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

某学校化学科研小组从文献资料上获得如下信息：NaHCO₃在潮湿的空气中会缓慢分解成Na₂CO₃、H₂O和CO₂。为了验证这一信息，该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的NaHCO₃样品混合均匀后，进行如下实验：

（1）在一个质量为ag的蒸发皿中加入一些样品，称得总质量为bg。用酒精灯对其充分加热，冷却后称得其总质量为cg。残留在蒸发皿中的固体是（填化学式）_________。
（2）另称取相同质量的样品放入锥形瓶中，实验装置如右图所示。为了保证实验成功，所选用针筒的最大刻度值应大于或等于_________（mL）。（设实验在标准状况下进行，请把合适的答案编号都挑选出来）

A．[(b－a)/84]×22.4×1000 mL

B．[(b－c)/31]×22.4×1000 mL

C．[(c－a)/106]×22.4×1000 mL

D．[(c－a)/106]×2×22.4×1000 mL

某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO₃)₃溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
【实验】用葡萄糖制备银镜，并与Fe(NO₃)₃溶液反应，发现银镜溶解。
【提出假设】
假设1：Fe^3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：Fe(NO₃)₃溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃^-能氧化Ag。
【设计实验方案，验证假设】
（1）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe^2＋，验证了假设1成立。请写出Fe^3＋氧化Ag的离子方程式：                        。甲同学还发现用同浓度FeCl₃，Fe(NO₃)₃溶解银镜，FeCl₃溶液溶解Ag的反应更快更完全，请解释其原因：　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO₃^-在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。

实验步骤（不要求写具体操作过程）	预期现象和结论
① ② ……	若银镜消失，假设2成立。 若银镜不消失，假设2不成立。

【思考与交流】
（3）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe(NO₃)₃溶液中的Fe^3＋和NO₃^－都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论      ，并简述理由：                            。

(13分)根据要求完成下列各小题实验目的。（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
　　
　　（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。（已知酸性：亚硫酸＞碳酸）
　　①连接仪器、检验装置气密性、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
　　②铜与浓硫酸反应的化学方程式是___________________________。装置A中试剂是________________。
　　③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是________________________________________________。
　　（2）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
　　①在（1）①操作后打开b，关闭a。
　　②H₂S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是______________________________________。
　　③BaCl₂溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。　　

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性并生成沉淀的离子方程式__________________________________。
　　④将KOH和Ca(OH)₂的混合物1.3g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再缓缓通入一定量的B气体，实验过程中可得到沉淀的最大质量为1.2g。
　　试计算：原混合物中KOH的质量为_____________g。生成沉淀质量为最大时，消耗B气体（标准状况下）的体积（V）范围是：_____________________________________。

某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去），请回答下列问题：

（1）如何检验如图所示装置的气密性：                            。
（2）该同学认为实验I可通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？        （填“可行”或“不可行”），原因是                      。
（3）实验Ⅲ烧瓶中发生反应的化学方程式是                                   ，打开开关K，产生的气体经验纯后点燃，现象是                          。
（4）实验Ⅱ中量气管中的液体最好是____（填字母编号，下同）
a．浓NaOH溶液    b．氨水    c．煤油    d．饱和氯化铵溶液
该实验剩余的NH₃需吸收处理。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH₃，而且能防止倒吸的有             

（5）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：①将实验装置恢复到室温，②     ，③视线与凹液面最低处相平。
（6）实验Ⅳ获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）

编号	镁铝合金质量	量气管第一次读数	量气管第二次读数
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为__             。

(16分)某研究性小组借助A-D的仪器装置（可以重复使用）完成有关实验

【实验一】收集NO气体。
（1）用装置A收集NO气体，正确的操作是       （填序号）。
a.从①口进气，用排水法集气          b.从①口进气，用排气法集气
c.从②口进气，用排水法集气          d..从②口进气，用排气法集气
【实验二】净化用浓盐酸与KMnO₄反应得到的Cl₂。
（2）请参照装置A，画出净化Cl₂装置图，标明所盛的药品，标注气体的流动方向。
【实验三】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度，查询得知锌易溶于强碱：Zn＋2NaOH=Na₂ZnO₂＋H₂↑ 据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m₁ g。用NaOH溶液作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。
方案甲：通过测量试样与碱溶液反应生成的氢气体积来实现探究目标。
（3）选用       和         （填仪器标号）两个装置进行实验。
（4）测得充分反应后生成氢气的体积为VL（标准状况），w(Zn)=       。
（5）计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是              。
（6）若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将    （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m₂g；
（7）w(Zn)=       。

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请根据实验中现象并结合图2中数据回答0到6分钟内哪一段速率最快       。
A： 0—2 分钟     B： 2—4 分钟        C： 4—6分钟
②并请简述速率出现这种情况的其原因：                    
                                                        
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；
原因Ⅲ：____________________________________________________；
原因Ⅳ：Cl^－、SO2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；
原因Ⅴ：_______________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中________________________，实验b中________________________，则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^－对反应具有加速作用。

（ 16分）某兴趣小组拟利用如下图装置探究验证干燥的Cl₂和潮湿的Cl₂有无漂白性。

回答下列问题：
（1）A装置中的主要玻璃仪器有：导管、酒精灯、圆底烧瓶、         。
A装置中发生反应的化学方程式是                                   。
F装置中的试剂应为            ，作用为                         。
（2）按气体从左向右流向将各装置依次连接起来（填接口标号）： a 接    ，
    接  ，  接    ，    接     ，    接     。
（3）通入Cl₂后，从集气瓶A、B中红色布条的现象可得出的结论是            
                                                                ；其中发生的反应的化学方程式为                                         。
（4）为了确证是HClO使湿润的红色布条褪色，你认为还应增加的实验是         
                                                                           。
（5）烧杯E中发生反应的化学方程式为                               。
（6）为保证实验安全，当氯气以每分钟1.12L（标准状况）的流速匀速通入时，若实验需耗时4分钟，小烧杯中盛4 mol·L^－1的NaOH溶液的体积至少应为        mL。

“速力菲”是一种人工合成的补铁剂，某研究性学习小组为探究其主要成分，进行了如下实验：
（1）打开这种药片的密封膜，发现其外观为淡黄色；
（2）将“速力菲”投入小试管中，加入少量蒸馏水，充分振荡后发现溶液变浑浊；慢慢加入稀硫酸后溶液变得澄清透明并显黄色；滴加KSCN溶液，立即变为血红色。学生甲由此断定“速力菲”的主要成分是三价铁盐；
（3）学生乙的操作与甲大致相同，所不同的是他动作敏捷，且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口。结果发现：溶液仅显示淡红色。乙同学认为“速力菲”的主要成分不是三价铁盐而是亚铁盐。

试回答下列问题：
（1）甲、乙两位同学的结论中比较合理的是                 ，另一同学判断出错的原因是                                                          。
（2）丙的实验①说明维生素C具有较强的                 性（填“氧化”或“还原”）。
（3）写出与丙的实验②中现象对应的离子反应方程式                            ；
______________________________________
（4）关于丙的实验③中的现象，丙同学提出了两种假设：一种是过量的氯水与Fe³⁺ 结合生成了某种稳定的新物质；另一种则是过量的氯水将SCN^－氧化了。请你设计一个实验方案以确认哪种假设更合理                                                                             
（5）针对实验目的，本次实验尚未完成的任务是                            。

Na₂CO₃是很重要的化学物质，某学生拟在实验室中制备Na₂CO₃。下面是他的制备实验过程：
将50mL NaOH溶液吸收CO₂气体，制备Na₂CO₃溶液。为了防止通入的CO₂气体过量，生成NaHCO₃，他设计了如下实验步骤：
（Ⅰ）用25mL NaOH溶液吸收过量的CO₂气体，至CO₂气体不再溶解；（Ⅱ）小心煮沸溶液1～2分钟；（Ⅲ）在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。
请回答下列问题：
（1）．在（Ⅰ）中，刚通入CO₂时发生的反应是                                  ；而后又发生反应                                    。（请写出化学方程式）
（Ⅱ）中煮沸溶液的目的是                                             。
（Ⅲ）中混合另一半NaOH溶液后发生的反应是                  （请写出离子方程式）
评价该同学能否制得较纯净的Na₂CO₃？                。（填“能”或“不能”）
（2）．按该同学的设计，第（Ⅰ）步实验装置如下：

①装置A使用的试剂是              （固体）和             溶液；
②装置B使用的试剂最好是           （选择：水、饱和NaOH溶液、饱和Na₂CO₃溶液、饱和NaHCO₃溶液），作用是                        ；如果不用B装置，最终得到的Na₂CO₃溶液中可能存在的杂质有                           。

某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。

（1）装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是          ，其作用是          。
（2）装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是                     。B中应放置的液体是          （填字母）。
a.水 b.酸性KMnO₄                            c.浓溴水                             d.饱和NaHSO₃
（3）取6.4g铜片和12mL 18.4mol·L^-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。某同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是          
②下列药品能用来证明反应结束后烧瓶中确实有余酸的是          （填字母）。
a.铁粉                                           b.银粉                                  c.碳酸氢钠溶液               d.氯化钡溶液
（4）为定量测定余酸物质的量浓度，某同学进行了如下设计：先测定铜片和浓硫酸反应产生的SO₂的量，再计算余酸的物质的量浓度。测定SO₂的量的方案很多，下列方案可行的是
          （填字母）
a.将装置中产生的气体缓缓通过预先称量过盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量
b.将装置中产生的气体缓缓通入足量氢氧化钡溶液中，反应完全后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
c.将装置中产生的气体缓缓通入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液中，反应完全后过滤，洗涤干燥、称量沉淀

小明为验证NO₂的氧化性和NO的还原性，设计了如下装置制取NO₂和NO，并验证其性质，装置图如下：

（1）写出甲中反应的离子方程式：                           ；
乙中的现象是____________                     可证明NO₂的氧化性；
在丙中鼓入空气后现象是__________                 可证明NO的还原性。
（2）实验前丙中充满水的作用是                                    （用反应方程式和简要文字回答）。
（3）小华对小明的实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO₂的氧化性，他的理由是___________________________            。
你认为怎样才能准确证明NO₂的氧化性？
_____________________________________           。
（简要回答出原理和现象即可）

化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl₂还是FeCl₃”。请你参与探究并回答有关问题：
（1）一位同学用向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe²⁺。①可观察到的实现现象是___________，②反应过程中发生反应的化学方程式是                                                                。
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
Ⅰ．铁有一种化合物称为铁酸盐（含有FeO₄^2-）。
Ⅱ．SCN^－的电子式为
III．氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设：
①第一种假设是：Cl₂可将Fe³⁺氧化为FeO₄^2-，请写出该离子反应方程式__________。
②第二种假设是：____________，提出该假设的理论依据是___________________
                                               

(12分)已知在常用催化剂（如铂、钯）的催化下，氢气和炔烃加成生成烷烃，难于得到烯烃，但使用活性较低的林德拉催化剂[Pd/(PbO、CaCO₃)，其中钯附着于碳酸钙及少量氧化铅上]，可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段，而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述原理设计了一套由如下图所示仪器组装而成的实验装置（铁架台未画出），拟由乙炔制得乙烯，并测定乙炔氢化的转化率。若用含0.020molCaC₂的电石和1.60g含杂质18.7%的锌粒（杂质不与酸反应）分别与足量的X和稀硫酸反应，当反应完全后，假定在标准状况下测得G中收集到的水VmL。试回答有关问题：

（1）装置的连接顺序是a、     、     、     、     、     、     、h（填各接口的字母）。
（2）写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：                   。
（3）D的作用是___________________。
（4）为减慢A中的反应速率，X应选用____________________________。
（5）F中留下的气体除含少许空气外，还有__          __。G所选用的量筒的容积较合理的是_____。
A．500mL               B．1000mL               C．2000mL
（6）乙炔氢化的转化率为（用V来表示）_______________。

( 14分)为了探究浓度对硫酸氧化性的影响，某学习小组进行了以下探究活动：
[探究一]称取无锈铁钉（碳素钢）12.0g放入30.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
（1）甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，请选择下列试剂，设计简单的实验方案（简述操作过程、现象和结论）                              
                                                           。
供选用试剂：a.KSCN溶液和氯水     b.铁粉和KSCN溶液   
c.浓氨水         d.酸性KMnO₄溶液
（2）乙同学为了测定气体Y中SO₂的含量，设计如下三种方案：
方案I.取672mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。
方案II.向VmL c mol·L^-1酸性高猛酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL（标准状况），溶液恰好完全褪色。
方案III，取VL（标准状况）气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、烘干，称得固体质量为mg。
①其中不合理的方案是                    ，理由是                                                   。
②选择合理方案的数据计算气体Y中SO₂的体积分数
（用含未知数的代数式表示）                                             。
[探究二]分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H₂和CO₂气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持装置已省略）。

（3）装置A中试剂的作用是                                                              。
（4）简述确认气体Y中含有CO₂的实验现象：                                                                                   。
（5）有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气，你认为是否可靠？                          （填“可靠”或“不可靠”），简述理由：                   
                                                                                   。

为探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应，某活动小组设计并完成以下实验：

（1）实验目的：分析铁与浓硫酸在加热条件下的反应。
①洗气瓶中浓硫酸的作用是           。
②写出加热条件下铁与浓硫酸反应生成SO₂的化学方程式                    。
活动小组预测随着反应的进行，硫酸的浓度降低，可能还会有氢气产生，为进一步确认气体的成分还需要进行进一步的实验。
（2）实验目的：检验气体的成分。
试剂：氢氧化钠溶液、浓硫酸、氧化铜粉末、无水硫酸铜固体、品红溶液、高锰酸钾酸性溶液、碱石灰。
仪器如下图（可重复使用，可根据需要取用）；

①连接仪器。将装置的字母填入□内，并将试剂名称填写在相应的括号内（可不填满）

②若混合气体中含有氢气，实验过程中能观察到的现象是            。
（3）实验目的：确定产物的含量。
①若混合气体中含有SO₂和H₂，为测定混合气体中各成分含量，需收集的数据有                  。
②若反应后烧瓶中溶液含有的金属阳离子有Fe²⁺、Fe³⁺，其中检验是否含有Fe²⁺可采用的试剂为      ；如果该过程中共消耗了11.2g铁，反应后的溶液能吸收标准状况下1.12L氯气，则原溶液中含有Fe³⁺的物质的量为    mol。