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)为检验溶液中是否含有Cl^-，某同学采用向溶液中先加HNO₃，再加AgNO₃，溶液的实验方案，若有白色沉淀生成，则证明有Cl^-。对此结论，有人提出了质疑，设计了如下探究性实验。
实验一：向Na₂SO₄溶液中滴加AgNO₃溶液

编号	Na2SO4溶液	AgNO3溶液	现象
体积/mL	浓度／(mol·L^-1)	体积/滴	浓度／(mol·L^-1)
①	1	l	3	2	出现大量白色沉淀
②	1	1	3	0.5	出现少量白色沉淀
③	1	1	3	0.1	有些许浑浊
④	1	1	3	0.0l	无明显变化

（1）实验一中产生沉淀的离子方程式为         。
（2）学生设计了如下表格，对实验一内容进行理论计算，请帮他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃时Ksp(Ag₂SO₄)=1．2×10^-5，Ksp(AgCl)=1．8×10^-10]

编号	AgNO3浓度／(mol·L^-1)	稀释后Ag^+浓度／(mol·L^-1)	混合液中SO4^2-的最小理论检出浓度／(mol·L^-1)
①	2	0.2	0.0003
②	0.5		0.0048
③	0.1	0.0l	0.12
④		0.001

若向l mL某溶液中加入3滴0．1 mol／L AgNO₃溶液，分析上面数据，判断下列说法正确的是       (填字母序号)。
A．混合液中c(SO₄^2-)=0．1 mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀
B．混合液中c(SO₄^2-)="1" mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀
C．无论SO₄^2-浓度大小都会产生Ag₂SO₄沉淀
D．若使用0．01 mol／L AgNO₃溶液，可基本排除SO₄^2-对Cl^-检验构成的干扰
（3）将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照，发现理论上大部分Ag⁺应该形成沉淀，这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相，在实验一的基础上继续设计了以下实验。
实验二：

编号	AgNO3溶液 浓度／(mol·L^-1)	现象	向沉淀中滴加硝酸后的现象
①	2	出现大量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀大量溶解；改加浓硝酸，沉淀较快消失
②	0.5	出现少量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀基本消失

对于Ag₂SO₄溶于硝酸的原因提出了如下假设，请完成假设一。(已知：H₂SO₄===H⁺+HSO₄^-、
HSO₄^-H⁺+SO₄^2-；假设二可能的原因是NO₃^-与Ag⁺形成配位化合物)
假设一：                                 。
假设二：NO₃^-对Ag₂SO₄溶解起作用。
（4）从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案，分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论               (限选试剂：Ag₂SO₄固体、浓HNO₃、NaNO₃饱和溶液、CaSO₄固体)。
（5）通过（4）的实验，若证实假设一成立，请用平衡理论解释Ag₂SO₄溶解的原因               。

某校化学兴趣小组为探究FeSO₄和NaHCO₃的反应，按右图所示操作将NaHCO₃溶液滴加到FeSO₄溶液中（FeSO₄和NaHCO₃溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在FeSO₄溶液中加入少量铁粉）。观察到试管中立即出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成。

（1）产生的气体是____（填分子式）。
【查阅资料】FeCO₃为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe(OH)₃。
（2）关于白色沉淀的成分，小组同学提出如下假设，请补充完成假设3：
假设l：白色沉淀是Fe(OH)₂；
假设2：白色沉淀是FeCO₃；
假设3：白色沉淀是_____。
（3）若假设1成立，写出生成Fe(OH) ₂的化学方程式：_________。
经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO₄和NaHCO₃溶液的目的是          。某同学认为白色沉淀不可能为Fe(OH)₂，你是否同意其观点？____ （填“同意”或“不同意”），理由是________。
（4）请设计一个实验方案验证假设2，写出实验步骤、预期现象和结论，实验所需仪器和药品自选。

某化学兴趣小组为探究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0.1 mol·L^－1的盐酸中，试预测实验结果：__________与盐酸反应最剧烈，__________与盐酸反应最慢。
（2）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃·H₂O，从而验证NaOH的碱性大于NH₃·H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：_______,________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是_____________________________。
（4）实验室中现有药品Na₂S、KMnO₄、浓盐酸、MnO₂，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_________________________。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na₂CO₃、C中加________，观察到C中溶液的现象为                                                  。

为证明化学反应有一定的限度，进行如下探究活动： I．取5m1 0.1mol/L的KI溶液，滴加几滴FeCl₃稀溶液(已知：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺) Ⅱ．继续加入2ml CCl₄振荡. Ⅲ．取萃取后的上层清液，滴加KSCN溶液。
（1）探究活动I的实验现象为                                   ；
探究活动Ⅱ的实验现象为                                   。
（2）探究活动Ⅲ的意图是通过生成血红色的Fe(SCN)₃溶液，验证有Fe³⁺残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中却未见溶液呈血红色。对此同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：Fe³⁺全部转化为Fe²⁺；
猜想二：生成的Fe(SCN)₃浓度极小，其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想，查阅资料获得下列信息：
信息一：乙醚微溶于水，Fe(SCN)₃在乙醚中的溶解度比在水中大，Fe(SCN)₃在乙醚中与在水中呈现的颜色相同；
信息二：Fe³⁺可与[Fe(CN)₆] ^4-反应生成蓝色沉淀，用K₄[Fe(CN)₆](黄色)溶液检验Fe³⁺的灵敏度比用KSCN更高。结合新信息，现设计以下实验方案验证猜想：
ⅰ.请完成下表实验操作、现象和结论

实 验 操 作	现 象 和 结 论
步骤一：取萃取后的上层清液滴加2滴K4[Fe(CN)6]	若产生①                 ， 则②               不成立；
步骤二：往探究Ⅲ所得溶液中加入少量乙醚，充分振荡、静置分层	若③                    ， 则④                  成立；

ⅱ.写出实验操作“步骤一”中反应的离子方程式为                                     。

有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置（夹持装置等已省略）,其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏（间歇性）地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:

（1）A中发生反应的化学方程式:___________________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:____________________________________。
（2）M处发生反应的化学方程式为_______________________________________。
（3）从M管中可观察到的现象:__________________________________________,
从中可认识到该实验过程中催化剂      （填“参加”或“不参加”）化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
（4）实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应   （填“能”或“不能”）继续进行,其原因是__________________________________________________。
（5）验证乙醇氧化产物的操作方法是____________________________________。

(9分)（1）下图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。

①气体X的分子式是        。
②所选择的药品a是             ，c是           。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是             （填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式                 。
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu^2＋浓度差异引起了这种现象，你认为           （填“正确”或“不正确”），依据是：                            ；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu^2＋与NO₂混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是  ；
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O₂(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu^2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是     mL。

(5分)在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。
（1）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过_____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_______(填写下列编号字母)的净化装置。

A．碱石灰	B．饱和食盐水
C．浓硫酸	D．饱和碳酸氢钠溶液

（2）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是：_____________________。
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。下图中符合该晶体溶解度曲线的是_______(填写编号字母)。

（3）本实验中制取氯酸钾的离子方程式是_______________。

某同学设计了下图所示的装置，可比较HNO₃、H₂CO₃、H₂SiO₃的酸性强弱，进而比较氮、碳、硅元素非金属性强弱。供选择的试剂：稀硝酸、稀硫酸、碳酸钙固体、碳酸钠固体、硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液

（1）仪器a的名称：        。
（2）锥形瓶中装有某可溶性正盐，a中所盛试剂为        。
（3）装置B所盛试剂是                    ，其作用是             。
（4）装置C所盛试剂是               ，
C中反应的离子方程式是                。
（5）通过实验证明碳、氮、硅的非金属性由强到弱的顺序是        。

某化学兴趣小组为探究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0.1 mol·L^－1的盐酸中，试预测实验结果：____与盐酸反应最快,相同条件下所得气体体积比是____________。
（2）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃·H₂O，从而验证NaOH的碱性大于NH₃·H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由                  ____。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）仪器A的名称为   ，干燥管D的作用是_______________。
（4）实验室中现有药品Na₂S、KMnO₄、浓盐酸、MnO₂，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：
装置B中的化学方程式_______________________      。
装置C中的实验现象为____________________________。离子方程式为____________。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则A中加    、B中加Na₂CO₃、C中加          ，观察到C中溶液的现象为_______________________________。

某学习小组依据SO₂性质，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂。
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是     。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是_________________________________。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和______________________的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl₂，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。

（1）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SO₄^2－、Cl^－ ，证明无色液体是SO₂Cl₂。
①写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式____________________________ 。
②检验该溶液中Cl^－的方法是___________________________________________________。
（2）用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。该白色沉淀的成分是___________________________。

甲同学设计并进行了如下实验，以探究乙炔与溴的加成反应：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入足量的溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色的溶液里有少许黄色浑浊，推测在制得乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中的两个化学方程式：               、            。
（2）乙认为甲设计的实验不能验证此反应为加成反应，其理由是                。

A．使溴水褪色的物质,就是乙炔

B．使溴水褪色的反应就是加成反应

C．使溴水褪色的物质,未必是乙炔

D．使溴水褪色的反应未必是加成反应

（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是         ,在验证过程中必须全部除去，它与溴水反应的化学方程式是                                                        。
（4）请你选用下列三个装置(见下图)（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。


（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是   。

（共14分）某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律。
（1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50 mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝(Al）、钾（K）金属块，观察现象。
①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性_____________________；
②反应最剧烈的烧杯里金属是_______（填字母）
A、钠   B、镁  C、铝   D、钾；
③写出a烧杯里发生反应的离子方程式                              。
④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法        。
A．把镁、铝的金属块换成金属粉末     
B．把烧杯中的冷水换成热水
C．把烧杯中的冷水换成盐酸           
D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液
（2）乙同学设计实验验证：非金属元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了下图装置以验证碳、氮、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，其浓溶液在常温下可与铜反应；B是块状固体；烧杯中盛放C的水溶液，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色胶状沉淀生成。

①写出所选用物质的化学式：A、       ； C、       。
②写出烧瓶中发生反应的化学方程式：                                  。
③碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为                       。

如图是某同学设计的放热反应的观察装置，

其实验操作步骤如下：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再关闭T形管活塞；
③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答:
（1）实验前必须进行的一步实验操作是               。
（2）实验中观察到的现象是                                                              。
（3）实验中发生的化学反应方程式:                            。
（4）说明CaO、H₂O的能量与Ca(OH)₂的能量之间的关系:                                       。
（5）若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象?    (填“能”或“否”)。

某课外活动小组探究镁与CO₂、NO₂的反应。
I、实验发现点燃的镁条能在CO₂气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体分别是C和MgO；该小组采用类比Mg与CO₂反应的思路对Mg与NO₂的反应进行预测：写出Mg在NO₂中燃烧的化学方程式               。反应产生的固体中可能存在            物质（填化学式）。
II、设计实验验证以上猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）

资料信息：2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
（1）写出A中发生反应的化学方程式：                                ；
（2）装置B中盛装的干燥剂是（填序号）___________________；
①浓硫酸          ②无水CaCl₂         ③碱石灰
（3）实验开始时正确的操作步骤是___              ___；
a．打开A装置中分液漏斗的旋塞滴入浓硝酸制取NO₂
b．打开活塞K
c．点燃C处酒精灯
d．当C处硬质玻璃管内充满红综色气体后，关闭活塞K
（4）D中NaOH溶液盛的很满，这样做的目的是____________     _____________；
（5）本实验中存在明显缺陷，改进措施是____________________________________。

某实验小组的同学为了探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验。
实验I：将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，
过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体。该小组同学猜想此固体为xCuCO₃·yCu(OH)₂。
（1）为了验证猜想，先进行定性实验。

（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验。

实验Ⅲ：称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________________，装置E的作用是____________________，反应结束时要通入适量的空气，其作用是____________________________________。
②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g。则该蓝绿色固体的化学式为____________。
（3）若x=y=1，写出CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时反应的化学方程式______________。
（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca(OH)₂] =" 0.16" g，S[Ba(OH)₂] =" 3.89" g。有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)₂溶液，其可能的依据之一是_________________________。
（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是______（填字母序号）。
A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B．将D换为盛有碱石灰的U形管
C．将C、D颠倒并省去E装置