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

(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 ________________。

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如下图所示（夹持仪器已略去）。

（1）实验前，应先检查装置的            ；实验中产生的尾气应通人             溶液。
（2）实验过程中需要配制100mL1mol/L FeCl₃溶液（未用浓盐酸酸化），所需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、                                              。
（3）该小组同学向5mL lmol/L FeCl₃溶液中通人足量的SO₂，溶液最终呈浅绿色，再打开分液漏斗活塞，逐滴加入NaOH稀溶液，则试管B中产生的实验现象是                    。
（4）该小组同学在（3）中实验时，发现溶液变为浅绿色需要较长时间，在此期间同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔现象，最终溶液呈浅绿色。
【查阅资料】Fe（HSO₃）²⁺离子在溶液中呈红棕色且具有较强的还原性，能被Fe³⁺氧化为SO。
Fe（HSO₃）²⁺与Fe³⁺在溶液中反应的离子方程式是                              。
（5）为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了如下实验：

向步骤①和步骤②所得溶液中加入某种试剂，溶液立即出现蓝色沉淀，则该试剂中含有溶质的化学式是              。
（6）综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：
I．SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色中间产物Fe（HSO₃）²⁺离子；
Ⅱ．红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；
Ⅲ．                                             。

(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，用如图所示的实验装置(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___________________________；试管口安装一长导管的作用是________________________________。
（2）观察到________________________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
（3）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)。

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                    

某实验小组同学用如下实验装置探究铜与浓硫酸的反应。

实验步骤：
①先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；
②加热A试管，B中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
③将铜丝向上抽动离开液面。
（1）A试管中发生反应的化学方程式为                        。
（2）能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是                         。
（3）在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性的反应的离子方程式                      。
（4）实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E的存在，B中的液体不会倒吸入A中，其原因是________________________。
（5）实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是                    。

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：                     。

化学兴趣小组的同学设计实验探究浓硫酸与木炭反应后产生气体的成分。
（1）写出浓硫酸与木炭反应方程式，并标明电子转移的方向和数目：____________________。
【装置设计】组装如下的实验装置，然后进行实验探究。

（2）装入反应物之前，必须先                          。
（3）要验证产生的气体中含有CO₂，请在答题卡中完成图中虚线框内的装置简图，并标明试剂。
【实验探究】
（4）观察实验，完成实验现象的部分记录：

实验装置	①	②	③
实验现象		……

（5）实验装置②中品红溶液Ⅰ的作用                        ，III的作用                。

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                                 。