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

为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
（一）分子式的确定：
（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4g H₂O和8.8g CO₂，消耗氧气6.72L（标准状况下），则该物质中各元素的原子个数比是        ．
（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为      ，该物质的分子式是        ．
（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式         、         ．
（二）结构式的确定：
（4）核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目．例如：甲基氯甲基醚（ClCH₂OCH₃）有两种氢原子如图②．经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为        ．

（三）性质实验：
（5）A在一定条件下脱水可生成B，B可合成包装塑料C，请写出B转化为C的化学方程式：         ．
（6）体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷（沸点为12.27℃）对受伤部位进行局部冷冻麻醉．请用B选择合适的方法制备氯乙烷，要求原子利用率为100%，请写出制备反应方程式：         ．

生活中有很多现象都蕴藏着化学秘密，如果你是一个细心的人，就一定会发现很多有趣的事．
（1）煤气灯曾是十八世纪的主要照明工具，但有一个奇怪的事引起了不少人的注意，那就是在有些煤气灯的附近，树叶比其他树要早落好长时间，但这个问题一直到1901年才由俄国的植物学家奈刘波夫证实是煤气灯产生的一种气体在作怪，你认为这种气体可能是     ．
（2）为了证明你的判断，如图1是一位同学做的实验及其装置：

如果实验时无水硫酸铜变蓝色，澄清的石灰水变浑浊；你认为通过以上实验可以得出的结论是     ．
（3）若要进一步得出该分子的组成，如图2是另一个同学的实验及其装置．要达到实验的目的，需要下列哪些数据         ．
①此气体的质量
②浓硫酸的增重
③硬质玻璃管的增重
④干燥管的增重
⑤此气体的体积（标准状况下的）
（4）将这种气体在高温高压条件下与苯甲醛按一定比例混合，结果发现苯甲醛的质量和性质都没有发生变化，且还得到了一种白色固体．试推测苯甲醛的作用是           ．得到的白色固体是          ，发生的反应是            （填反应类型）．

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
①按上图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，再点燃A处酒精灯
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为                                          。
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为         。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是                            。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、           。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是                         。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂 
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗    
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol·L⁻¹KI溶液20.00mL，则矿石中铁的百分含量为    。若省去步骤④，则所测铁的百分含量将    。（偏大，偏小或无影响）
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为             。

某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。

（1）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是             ；
若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，你采取的措施是 _________(填写编号)；
a．取下小试管                b．移去酒精灯
c．将导管从乳胶管中取下      d．以上都可以
（2）盛Cu(OH)₂悬浊液的试管中可能出现的现象为___________________。
（3）如图实验，观察到红色的Fe₂O₃全部变为黑色固体(M)，充分反应后停止加热。为了检验M的组成，进行下列实验。
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
②经检验溶液中有Fe²⁺和Fe³⁺；关于M 中铁元素价态的判断正确的是     (填写编号)。
a．一定有+3价和+2价铁，一定无0价铁
b．一定有+3价、+2价和0价铁
c．一定有+3价和0价铁，一定无+2价铁
d．一定有+3和+2价铁，可能有0价铁
（4）若M的成份可表达为Fe_xO_y，用CO还原法定量测定其化学组成。称取agM样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：

①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂；④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧……。正确的操作顺序是__________(填写编号)
a．①⑤④③②⑥⑦⑧      b．①③⑤④②⑦⑥⑧
c．①⑤③④②⑥⑦⑧      d．①③⑤②④⑥⑦⑧
（5）若实验中每步反应都进行完全，反应后M样品质量减小bg，则Fe_xO_y中=_____。

(14分)某化学兴趣小组欲验证：“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”。设计使用了如下装置进行实验。(假设气体体积均为标准状况，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化)

试回答下列问题：
（1）将铜粉分散在石棉绒中的原因是                                         ；
（2）在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球(球内充满空气)，经A、B、C反应后，进入D中的气体主要成分
是      (填化学式)，通入该气体的目的是       ；进行此步操作时应关闭      ，打开      (填K₁、K₂或K₃)。
（3）关闭K₁、K₂，打开K₃，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl₄至满。则D中一定发生反应的离子方程式为：____        __________。
（4）若E装置中出现倒吸，可采取的应急操作是                                    ；
（5）从E装置所得溶液中取出25.00mL，加两滴酚酞，用0.1000 mol·L^－1的NaOH溶液滴定，当滴定完成后消耗NaOH溶液18．00mL，若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00 mL，则铜和一定量的浓硝酸反应         （填“有”或“无”）NO生成。

资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_____    ___________。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是                                                      ；试管内气体变为红棕色，该气体是__________________。
②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因                                                            。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺序是                               。
②氨气燃烧的化学方程式是                                                         。

某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：

按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）
置换反应____________________________________________________________；
化合反应____________________________________________________________。
（2）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应来冶炼金属锰。MnO₂在H₂O₂分解反应中作催化剂。若将适量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解产生Mn²⁺。该反应的离子方程式是          。
（3）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：

①铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于             上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用           ，灼烧后的坩埚应放在            上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a 蒸发皿   
b 石棉网   
c 泥三角   
d 表面皿   
e 坩埚钳   
f 试管夹
②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、                  、冷却结晶、                 、自然干燥，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：               、              。

某兴趣小组设计如图装置制取SO₂，研究其性质，并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下，SO₂与O₂反应后混合气体的成分。

（1）仪器G的名称是_________________。
（2）B、C、D分别用于检验SO₂的漂白性、还原性和氧化性。则C中反应的离子方程式为_____________，证明SO₂有氧化性的实验现象是___________________．
（3）为了实现绿色环保的目标，某同学设计装置F来代替装置A。与装置A相比，装置F的优点是____________________________(写出2点)。
（4）若选用装置F制取O₂，可选用试剂_______________。
（5）该小组同学设计如下装置来检验SO₂与O₂反应后混合气体的成分。

已知：SO₃遇水剧烈反应，放出大量热。产生酸雾；98．3％的H₂SO₄可以吸收SO₃和酸雾。
供选试剂：蒸馏水、0.5 mol·L^-1BaCl₂溶液、98．3％的H₂SO₄、2.0 mol·L^-1 NaOH溶液、KMnO₄溶液。
①c中应选用的试剂是_________，e中试剂的作用是__________，f中收集的气体是____________。
②某同学提出用饱和NaHSO₃溶液代替98．3％的H₂SO₄，请你评价该方案是否可行，若可以不必说明理由：若不可行。简述其理由__________。

(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质：(已知：2NO₂＋2NaOH =  NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O)
任务1：利用下图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原(K₁、K₂为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）E装置中制取NO₂反应的离子方程式是                               。
（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                 。
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；③              。
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                     。
任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应。
（5）实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：二者不反应；
假设2：NO₂能被Na₂O₂氧化；
假设3：                      。
（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)                     。
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为                      。

某研究性学习小组探究碳化铝的性质：发现碳化铝与水在常温下剧烈反应，生成大量气体和白色沉淀，该沉淀既能溶于盐酸也能溶于NaOH溶液，该小组同学为了探究气体产物的组成，设计出如下实验：

（1）利用碳化铝制取气体，下列装置中适合作为气体发生装置的是    。

（2）正确选择发生装置后，连接装置进行实验。一段时间后，硬质玻璃管C中黑色粉末变成红色，干燥管D中白色粉末变成蓝色，装置E中澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
①干燥管D中的试剂可能是             ，其作用是                      。
②根据实验现象，某同学得出下列推论，其中正确的是         。
a．气体与氧化铜在一定条件下反应，氧化产物只有二氧化碳
b．气体与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水和二氧化碳，可能有一氧化碳
c．气体与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水、二氧化碳和一氧化碳
d．气体具有还原性，氧化产物可能有多种
（3）实验完毕后，要先后熄灭C和F处的酒精灯，应先熄灭的是     处酒精灯，理由是                                                        。（只写出一条即可）
（4）若最后在F处点燃气体与在A处产生的气体相同，实验前系统内的空气已排尽，实验验结束后，C装置减轻12.8 g，D装置增重7.2 g，E装置增重8.8 g（假定D、E吸收气体是完全的），则A、C处发生反应的方程式分别为                        、                           。
（5）如图所示，U型透明玻璃管的左端封闭有A处产生气体和氯气的混合气，将该装置放在日光灯下。一段时间后（不考虑水与氯气的反应），下列关于U型管中可能出现的现象的叙述中正确的是（  ）

a．U型管左侧会有油状液滴出现
b．溶液很快变成蓝色
c．气柱缩小，右端液柱下降
d．气柱膨胀，右端玻璃管中液体溢出

已知SO₂可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某学习小组据此按下图装置展开如下相关探究：取一定量的铜片于三颈烧瓶中，通入一段时间N₂后再加入足量的浓硫酸，加热。装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成， 装置B中产生白色沉淀。

回答下列问题：
（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为           ；检查图中连通装置A、B气密性的方法是                   。
（2）加入浓硫酸之前先通人N₂一段时间，其目的是        ；排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，则C中盛放的试剂是        。若用氢氧化钠溶液处理尾气，则发生反应的离子方程式为             。
（3）经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列假设（不考虑各因素的叠加）：
假设1：装置A中白雾进入装置B中参与了反应。
假设2：                       。
假设3：Fe（NO₃）₂溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃‾能氧化SO₂。
（4）请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①测1.0mol•L‾^1Fe（NO3）3溶液的pH； ② ③ ④

 

(14分)某化学小组用下图所列装置(固定装置略)验证CO能还原CuO，并探究其还原产物的组成。

请回答：
（1）按气流方向，各装置从左到右的连接顺序为：
i→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )尾气处理(填仪器接口的字母编号)。
（2）说明CO能还原CuO的实验现象为___________________________。
（3）该实验处理尾气的方法为___________________________。
（4）若去掉B装置，可能产生的影响为___________________________。
（5）将各装置按正确的顺序连接后进行实验。当反应结束后，F处硬质玻璃管中的固体全部变为红色。
[查阅资料]Cu和Cu₂O均为红色；Cu₂O在酸性溶液中能生成Cu和Cu^2＋。
[提出猜想]红色固体的成分可能为：①Cu；②Cu₂O；③________。
[实验验证]该小组为验证上述猜想，分别取少量红色固体放人试管中，进行如下实验。

实验编号	操作	现象
a	加入足量稀硝酸，振荡	试管内红色固体完全溶解，溶液变为蓝色，并有无色气体产生
b	加入足量稀硫酸，振荡	试管内有红色固体，溶液为无色

[实验评价]根据上述实验，不能确定红色固体成分的实验是________(填实验编号)，理由为_________(用化学方程式表示)。
[实验结论]根据上述实验结果，可知红色固体的成分为________(填化学式)。

“摩尔盐”[ (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O ] 是分析化学中的重要试剂。查阅文献得知：“摩尔盐”隔绝空气加热至500℃时可完全分解，但产物复杂。某学习小组欲探究其分解产物。
Ⅰ.【提出猜想】摩尔盐受热分解，小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：
a．Fe₂O₃、SO₃、NH₃、H₂O              b．FeO、NH₃、SO₃、H₂O
c．FeO、SO₂、NH₃、H₂O               d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O
经认真分析，通过推理即可确定，猜想          不成立（填序号）。
Ⅱ.【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如下实验装置。

请回答下列问题：
（1）B装置的容器名称是          。
（2）取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完后打开K，再通入N₂，目的是      。
（3）观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为_________________________。
（4）待A中剩余固体冷却至室温后，取少量置于试管中，加入稀硫酸溶解，再滴几滴KSCN溶液，可以观察到的现象是               。
（5）乙同学设计实验验证A中残留物不含FeO，操作方法及实验现象是：取少量A中残留物放入试管中，                 。
Ⅲ．【实验反思】
乙同学认为：装置B中产生白色沉淀不能证明分解产物中一定含SO₃，原因是       。

已知铁离子，氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱：

（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 。 （填具体实验操作）	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。一段时间后      。（填实验现象）	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为： Cl2＞Br2＞Fe^3+

（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。

①请用平衡移动原理（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。
小组同学另查得资料如下：

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。

②欲探究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离子方程式解释仅产生白色沉淀原因           、           。

氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液

（1）实验①和②的目的是______________________________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是_________________________（填一种方法即可）。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析该图能够得出的实验结论是_________________________________________________。
II.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H₂O₂的分解起催化作用。为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。

（1）某同学通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量_______或______来比较。
（2）0.1 g MnO₂粉末加入50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因：_____________。
请计算H₂O₂的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。

为探究MnO₂在此实验中对H₂O₂的分解起催化作用，需补做下列实验（无 需写出具体操作）：
a.                                 ；b.                                  。