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

某化学兴趣小组用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。

查阅资料得知：
I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物。
II．常温时，NO₂与N₂O₄同时存在；在低于0℃时，几乎只有无色的N₂O₄的晶体存在。
请回答下列问题：
（1）装置中各仪器装入试剂后，接下来由先至后的操作顺序为          。

A．通入N2

B．滴入浓HNO3

C．打开活塞K1

D．关闭活塞K1

（2）装置A中，滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是                  。
（3）反应结束后，打开装置D中的活塞K₂，并通入氧气，铁完全溶解于浓硝酸后生成的NO₂气体中含有NO的现象为                                        。
装置D中发生的反应的化学方程式为                                  。
（4）C装置的作用是                                             。
（5）反应停止后，装置A中无固体剩余。证明装置A的溶液中是否含有Fe²⁺，选择的药品是      （填序号）。
a．铁粉     b．氯水     c．KMnO₄溶液     d．硫氰化钾溶液
（6）检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作、现象及结论是                 。

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已省略）。

（1）制备氯气选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为___________________。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是_______________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象________________________。
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III依次放入_______。

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
III	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为______色，说明氯的非金属性大于溴。
（5）打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是_____________。
（6）有人提出，装置F中可改用足量的NaHSO₃溶液吸收余氯，试写出相应的离子反应方程式_________，判断改用NaHSO₃溶液是否可行______（填“是”或“否”）。

草酸(H₂C₂O₄)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H₂O、CO₂和CO)；H₂C₂O₄＋Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓＋2H₂O。现用H₂C₂O₄进行如下实验：
（一）探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：

①B中盛装的试剂                   (填化学式)；
②A中加入乙醇的目的是                  。
（二）探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是                (用离子方程式表示)。
（三）用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I．实验前先用酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理：□MnO＋□H₂C₂O₄＋□      ＝□Mn^2＋＋□CO₂↑＋□H₂O
①配平上述离子方程式；
②滴定时KMnO₄溶液应盛装于        （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
Ⅱ．探究影响化学反应速率的因素

实验编号	H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度
浓度(mol/L)	体积(mL)	浓度(mol/L)	体积 (mL)
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是       (填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是      。
（2）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图。

请解释n(Mn²⁺)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因： _____。

某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验：

（1）固体溶于稀盐酸的化学方程式为                         ；
（2）试剂1的化学式是       ；加入试剂1后呈红色的原因是（用离子方程式表示）              。
（3）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是（用化学用语和必要文字解释）         ；       ；
（4）某一同学在实验中由于加入了过量新制氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，为了探究溶液褪色的原因，另有四位同学进行了下表的猜想，你认为丁同学的猜想会是什么？（提示：SCN^－中硫元素化合价为-2价）

编 号	猜      想
甲	溶液中的＋3价Fe又被还原为＋2价Fe
乙	溶液中的＋3价Fe被氧化为更高的价态
丙	新制的氯水具有漂白性，将该溶液漂白
丁	？

为验证丁同学的猜想合理与否？请同学们根据结论完成下表的实验设计方案。可选用试剂：浓硫酸、1.0mol·L-1HNO₃、1.0mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、0.1mol·L-1FeCl₃、
0.1mol·L-1CuSO₄、20%KSCN、蒸馏水。

实验操作	预期现象	结 论
		说明丁同学的猜想是合理的

 

为探究FeCl₂溶液电解时阴阳极的产物，某兴趣小组用如下装置进行实验：

（查阅资料：电解能否发生、电极反应及其速率，与电压大小、离子浓度等因素有关。）
Ⅰ电极a表面始终未出现气泡，但产生了银灰色有金属光泽的固体。该电极的电极反应式为：___________________。
Ⅱ电极b开始一段时间内，表面无气泡产生，周围液体出现红褐色，逐渐浑浊。吸取该电极周围少许液体于两支试管中，一支试管中滴入淀粉-KI溶液，液体颜色不变；另一支试管中先加盐酸酸化，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色。
结论：电解过程中产生了Fe³⁺，同时水解产生了红褐色物质。
（1）加盐酸酸化时发生的反应是______________________（用离子方程式表示）。
（2）对电解过程中Fe³⁺产生的原因进行猜想：
猜想①：Cl^－在阳极放电，生成的Cl₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
猜想②：________________________________________；
猜想③：……。
（3）设计实验验证猜想①
供选择的试剂：1mol/L FeSO₄溶液、1mol/L盐酸、2mol/L盐酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸馏水

操作	现象和结论
①取一定量_______溶液，调节溶液pH为4．91；再以相同装置进行电解。 ②电解相同时间后，若电极b表面无气泡，_________________________ ________________________。	_____________________________________________ ______________________________________________。

 

某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。

（1）实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式_______________、________________________。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是__________反应（吸热或放热)。
（2）甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是___________；乙的作用是______________。
（3）反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到不同的物质，它们是_________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是__________________。
（4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有______________。要除去该物质，可先在混合液中加入________（填字母序号)。
a．氯化钠溶液     b．苯          c．碳酸氢钠溶液        d．四氯化碳
然后，再通过__________（填实验操作名称)即可除去。

实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理，实验装置图和实验步骤如下：

①按上图连接好装置，检查装置气密性。
②称取适量 Fe₂O₃于石英试管中，点燃Ⅰ处酒精灯，缓慢滴入甲酸。
③在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯。
④30 min后熄灭酒精灯，关闭弹簧夹。
⑤待产物冷却至室温后，收集产物。
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯（金属网罩可以集中火焰、提高温度）和酒精喷灯加热的产物。
请回答下列问题：
（1）制备CO的原理是利用甲酸（HCOOH）在浓硫酸加热条件下的分解制得，盛放甲酸的仪器名称为         ，该反应的化学方程式                   。
（2）实验步骤③某项操作是指                  。
（3）实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为______________。（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）
（4）通过查资料获取如下信息：
I． 酒精灯平均温度为600℃；加网罩酒精灯平均温度为700℃，酒精喷灯平均温度为930℃。
II． 资料指出当反应温度高于710℃，Fe能稳定存在，680℃~710℃之间，FeO稳定存在，低于680℃，则主要是Fe₃O₄。试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是              。
（5）已知FeO、Fe₂O_3、Fe₃O₄氧元素的质量分数分别为：22．2%、30%、27．6%。利用仪器分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表：

加热方式	产物元素组成	各元素的质量分数%
Fe	O
酒精灯	Fe和O	74．50	25．50
带网罩酒精灯	Fe和O	76．48	23．52
酒精喷灯	Fe	100．00	0．00

分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物，其中酒精灯加热所得产物的组成最多有_______种可能。
（6）通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe₃O₄和Fe，用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe。请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe₃O₄和Fe的质量比为_____。（要求保留整数）

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一：焦亚硫酸钠的制取
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na₂S₂O₅。装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为Na₂SO₃＋SO₂Na₂S₂O₅。

（1）a仪器的名称为：               ，实验前要进行               。
装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________________。
（2）浓硫酸         (填“能”或“不能”)用稀硫酸代替，原因是                           。
（3）要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是______。
（4）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

实验二：葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（5）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

(已知：滴定时反应的化学方程式为SO₂＋I₂＋2H₂OH₂SO₄＋2HI)
①按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25．00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为________g·L^-1。
②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

“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：

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____    。

某化学小组在实验室模拟高炉炼铁，其部分装置如下：

请完成下列填空：
（1）利用甲酸与浓硫酸反应HCOOHCO↑+H₂O，制取CO，反应中浓硫酸的作用是___。
（2）判断上述装置中CO与氧化铁发生反应的现象为____________；该装置存在的缺陷是__________。
（3）已知受热不均时，可发生副反应CO+Fe₂O₃CO₂+2FeO。为测定所得黑色产物中铁的含量，现有下列各有两根导管的甲、乙两试管，用橡皮管连接对应接口后，倒置盛稀硫酸的试管。
①样品和稀硫酸应分别置于________、_________仪器中(填“甲”或“乙”)，甲、乙试管中接口的连接方式为：A连接_______，B连接_______，C连接F(填各接口的编号)。
②量气管可以用化学实验室中一种常用仪器来改装，该仪器的名称是___________。当气体不再产生且恢复至室温时，如丙图所示量气管读数______________mL。若量气之前的其他操作均正确，根据该读数并将产生的气体体积换算为标准状况后，所计算样品中铁的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)，原因是______(若无影响该空不必作答)。

草酸晶体的组成可表示为H₂C₂O₄·xH₂O。实验室常用其加热分解制取CO气体，反应方程式为：H₂C₂O₄·xH₂OCO+CO₂+(x+1)H₂O。下图为分解草酸晶体，用干燥纯净的CO还原CuO制取Cu，并收集CO的实验装置(略去铁架台、铁夹等支撑加持装置)，回答下列问题。

（1）A装置为加热分解草酸的装置，该装置错误是_____________，C装置中盛放的试剂是_______(填化学式)，E装置的作用是__________。
（2）实验过程中涉及到如下操作：①点燃A处的酒精灯 ②熄灭A处的酒精灯 ③点燃D处的酒精灯 ④熄灭D处的酒精灯。这4步操作由先到后的顺序为________(填序号)。点燃D处酒精灯前必须要进行的操作名称是__________。
（3）用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸晶体，求x的值。
实验步骤：准确称取1.17g 草酸晶体，配成100mL溶液；取出20.00mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0500mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液16.00mL。滴定时，所发生的反应为：2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H⁺ = 10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O。
①配制草酸溶液除需要玻璃棒、烧杯，还一定需要的玻璃仪器有_____________。
②x=________。
（4）为探究催化剂对化学反应速率的影响，在甲乙试管中分别加入下列物质

试管	0.01mol/L KMnO4	0.1mol/L H2C2O4	0.1mol/L H2SO4	MnSO4固体
甲	4 mL	x mL	1 mL	无
乙	y mL	2mL	1 mL	有

则x=_______，y=________。能够得出催化剂对该反应有影响结论的实验现象是_____________。

与的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

（1）仪器的名称是。安装中导管时，应选用图2中的。
（2）打开的活塞，A中发生反应：+=↑+↑++。
为使在中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜 （填"快"或"慢"）。
（3）关闭的活塞，在中被稳定剂完全吸收生成，此时中溶液的颜色不变，则装置的作用是。
（4）已知在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成并释放出，该反应的离子方程式为，在释放实验中，打开的活塞，中发生反应，则装置的作用是  。
（5）已吸收气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是，原因是  。

草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其 $K_1$=5.4×10^－2， $K_2$=5.4×10^－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体( $H_2{C}_2{O}_4·2H_{2}O$)无色，熔点为101 $℃$，易溶于水，受热脱水、升华，170 $℃$以上分解。回答下列问题：
（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 $C$中可观察到的现象是，由此可知草酸晶体分解的产物中有。装置 $B$的主要作用是。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有 $CO$，为进行验证，选用甲组实验中的装置 $A$、 $B$和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为 $A$、 $B$、。装置H反应管中盛有的物质是。
②能证明草酸晶体分解产物中有 $CO$的现象是。
（3）设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强。
②草酸为二元酸。

是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
[查阅资料]在260和400时分解产物不同。
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置，检查气密性，按图示加入试剂（装置盛0.5000盐酸70.00）。通入排尽空气后，于260加热装置一段时间，停止加热，冷却，停止通入。品红溶液不褪色，取下装置，加入指示剂，用0.2000溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗溶液25.00 。经检验滴定后的溶液中无。
（1）仪器的名称是。
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是(填字母编号)。
a．盛装0.2000溶液               
b．用0.2000溶液润洗
c．读数、记录       
d．查漏、清洗         
e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置内溶液吸收气体的物质的量是实验2：连接装置，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入排尽空气后，于400加热装置至完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入。观察到装置、之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置内溶液中有，无。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
（4）检验装置内溶液中有，无的实验操作和现象是.
（5）装置内溶液吸收的气体是.
（6）在400分解的化学方程式是.

为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究 $2F{e}^{3+}+2I^{-}$ $\rightleftharpoons$ $2F{e}^{2+}+I_2$ 反应中 $F{e}^{3+}$ 和 $F{e}^{2+}$ 的相互转化。实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到。
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中造成的影响。
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动， $F{e}^{2+}$ 向 $F{e}^{3+}$ 转化。用化学平衡移动原理解释原因:。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中 $F{e}^{2+}$ 向 $F{e}^{3+}$ 转化的原因：外加 $A{g}^{+}$ 使 $c（I^{-}）$ 降低，导致 $I^{-}$ 的还原性弱于 $F{e}^{2+}$ ，用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

① $K$ 闭合时，指针向右偏转，b作极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 $mol/L$ $AgN{O}_3$ 溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是。
（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中 $F{e}^{2+}$ 向 $F{e}^{3+}$ 转化的原因，
①转化原因是。
②与（4）实验对比，不同的操作是。
（6）实验I中，还原性： $I^{-}$ > $F{e}^{2+}$ ；而实验II中，还原性： $F{e}^{2+}$ > $I^{-}$ ，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是 $A{g}^{+}$ 。