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

已知非金属单质硫（S）是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：

（1）装置A的分液漏斗中盛装的试剂是           ，烧瓶中加入的试剂是        。
（2）虚线框内的实验装置的作用               。
（3）装置B中盛放的试剂是    （选填下列所给试剂的代码），实验现象为           ，化学反应方程式是                  ，该反应属于四种基本反应类型中的               反应。
A．Na₂S溶液         B．Na₂SO₃溶液         C．Na₂SO₄溶液
（4）还有哪些事实能够说明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强（试举一例）。

某化学兴趣小组用如下图1所示装置进行探究实验，以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中浓H₂SO₄与乙醇的混合液体变为棕黑色。

（1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式                      。
（2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是            。
a．乙烯与溴水易发生取代反应      
b．使溴水褪色的反应，未必是加成反应
c．使溴水褪色的物质，未必是乙烯
（3）乙同学经过细致观察试管中另一实验现象后，证明反应中有乙烯生成，请简述这一实验现象    。
（4）丙同学对上述实验装置进行了改进，在Ⅰ和Ⅱ之间增加上图2装置以除去乙醇蒸气和SO₂，则A中的试剂是          ，B中的试剂为             。

(15分）为了探究乙二酸的不稳定性、弱酸性和还原性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
[查阅资料]乙二酸俗称草酸，草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)在100°C时开始升华，157°C时大量升华 并开始分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体且草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
I、乙二酸的不稳定性：
根据草酸晶体的组成，猜想其受热分解产物为CO、CO₂和H₂O。
（1）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置，
请回答下列问题：

①装置的连接顺序为:A→B→→  →F→E→C→G。
②装置中冰水混合物的作用是         。
③能证明产物中C0的实验现象是          。
④整套装置存在不合理之处为        。
Ⅱ、乙二酸的弱酸性：
该小组同学为验证草酸性质需0．1mol·L^-1的草酸溶液480ml。
（2）配置该溶液需要草酸晶体          g。
（3）为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是            。

A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色

B．测定0．1molL^-1草酸溶液的pH

C．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出

D．测定草酸钠溶液的pH

（4）该小组同学将0．1molL^-1草酸溶液和0．1molL^-1的NaOH等体积混合后，测定反应后溶液呈酸性，则所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为             。
Ⅲ、乙二酸的还原性：
（5）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO₄溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO₄溶液褪 色，从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为_                        。

硫代硫酸钠俗称保险粉，又名“大苏打”。可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂，也可用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的治疗，也是一种常用的实验试剂。
I．已知：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S↓+ SO₂ + H₂O，某研究小组依据该反应探究外界条件对反应速率的影响，设计实验如下：

实验 编号	实验温度 /℃	Na2S2O3	H2SO4	蒸馏水体积 /mL
体积/mL	浓度/ mol·L^-1	体积/mL	浓度/ mol·L^-1
①	25	10	0.1	10	0.1	0
②	25	5	0.1	10	0.1	5
③	25	5	0.2	10	0.2	5
④	50	5	0.1	10	0.1	5
⑤	50	10	0.2	5	0.2	5

下列有关说法正确的是   
A．实验①和②探究其他条件不变时Na₂S₂O₃浓度对相关反应速率的影响
B．实验①和③溶液变浑浊的时间相同
C．其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验③和⑤
D．该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
II．实验室用SO₂通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。反应原理为：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂
本实验对Na₂S纯度要求较高，利用图1所示的装置可将工业级的Na₂S提纯。已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯过程为：将已称量好的工业级Na₂S放入圆底烧瓶中，加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器，向冷凝管通入冷却水，同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时，停止加热。将烧瓶取下，立即趁热过滤，再冷却结晶，过滤。将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S·9H₂O晶体。

（1）在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是    ；
（2）用图2所示装置制取Na₂S₂O₃，其中盛放Na₂SO₃固体的玻璃仪器名称是    ，NaOH溶液的作用是    。
（3）保险粉样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度（质量分数）可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方程式为
2Na₂S₂O₃＋I₂＝2NaI＋Na₂S₄O₆。
准确称取Wg样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000mol•L¯¹碘的标准溶液进行滴定。
请回答：
①到达滴定终点的标志    ；
②滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为    mL，产品的纯度为    （设Na₂S₂O₃•5H₂O相对分子质量为M）。

③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度的测量结果    （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

某小组用下图所示装置对Cl₂与Na₂S₂O₃的反应进行探究（气密性已检验）。

实验操作和现象：

操作	现象
打开分液漏斗活塞，滴加一定量浓盐酸，加热	i．A中有黄绿色气体生成，C中液面上方有白雾，溶液中开始出现少量浑浊； ii．一段时间后，C中产生大量黄色沉淀。
用湿润的淀粉碘化钾试纸检验C中白雾	淀粉碘化钾试纸变蓝
C中浊液过滤后，取少量滤液用盐酸酸化，滴加氯化钡溶液	有白色沉淀生成

查阅资料：a．S₂O₃^2—有较强的还原性
b．酸性条件下S₂O₃^2—迅速分解为S和SO₂
（1）A中发生反应的离子方程式是       。
（2）B中饱和NaCl溶液的作用是       。
（3）C中生成黄色沉淀的离子方程式是       。
（4）为检验C中是否有SO₂生成，需进行的操作是       。
（5）C中滤液与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，甲同学认为利用该现象可证明Na₂S₂O₃被Cl₂氧化，反应的离子方程式是       。
（6）乙同学认为，C中滤液用硝酸酸化后滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀，也能证明Na₂S₂O₃被Cl₂氧化，丙同学认为不能证明，理由是       。

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/L K2SO4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                             。

过氧化钙在常温下是无色或淡黄色粉末，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂，常用于种子消毒、药物制造、鱼池增氧等。
I．某实验小组在实验室用钙盐制取CaO₂·8H₂O（该反应为放热反应）

（1）A为实验室制取氨气的装置，则A中试管所装的试剂的名称为             。
（2）仪器B的作用是                 。
（3）写出生成CaO₂·8H₂O的离子方程式                                     。
（4）制取CaO₂·8H₂O一般在0～5℃的低温下进行，原因是                             。
II．该实验小组欲通过测量气体的体积来探究CaO₂与SO₂反应的特点。装置如下图：
（硬质玻璃管中为无水CaO₂）

【提出假设】
假设1：反应只发生2SO₂＋2CaO₂=2CaSO₃＋O₂，SO₂未被氧化；
假设2：反应只发生SO₂＋CaO₂=CaSO₄，SO₂完全被氧化；
假设3：上述两个反应均发生，SO₂部分被氧化。
【实验探究】
（5）该实验装置有一处明显错误，请改正                                    。
（6）试剂A为浓硫酸，试剂B的作用是                                     。
【实验数据处理】实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，
装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下）。
（7）在记录量筒中的液面位置时，除视线平视外，还应                        。
（8）如果假设3成立，则V的取值范围是        【M(CaO₂)=72，M(CaSO₃)=120】。

(16分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程：

（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH(甲酸)CO↑+H₂O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该              （填字母）。
a．将甲酸滴入浓硫酸     b．将浓硫酸滴入甲酸     c．将甲酸与浓硫酸混合后加入
（2）请按合适的顺序连接好以下装置：甲→（   ）→（   ）→（   ）
（3）丙装置中碱石灰的作用是                          。
（4）实验将近完成时，熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为          。
（5）为了探究影响反应产物的外界因素，在Fe₂O₃，与CO反应部位，该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验，结果如下：

加热方式	通CO加热 时间／min	澄清石灰水变 浑浊时间／min	产物颜色	产物能否全部 被磁铁吸引
酒精灯	30	5	黑色	能
酒精喷灯	30	1	黑色	能

①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能，他提出的两种理由是：    、    。
②丙同学查找资料发现，Fe₃O₄也能被磁铁吸引，对黑色产物成分提出以下三种假设：i．全部为铁；ii．        ；iii．           。
③通过进一步定量实验，黑色产物所含元素组成和质量分数如下：

样品序号	加热方式	元素组成和质量分数
产物样品I	酒精灯	w(Fe)=74.4％、w(O)=25.6％
产物样品II	酒精喷灯	w(Fe)=100％

样品I的成分及质量分数为                      。

甲同学进行Fe²⁺还原性的实验，针对异常现象进行探究。
步骤一：制取FeCl₂溶液。向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得pH<1。
步骤二：向2 mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5 mol•L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）。
（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：       、       。
（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：
I.取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
II.取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
III.向2 mL 0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化。
实验I的说明       ；②实验III的目的是       。
得出结论：溶液退色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-。
（3）甲直接用FeCl₂·4H₂O配制   ①   mol•L^-1 的FeCl₂溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因：
I．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，后者无。测所配FeCl₂溶液的pH，约为3。由此，乙认为红色不褪去的可能原因是   ②   。
II．查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H₂O₂不能氧化SCN^-。乙利用上述部分试剂，通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是：

步骤	试剂及操作	现 象
i	③	生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1 mol•L^-1 FeCl3溶液	④

 

CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合产生蓝绿色沉淀，以下是某兴趣小组对沉淀组成的探究。
【提出假设】
假设1：沉淀为Cu (OH)₂
假设2：沉淀为         
假设3：沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO₃·mCu (OH)₂]
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。
【定性探究】
步骤1：将所得悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，风干；
步骤2：甲同学取一定量固体，用气密性良好的如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验；

（1）若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明假设    成立。
（2）乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用下列某试剂后，便可验证上述所有假设，该试剂是     （填代号）。
A．浓硫酸       B．无水CuSO₄       C．碱石灰        D．P₂O₅
（3）乙同学验证假设3成立的实验现象是                               。
【定量探究】
（4）乙同学进一步探究假设3中固体的组成：
①乙同学查得一些物质在20℃的数据（如下表）后，将C中的澄清石灰水改为Ba(OH)₂溶液，
其原因是      （填代号）

溶解度(S)/g		溶度积(Ksp)		摩尔质量(M)/g·mol^－1
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10^-9	2.6×10^-9	100	197

A．Ba(OH)₂溶解度大于Ca(OH)₂，能充分吸收CO₂
B．Ba(OH)₂为强碱，Ca(OH)₂为弱碱
C．吸收等量CO₂生成的BaCO₃的质量大于CaCO₃，测量误差小
D．相同条件下，CaCO₃的溶解度明显大于BaCO₃
②若所取蓝绿色固体质量为54.2 g，实验结束后装置B的质量增加5.4 g，C中的产生沉淀的质量为39.4 g。则该蓝绿色固体的化学式为              ；A中发生的反应的化学方程式为                。

某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。

实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。
已知A装置的烧瓶里装有大理石，分液漏斗里装有稀HNO₃，B装置中装有饱和碳酸氢钠溶液，装置C中装有Na₂SiO₃溶液，试回答：
（1）A中反应的离子方程式为____________________，C中可观察到的现象是________。
（2）B装置的作用是__________________________________________________________。
（3）根据实验现象推知，碳酸、硝酸、硅酸的酸性强弱顺序是________，由此得出碳、硅、氮三种元素非金属性的强弱顺序是________。
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气，利用该装置探究氯和溴元素的非金属性强弱。
（4）写出B装置中发生反应的离子方程式：_______________________________________。
（5）C装置的作用是_________________________________________________________。
（6）实验结论：氧化性：____________________，非金属性：____________________。

（共10分）某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。
（Ⅰ）为了用实验的方法验证镁和铝的金属性强弱，学生甲和学生乙分别设计了两种不同的方法：
方案一：学生甲用水作试剂，比较镁和铝与水反应的情况
方案二：学生乙用稀盐酸作试剂，比较镁和铝与稀盐酸反应的情况
回答下列问题：
（1）以上两实验方案实验现象较为明显的是方案              。
（2）学生乙在实验中取了一段黑色的镁带，投入稀盐酸中，现象不十分明显，请分析原因                                                       。
（3）学生丙另辟蹊径，不用镁、铝的单质，而用镁、铝的可溶盐及一些其它化学试剂，进行实验也得出正确的结论，简述学生丙用的是什么方法？
（Ⅱ）学生丁设计了下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。他设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色沉淀生成。

（1）A写出所选用物质的化学式：
A：                       ，
B：                       。
（2）写出烧杯中发生反应的离子方程式：                          。

某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示：

实验编号	锌的状态	反应温度/℃	收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ	薄片	15	200
Ⅱ	薄片	25	90
Ⅲ	粉末	25	10

（1）该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响；
（2）实验Ⅰ和Ⅱ表明________，化学反应速率越大；
（3）能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________；
（4）请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响：____________________。

硫代硫酸钠与稀硫酸的反应为：Na₂S₂O₃＋H₂SO₄＝Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O。某实验兴趣小组用如下图所示的实验装置探究外界条件对化学反应速率的影响(加热仪器和夹持仪器均已省略)

（1）实验目的：
装置甲，探究浓度对化学反应速率的影响；装置乙，探究      对化学反应速率的影响。
（2）装置乙中的加热方法称为        加热，该加热方法具有          、        等优点。
（3）通过甲、乙装置，分别进行了四组实验，数据记录如下，并经分析得出相关结论：

实验组号	温度	Na2S2O3		H2SO4		加入H2O 的体积	出现沉淀 所需时间
		体积	浓度	体积	浓度
Ⅰ	0^OC	5mL	0.1mol/L	10mL	0.1mol/L	5mL	8s
Ⅱ	0^OC	5mL	0.1mol/L	5mL	0.1mol/L	10mL	12s
Ⅲ	30^OC	5mL	0.1mol/L	5mL	0.1mol/L	10mL	4s
Ⅳ	30^OC	5mL	0.2mol/L	5mL	0.2mol/L	10mL	2s

结论1：                                                                  ；
结论2：                                                                  。

氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如下图所示的装置。

（1）若分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol·L^－1，配制该浓度的氨水100mL，用到的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、         。
（2）甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气，烧瓶内固体X的名称为        。
（3）乙装置的作用是      ；写出受热时丙装置发生反应的化学方程式为        。
（4）当戊中观察到            现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因           。如何改进装置          。
（5）改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是        ；为测定试管丁内硝酸溶液的浓度，从中取10mL溶液于锥形瓶中，用0.1 mol·L^－1的NaOH溶液滴定。滴定前发现滴定管尖嘴处有少量气泡，请选择排出气泡的正确操作是          。