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

(15分)碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu(OH)₂·yCuCO₃。
(1)孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石，其主要成分是Cu(OH)₂·CuCO₃。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件，设计了如下实验：
实验1：将2.0mL 0.50 mol·L^–1的Cu(NO₃)₂溶液、2.0mL 0.50 mol·L^–1的NaOH溶液和0.25 mol·L^–1的Na₂CO₃溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2：将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下：
表Ⅰ                                      表Ⅱ

编号	V (Na2CO3)/mL	沉淀情况		编号	反应温度/℃	沉淀情况
1	2.8	多、蓝色		1	40	多、蓝色
2	2.4	多、蓝色		2	60	少、浅绿色
3	2.0	较多、绿色		3	75	较多、绿色
4	1.6	较少、绿色		4	80	较多、绿色(少量褐色)

 
①实验室制取少许孔雀石，应该采用的最佳条件是                               。
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质的可能原因是                          。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成，利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验：

步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。
步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4：                                          (请补充该步操作内容)。
步骤5：称量相关装置的质量。
①装置A的作用是               ；若无装置E，则实验测定的x/y的值将        。(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据：
A．反应前玻璃管与样品的质量163.8g      B．反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C．装置C实验后增重9.0g                D．装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值，你认为可以选用上述所采集数据中的           (写出所有组合的字母代号)任一组即可进行计算，并根据你的计算结果，写出该样品组成的化学式                        。

亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。已知：
①NO＋NO₂＋2OH^-＝2NO₂^-＋2H₂O
②气体液化的温度：NO₂  21℃、NO －152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（从左向右连接）：A→C→_______→_______→_______；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________。
（2）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后, A中产生红棕色气体.
①确认A中产生气体含有NO，依据的现象是_____________________________.
②装置E的作用是_______________________________________________________
（3）如果向D中通入过量O₂,则装置B中发生反应的化学方程式为________________.
如果没有装置C，对实验结论造成的影响是______________________________。
（4）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
（5）工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染，可采用如下方法处理氮氧化物：
CH₄（g）＋2NO₂（g）＝N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）  △H＝－867kJ·mol^-1
CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）  △H＝－1160kJ·mol^-1
则CH₄将NO₂还原为NO的热化学方程式为：___________________________.

为测定Na₂CO₃和NaHCO₃固体混合物中Na₂CO₃的质量分数，称取一定质量的样品，甲同学利用图I所示装置测量产生CO₂的体积，乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO₂的质量，已知所用稀硫酸均足量。

（l）盛放稀硫酸的仪器名称为                       。
（2）试剂X为____         ；试剂Y为____          。
（3）甲同学在进行实验时，为减小误差，应注意的事项有（填选项字母）              。
A．读数前应使整套装置冷却至室温
B．调整Z的高度使量气装置左右液面相平
C．读数时视线与Z内凹液面最低点相切
D．读数前应通入一定量的N₂使生成的CO₂全部进入量气装置
（4）按乙同学的实验方案进行实验，使测得的Na₂CO₃的质量分数偏高的因素有（写一种）
             ，使测得的Na₂CO₃的质量分数偏低的因素有（写一种）________      。
（5）为完成相同的测定任务，下列实验方案不能达到实验目的的是           （填选项字母）。
A．取mg混合物与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干得ng固体
B．取mg混合物与足量盐酸充分反应，将溶液加热、蒸干、灼烧得ng固体
C．取mg混合物充分加热，固体质量减少ng
D．将图II装置中的稀硫酸改为稀盐酸进行实验

在高温时硫铁矿（主要成分FeS₂）和氧气反应生成三氧化二铁和二氧化硫（假设硫铁矿中的杂质不参与化学反应）。某化学研究学习小组对硫铁矿样品进行如下实验探究：
【实验一】测定硫元素的含量
I．实验装置如下图所示（夹持和加热装置已省略）。A中的试剂是双氧水，将m·g该硫铁矿样品放人硬质玻璃管D中。从A向B中逐滴滴加液体，使气体发生装置不断地缓缓产生气体，高温灼烧硬质玻璃管D中的硫铁矿样品至反应完全。

II．反应结束后，将E瓶中的溶液进行如下处理：

【实验二】测定铁元素的含量
III．测定铁元素含量的实验步骤如下：
①用足量稀硫酸溶解已冷却的硬质玻璃管D中的固体，过滤，得到滤液A;
②在滤液A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，过滤，得到滤液B；
③将滤液B稀释为250 mL;
④取稀释液25．00 mL,用浓度为c mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定，三次滴定实验所需KMnO₄溶液体
积的平均值为V mL。
请根据以上实验，回答下列问题：
（1）I中装置C中盛装的试剂是_          ;E瓶的作用是_          。
（2）11中加入过量H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为____。
（3）111的步骤③中，将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，
还必须要用到的是_          ；④中盛装KMnO₃溶液的仪器是_          。
（4）假设在整个实验过程中硫元素和铁元素都没有损失，则该硫铁矿样品中硫元素的质量分数为_          。（用含m₁和m₂的代数式表示）；铁元素的质量分数为____。（用含m₁、c、v的代数式表示）

2012年10月8日发布的修订版《机动车驾驶证申领和使用规定》，以其对违章驾驶员的严厉惩罚被人们称为“史上最严交规”，其中饮酒后驾驶机动车的一次记12分。利用如下测试管可检测司机是否酒后驾车，化学原理如下：

金属铬在化合物中主要有+3价和+6价两种价态。+6价铬化合物K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇在水溶液中分别呈黄色和橙色，它们在溶液中存在如下平衡关系：2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O在酸性条件下+6价铬化合物具有强氧化性，可以将C₂H₅OH氧化为CH₃COOH，本身被还原为Cr³⁺，Cr³⁺在水溶液中呈灰绿色。
（1）根据上述条件可知，在强酸性条件下+6价铬主要以     （填“CrO^2-₄”或“Cr₂O^2-₇”）形式存在。如果司机酒后驾车，则测试管中的现象是   且超过法定警界线，反应的离子方程式为         。
（2）研究发现+6价铬的毒性为+3价铬的毒性的100～200倍，有多种方法可以将废水中的+6价铬转化为+3价铬以降低毒性。其中两种方法如下：
方法一：电化学方法。将含Cr₂O^2-₇的酸性废水加适量NaCl搅拌均匀并以Fe作电极进行电解。在阳极产生的Fe²⁺将Cr₂O^2-₇还原为Cr³⁺，在电解过程中溶液的pH不断上升，最终Cr³⁺和Fe³⁺以Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀的形式析出。
①请分析溶液pH不断上升的原因：                 。
②已知Fe³⁺和Cr³⁺变为Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀的pH如下表：

当溶液的pH范围为____时，溶液中Fe³⁺已沉淀完全而Cr³⁺还没有开始沉淀。
③当电路中通过3mol电子时，理论可还原Cr₂O^2-₇的物质的量为   mol。
方法二：还原沉淀法。将l0ml某含铬（Cr₂O^2-₇）废水用硫酸亚铁铵[FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀，该沉淀经干燥后为nmolFeO·Fe_yCr_xO₃。
④不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是

A．反应中发生转移的电子个数为3nx

B．该废水中c（Cr2O^2-7）为50nx mol/L

C．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n（l+y）mol

D．在FeO·FeyCrxO3中，x+y=2

下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，ａ、ｂ为活塞）。

（1）若气体入口通入CO和CO₂的混合气体，Ｅ内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为　　　　　　（填代号）。能验证CO氧化产物的现象是　　　　　　　　　　　。
（2）停止CO和CO₂混合气体的通入，Ｅ内放置Na₂O₂，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O₂，并用O₂氧化乙醇。此时，活塞a应　　　　　，活塞b应　　　，需要加热的仪器装置有　　　　　（填代号），ｍ中反应的化学方程式为：　　　　　　。
（3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，Ｅ内放置铂铑合金网，按A→G→E→D装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有　　　　　　　　　　。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有　　　　性。

为了探究SO₂与Na₂O₂的反应是否类似于CO₂，甲同学设计了如图实验装置。回答下列问题：

（1）移开棉花，将带火星的木条放在C试管口，未见木条复燃。甲同学因此认为SO₂与Na₂O₂的反应不同于CO₂。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式                  。
（2）乙同学认为无论反应原理如何，最终都有O₂产生。乙同学的理由是            。
按照乙同学的观点，该装置需作的改进是：                                。
（3）假设Na₂O₂ 完全反应，反应后B装置中固体生成物可能是：
① Na₂SO₃；   ② Na₂SO₄；    ③ Na₂SO₃和Na₂SO₄
请设计实验方案检验，写出实验步骤以及预期现象和结论，完成下表：
限选试剂：2 mol·L^－1 HCl， 1mol·L^－1HNO₃， 1 mol·L^－1 BaCl₂， 1 mol·L^－1 Ba(NO₃)₂，
0.01mol·L^－1KMnO₄酸性溶液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取B中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水，溶解，然后取少量待测液分别置于Ⅰ、Ⅱ试管中。	固体完全溶解
步骤2：往Ⅰ试管中加入                ，再滴加                              。	，则证明生成 物中含Na2SO4。
步骤3：往Ⅱ试管中                                                         。	若                                 ,  则说明生成物中有Na2SO3；若                                           , 则说明生成物中没有Na2SO3。

 
（4）生成物中亚硫酸钠含量的测定：①取a克生成物配制成100ml溶液，取10.00mL该溶液于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液作指示剂，用0.0100mol·L^－1碘水进行滴定，滴定终点现象为                       ，记录数据，重复滴定2次，平均消耗碘水20.00mL。
②计算：生成物中亚硫酸钠的质量分数为           。（Na₂SO₃的式量为126）

根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
（1）假设产物为Na₂CO₃、Na₂O和C的混合物，设计实验方案，验证其中的Na₂CO₃和Na₂O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（已知室温时BaCO₃饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、BaCl₂溶液、Ba(OH)₂溶液、精密pH试纸（精确至0.1）、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡

实验操作	预期现象和结论
步骤1：取适量产物样品于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，取上层清液备用。	有不溶的黑色固体。
步骤2：取适量步骤1清液于试管中，
步骤3：

 
（2）假设产物为Na₂CO₃、Na₂O和C的混合物，为进一步测定产物中Na₂CO₃的含量，进行了以下实验：
步骤1：准确称取w克试样，溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴指示剂A，滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2（碳的主要存在形式为HCO₃^―），消耗盐酸的体积为V₁mL；再滴加几滴甲基橙，继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色，消耗盐酸的体积为V₂mL。
步骤3：重复实验3次。滴定结果如下

滴定 次数	待测溶液 的体积/mL	消耗标准盐酸的体积
V1/mL	V2/mL
1	25.00	15.02	4.97
2	25.00	14.98	5.03
3	25.00	13.21	6.75

 
①步骤2中，第一步滴定所使用的A指示剂为           ，滴定终点的现象为                       。
②计算Na₂CO₃的质量分数=                 （用含w、c的代数式表示）

Fridel—Crafts反应是向苯环上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的实用价值，该反应可以简单表示如下：Ar+RXArR+HX △H<0（Ar表示苯基）。某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇（沸点90.7⁰C)与盐酸反应制得叔丁基氯（沸点50⁰C)，再利用Fridel—Crafts反应原理制备对叔丁基苯酚（熔点99⁰C)。反应流程及实验装置如下图所示：


试回答下列问题：
（1）实验装置烧杯中漏斗的作用是________。
（2）巳知Fridel—Cxafts反应是放热反应，为防止叔丁基氣的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率，应将锥形瓶置于_______(填“冷水浴”或“热水浴”）中。
（3）有机层中加入饱和氣化钠溶液及饱和碳酸氢钠溶液的作用可能是_______。通过    操作可将叔丁基氯粗产物转化为较为纯净的叔丁基氯。
（4）某同学因去掉该制备装置中的氣化钙干燥管，发现产率很低(观察不到对叔丁基苯酚白色固体)且锥形瓶中有大量的白雾，他推测是作催化剂的AlCl₃发生强烈水解所致，该同学设计如下实验方案进行验证，请完成下表内容。

实验方案	实验现象	能否说明水解
①将锥形瓶中白雾通入HNO3酸化的AgNO3溶液
②将充分冒白雾后的液体抽滤，得不溶性固体，将固体分成两份，                                                                        。	两份固体均溶解

 
（5）若上述同学称取了9.4g苯酚与适量叔丁基氯反应，从反应液中提取出对叔丁基苯酚，将其配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗NaOH物质的量为5×10^－4moL，则以苯酚为基准计算对叔丁基苯酚产率的表达式为_______。

对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用。为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

①定性分析：如图甲可通过观察_________________________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是_________________________。
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________________。

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。	试管A中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大。
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生。

 
（1）过氧化氢分解的化学方程式为_____________________________________。
（2）实验①的目的是_________________________________________________。
实验中滴加FeCl₃溶液的目的是_______________________________________。
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_______________________（用实验中所提供的几种试剂）。
（4）某同学在50 mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如下图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是______。

某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)___   _______；
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其都发生的反应的化学方程式为_____________                   ___________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是__________________________；
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________；
（4）有同学认为，除上述试验方法外，向两种固体配成的溶液中加入澄清石灰水也可以区分它们，这种说法是_____________（填“正确”或“错误”）的。
（5）将碳酸氢钠溶液与足量的澄清石灰水混合并充分反应，其离子方程式为_________________________。其剩余溶液的溶质化学式为___________
（6）另有两瓶溶液，已知分别是K₂CO₃和NaHCO₃，请你写出两种不同的鉴别方法。
①________________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________。

（1）某研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强,他们设计了如下几种方案,其中合理的是________(填序号)。
A．铁片置于硫酸铜溶液中置换出铜
B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl₃、CuCl₂
C．铜片置于FeCl₃溶液中,铜片逐渐溶解
D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气泡产生,而铜片无气泡
E．常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片不溶解,而铜片溶解
（2）请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求:
A．此方案的原理不同于上述任一合理方案;
B．绘出实验装置图并注明所需的药品;
C．写出实验过程中的主要实验现象。
实验装置实验现象______________。

Ⅰ．下列实验操作中正确的是               

A．分液时，分液漏斗下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出

B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口

C．蒸发结晶时应将溶液直接蒸干

D．称量非腐蚀性药品应放在托盘天平左盘的称量纸上，砝码放在托盘天平右盘的称量纸上

Ⅱ．影响化学反应速率的因素很多，某学校化学小组用实验的方法进行探究。他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来探究影响化学反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表：

实验步骤	现象	结论
①分别取等体积2mol/L的硫酸于试管中 ②	Mg产生气泡速率快于Fe，Cu无明显变化	金属性质越活泼，反应速率越快

（1）甲同学表中实验步骤②为                   。
（2）甲同学的实验目的是探究                   。
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。

（3）乙同学在实验中应该测定的数据是           。
（4）乙同学完成实验应选用的实验药品是         。

下图中的实验装置可以用于实验室制取乙炔。请填空：

（1） 图中A管的作用是                                                   ，
制取乙炔的化学反应方程式为                                        。
（2）乙炔通入酸性KMnO₄溶液中，发生     反应，可以观察到                
现象，若通入溴水中，发生       反应。
（3）乙炔燃烧的化学方程式为            ，燃烧时的现象为                ，
为了安全，点燃乙炔前应该先         。