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

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量/mL	溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是__________________________________。
（2）利用实验1中的数据，计算用KMnO₄表示的化学反应速率为____________________。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺)随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺)随时间变化的实际趋势如图2所示。

该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是____________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量	再向试管中加入某种固体	溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
4	_________	2.0	2.0	3.0	MnSO4	t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到________________现象.

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：＞Fe^3＋＞I₂；还原性：S₂O₃^2—＞I^－。3I₂＋6OH^－＝IO₃^—＋5I^－＋3H₂O；KI＋I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色，该红色物质是________（填化学式）；CCl₄中显紫红色的物质是_________（用化学式表示）。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为____________、____________。
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：________________。将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？______（填“是”或“否”），并说明理由__________________。
（3）为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是__________________。

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

（4）对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe^2＋____________________。

某化学兴趣小组为了测定铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物)中铁的质量分数，设计了下图所示的实验装置（夹持仪器已省略）和实验方案进行实验探究。

（1）检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在E装置后面连上一根导管，然后______________________，则证明装置的气密性良好。
（2）称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，加热，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为_________________(写表达式)。
（3）装置C的作用______________________。
（4）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO₂、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是         。
（5）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是                      。

2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获诺贝尔化学奖，他们开创性的成就使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。
Ⅰ．在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A～E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题。

（1）实验室若用NH₄Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH₃，请选择装置并按气流方向连接各仪器接口      （填装置接口顺序），若要制取、收集干燥的CO₂，则需选用上述仪器装置中的   （填装置序号）。
（2）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是   。试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式           。
Ⅱ．纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
（3）制备TiO₂的常见方法：将TiCl₄水解产物加热脱水生成TiO₂。已知常温下Ti（OH）₄的K_sp＝7.94×10^－54，测得TiCl₄水解后溶液常温下的pH＝2，则此时溶液中：c （Ti⁴⁺）＝          。
（4）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。配制NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液时，使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要右图中的_______（填字母代号）。

（5）滴定终点的现象是                 。
（6）滴定分析时,称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液V mL，则试样中TiO₂质量分数表达式为            。
Ⅲ．（7）纳米材料具有很多特殊的优良性能，其颗粒大小一般在1～100 nm之间。试设计简单的实验方案，判断Ⅰ、Ⅱ实验中所得样品颗粒是否为纳米级            。

(14分）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置(如图）：

请观察该装置图，完成下列问题：
（1）该实验的目的是                        。
（2）该实验的涉及的化学方程式有                   。
（3）实验用品：实验仪器除铁架台(带铁夹）、储气瓶(两个）、直管活塞(K₁、K₂）、止水夹(K₃）、橡胶管、橡胶塞以及若干玻璃管连件外，还有哪几种(写仪器名称）_________________。
（4）实验步骤：①按上图连接好仪器装置；②扭开活塞K₁和K₂，主要现象为              ；③关闭        ，(填写K₁或K₂或K₃）打开         ，(填写K₁或K₂或K₃）, 用手或热毛巾捂住圆底烧瓶,就能使烧瓶产生喷泉。

如图是某同学在实验室中进行铝热反应（铝过量）的实验装置，实验中可观察到的现象之一为“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

（1）试剂A的名称是          。
（2）反应的方程式为                。
（3）探究铝热反应后固体的性质：将反应后容器中的残余固体置于烧杯中，加入100mL稀硝酸，固体完 全溶解，（假设固体全部溶解后溶液体积不变），反应过程中无气体放出（活泼金属可把稀 HNO₃还原为NH₄NO₃）。向反应后的溶液中缓慢滴加4 mol·L^－1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液 的体积的关系如图所示：

①写出DE段发生反应的离子方程式：________________。
②求c(HNO₃)=             。
③B与A的差值为________________。

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

（1）图1中仪器A的名称是              。甲同学实验步骤：连接仪器、              、加药品、滴入试剂。
（2）①图1中烧瓶B中的盛放试剂为碳酸钙，C中盛放试剂为硅酸钠溶液，则甲同学设计实验的依据是                 。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是                。
（3）图2中A处反应的离子方程式                   。
（4）乙同学发现图2中B处试纸变蓝，C处红纸褪色，据此     (填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘，理由是                  。

探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，根据要求完成下列各小题
（1）实验装置：

填写所示仪器名称A              B           
（2）实验步骤： 连接仪器、        、加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。
（3）问题探究：（已知酸性强弱:亚硫酸 >碳酸）
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是        。装置E中足量酸性KMnO₄溶液的作用是      ;
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是          ;
③试管D中发生反应的离子方程式是                      。
④若将铜片改为木炭，其它药品不变，也可以对该实验目的进行探究，请写出在该实验中木炭与浓硫酸反应的化学方程式                     。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）常温下，工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是             。
（2）称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺，产生Fe²⁺的离子反应方程为：        ，检验是否有Fe²⁺应选用下列       （选填序号）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乙同学取560mL(标准状况下)气体Y通入足量溴水中，可以发生：SO₂+Br₂+2H₂O＝2HBr+H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经正确操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为       。
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q₁和Q₂两种气体，其中Q₁是相对分子质量最小的气体，在标准状况下，密度为0.0893g·L^-1，Q₂是空气的成份之一。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是                  ；
（4）用化学方程式表示Y气体中的Q₂气体是如何生成的：                 ；
（5）为确认Q₂的存在，需在装置中添加洗气瓶M于          （选填序号）。
A．A之前          B．A-B间          C．B-C间           D．C-D间

(14分) 孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石。其主要成分是xCu(OH)₂·yCuCO₃。某兴趣小组为探究孔雀石组成，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硬直玻璃管中。
步骤2：称量相关装置的质量，打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭。
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：冷却至室温，称量相关装置的质量。
（1）孔雀石热分解的化学方程式_____________________________。
（2）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”)。
（3）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20g

C．装置C实验后增重2.25g

D．装置D实验后增重5.5g

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，写出孔雀石组成的化学式________。

甲学生对Cl₂与FeCl₂和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。

操  作	现  象
通入氯气至过量	I．A中溶液变红 II．稍后，溶液由红色变为黄色

（1）B中反应的离子方程式是                     。
（2）A中溶液变红的原因是                     。
（3）为了探究现象II的原因，甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在            。
②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN^—与Cl₂发生了反应。
（4）甲同学猜想SCN^—可能被Cl₂氧化了，他又进行了如下研究。
资料显示：SCN^—的电子式为 。
①甲同学认为SCN^—中碳元素没有被氧化，理由是                。
②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN^—中被氧化的元素是          。
③通过实验证明了SCN^- 中氮元素转化为NO₃^-，他的实验方案是                 。
④若SCN^—与Cl₂反应生成1 mol CO₂，则转移电子的物质的量是        mol。

下图是丁烷裂解的实验流程：（提示：丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为：
C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄，    C₄H₁₀ CH₄+C₃H₆）
连接好装置后，需进行的实验操作有：①给D、G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等…‥

（1）这三步操作的先后顺序依次是                      ；
（2）简要说明排空气的方法______________。
（3）写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式                     
（4）若对E装置中的混合物（溴水足量），再按以下流程实验：

①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是：Ⅰ______Ⅱ______，Na₂SO₃溶液的作用是（用离子方程式表示）           ．
②已知B的碳原子数大于A的碳原子数请写出B的结构简式            ．
（5）假定丁烷完全裂解当（E+F）装置的总质量比反应前增加了0．7 g， G装置的质量减少了1．76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n （CH₄） : n （C₂H₆） =______（假定流经D、G装置中的气体能完全反应）

(12分)某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象：              。
（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为     连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为                          。
乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ．通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
Ⅱ．通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与          口连接
a．A         b．B          c．D         d．E
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由     。
丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。
（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率      （假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1．33 g/mL，溶解度为33．0g）。
（5）若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2．24L(标准状况)，则所得溶液中各离子浓度大小关系为：            。

有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略),其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:

（1）A中发生反应的化学方程式:__________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:_____________________。
（2）M处发生反应的化学方程式为_________________。
（3）从M管中可观察到的现象:_______________,从中可认识到该实验过程中催化剂      (填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
（4）实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 ________ (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是_____________。
（5）验证乙醇氧化产物的化学方法是______________________。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）常温下，工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是              ；
（2）称取碳素钢6.0 g放入足量浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用      ；
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乙同学取0.56 L（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生SO₂＋Br₂＋2H₂O＝2HBr＋H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为     。
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有M和N两种气体，其中M是密度最小的气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是                        ；
（4）写出Y气体中的N气体生成的化学方程式：                     
（5）为确认N的存在，需在装置中添加洗气瓶M于         ；
a．A之前       b．A~B间        c．B~C间       d．C~D间
（6）如果气体Y中含有M，预计实验现象应是                 。