液经过一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶体。
请回答：
（3）用离子方程式表示烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用：                    。
（4）实验结束后，量气管和水准管内液面高度如上图所示，为了使两者液面相平，应将水准管     （填“上移”或“下移”）。
（5）由FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作过程中不需要使用的仪器有     （填选项序号）。
a.蒸发皿  
b.烧杯  
c.酒精灯  
d.分液漏斗  
e.坩埚  
f.玻璃棒  
g.漏斗
（6）实验结束后，若量气管内共收集到VmL气体（已换算成标准状况），则此废铁屑中铁单质的质量分数为                 。

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。

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式：________________________________________。
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用_________(选填以下选项的代号)。
A．碱石灰  
B．生石灰  
C．二氧化硅  
D．五氧化二磷  
E．烧碱
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B         ，D___________，E       。(均填编号)
（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是__                  。
（5）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：___               ；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ；当a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数常数为        mol^-1(用含a、b的代数式表示)；
（6）从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？                 。

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 + NaOHCH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O
实验过程：组装如图1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，即可避免对乙烯气体检验的干扰，改进方法       。
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（只写主要发生的反应）：                          。
（4）结合资料二、三，你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是
①                           。 
②                            。

I.（1）某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

实验中发现反应后（a）中温度升高，由此可以判断（a）中反应是__________热反应；（b）中温度降低， 根据能量守恒定律，（b）中反应物的总能量应该__________其生成物的总能量。
（2）下列反应：①氢氧化钠与硫酸，②一氧化碳与氧气，③八水合氢氧化钡与氯化铵，④金属铜与硝酸银。其中（用序号填空）：能设计成原电池的反应是_________。
II．（1）有下列几种物质
A．金刚石和石墨   
B．C₂H₆和C₅H₁₂   
C．C₂H₄和C₂H₆
D．CH₃CH₂CH₂CH₃和CH₃CH（CH₃）₂   
E．³⁵Cl和³⁷Cl
属于同分异构体的是_____；属于同素异形体的是_____；属于同系物的是_____；属于同位素的是______。
（2）两种粒子的核外电子排布相同，核电荷数不同，则它们可能是（   ）
A．两种不同元素的原子        B．一定是两种不同的离子
C．同一元素的原子和离子      D．两种不同元素的原子和离子
III．（1）C₇H₁₆名称        
（2）指出下列反应的类型：乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：        
（3）写出反应的化学方程式：三氯甲烷与氯气在光照下反应        

(15分)某研究小组为了探究SO₂的实验室制法和有关化学性质，设计了如下的实验。
实验I：

（1）实验基本操作分析：
①多孔隔板与活塞相配合，能起到的作用是_____________________________________.
②该实验制H₂时需用浓硫酸配制480mL 3 mol／L的稀硫酸，配制中所需的玻璃仪器有250 mL烧杯、l 00mL量筒、玻璃棒、胶头滴管等，还需_______________________.
③该实验过程中H₂所起的作用是_____________________________.
（2）实验时先打开活塞，让装置A内试剂反应一段时间后，关闭活塞，再往装置B中滴入适量浓硫酸反应片刻后，甲、乙两学生分别取装置D中少量溶液，甲学生往其中加入酸性KMnO₄溶液，观察到酸性KMn O₄溶液紫红色褪去；乙学生往其中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀生成。根据各自实验现象甲、乙学生得出SO₂被Fe³⁺氧化。
①试判断甲、乙学生的结论是否严谨________________(填写选项)。
A．甲学生严谨      B．乙学生严谨      C．甲、乙学生都不严谨
②写出SO₂被Fe³⁺氧化的离子反应方程式_____________________________________.
实验II：
（3）该研究小组为测定SO₂催化氧化为SO₃的转化率，又设计了如下实验:已知SO₃熔点为16.8℃，且忽略空气中CO₂的影响).

①当停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，需要继续通入氧气，其目的是：____________________.
②实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是_______________(用含字母的代数式表示，不用化简)。

某兴趣小组依据CO₂+2Mg=2MgO+C，推测Mg与SO₂在隔绝空气条件下反应后，剩余固体M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一种或几种。为了验证推测，进行以下实验。请回答有关问题。
实验Ⅰ 按下图所示进行实验。

（1）实验前需除去镁条表面氧化膜。用简易的物理方法除氧化膜的操作是         ；
（2）实验室制取二氧化硫的化学方程式为              ；
（3）上述装置存在不合理之处，请提出1项改进建议                   ；
（4）实验时，先通入SO₂直到         现象出现后，再点燃酒精灯；此操作目的是            。
实验Ⅱ 确定固体M的成分。
实验装置如图所示。

将分液漏斗中稀硫酸（足量）
加入到烧瓶中，完全反应后，实验现象如下：

装置	A	B	C	量气管
现象	有残留 固体	产生白色ZnS沉淀	溴水 未褪色	进入气体 v mL（标况）

（5）实验时，B装置中反应的化学方程式为                       ；
（6）已知镁的相对原子质量为24，则固体M中金属镁的质量为     g；实验前装置内有空气，对金属镁质量的测定结果的影响是     （填偏低、偏高、无影响）；
（7）依以上实验，可确定固体M的成分有    种（填数字）。

某学生探究AgCl、Ag₂S沉淀转化的原因。

步 骤	现  象
Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合	产生白色沉淀
Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液	沉淀变为黑色
Ⅲ.滤出黑色沉淀，加入NaCl溶液	较长时间后，沉淀变为乳白色

（1）Ⅰ中的白色沉淀是         。
（2）Ⅱ中能说明沉淀变黑的的离子方程式是     ，沉淀转化的主要原因是      。
（3）滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，推测含有AgCl。用浓HNO₃溶解，产生红棕色气体，部分沉淀未溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y。
ⅰ．向X中滴加Ba（NO₃）₂溶液，产生白色沉淀
ⅱ．向Y滴加KI溶液，产生黄色沉淀
①由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是      。
②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀______。
（4）该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因：在NaCl存在下，氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。

现 象	B：一段时间后，出现乳白色沉淀
C：一段时间后，无明显变化

①A中产生的气体是_________。
②C中盛放的物质W是_________。
③该同学认为B中产生沉淀的反应如下（请补充完整）：
2Ag₂S +      +    + 2H₂O  4AgCl +   + 4NaOH
④B中NaCl的作用是_______。

某同学分析Zn与稀H₂SO₄的反应。
（1）该反应的离子方程式是      。
（2）制H₂时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是_________。
（3）已知：Zn（s）+1/2O₂（g）=ZnO（s）             △H=-332kJ/mol
ZnO（s） + H₂SO₄（aq） = ZnSO₄（aq） + H₂O（l）       △H=-112kJ/mol
H₂（g） +1/2 O₂（g） = H₂O（l）                     △H=-286kJ/mol
则Zn与稀H₂SO₄反应生成1mol H₂时的反应热△H=      kJ/mol。
（4）该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。

实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：

1分钟水滴数（断开K）	34	59	86	117	…	102
1分钟水滴数（闭合K）	58	81	112	139	…	78

分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率______（填“快”或“慢”），主要原因是_________。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是_______。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是_______。

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500mL0．10mol/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

x =               时，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 0．10mol/L H₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，加入10mL 0．50mol/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              。

（共１４分）某同学设计如下实验装置探究硫酸与金属、非金属的反应、验证其产物,并探究随着反应的进行,硫酸性质发生的变化。根据实验要求回答相关问题:

F装置用于检验二氧化碳。供选择的试剂有:只含碳的生铁、18 mol·L^-1的硫酸、品红溶液、无水硫酸铜粉未、酸性高锰酸钾溶液、氧化铜、澄清的石灰水、碱石灰。（供选择的试剂可重复使用）
（1）打开分液漏斗的活塞，A装置中发生的反应6H₂SO₄（浓）+2FeFe₂（SO₄）₃+6H₂O↑+3SO₂↑和       （用化学方程式表示），随反应的进行，硫酸的浓度变稀，又发生反应           （用化学方程式表示）。
（2）B装置中的试剂是                       。
（3）E装置中的作用是                                      。
（4）G装置中的试剂是                 ,现象是                                    。
（5）从安全角度考虑,应后点燃     的酒精灯（填“A”或“G”）。你认为本实验尾气是否需要处理?   （填“是”或“否”）,如需处理,具体方案是                       。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大       ，原因是         。
（2）哪一段时段的反应速率最小           ，原因是                                   。
（3）求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，要写出计算过程）                       。
（4）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：你认为可行的是（填编号）                      。
A．蒸馏水       B．NaCl溶液      C．Na₂CO₃溶液      D．CuSO₄溶液