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

甲、乙两同学拟用实验确定某酸HA是弱电解质。他们设计的方案（理论方案）分别是：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol/L的溶液100 mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝3的两种酸溶液各100 mL；
②分别取这两种溶液各1 mL，加水稀释为100 mL；
③用两支试管分别取相同体积的两种稀释液，同时加入纯度相同、颗粒大小均等的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是            。
（2）甲方案中，能说明HA是弱电质的理由是测得溶液的pH___1（选填“＞”、“＜”、“＝”）。
（3）关于pH试纸的使用方法，下列叙述正确的是     。
a．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
b．将pH试纸直接插入待测溶液，取出后再与标准比色卡对比
c．pH试纸测出的数值应该保留一位小数
d．能使pH试纸显红色的溶液显酸性
（4）乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是            。

已知2NO₂(g)N₂O₄（g) ΔH（298K）=-52.7kJ·mol-1，某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验：
Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体。

请回答：
（1）A中的现象             ，B中的现象                         ；
（2）由此可知，降低温度，该化学平衡向     （填“正”或“逆”）反应方向移动；
（3）该化学反应的浓度平衡常数表达式为           ，升高温度，该反应中NO₂的转化率将        （填“增大”、“减小”或“不变”）。
Ⅱ．在三支容积均为30cm³针筒中分别抽入10cm³NO₂气体，将针筒前端封闭。
（1）将第二支针筒活塞迅速推至5cm³处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深。
①推进针筒后颜色变深的原因是                         ；
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是                          ；
③由此实验得出的结论是                    。
（2）将第三支针筒活塞拉至20cm³处，该同学观察到的现象是                ；在此过程中，该反应的化学平衡常数将         (填“增大”、“减小”或“不变”，下同），NO₂的转化率将    。

下图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化的实验装置（图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出）。图中A试管盛有无水乙醇（沸点为78℃），B处为螺旋状的细铜丝，C处为无水硫酸铜粉末，干燥管D中盛有碱石灰，E为新制的氢氧化铜，F为氧气的发生装置。

（1）在实验过程中，需要加热的仪器（或区域）有（填仪器或区域的代号A～F）___。
（2）B处发生的化学反应方程式为________________。
（3）C处应出现的现象是_________________，
D处使用碱石灰的作用是__________________，
E处应出现的实验现象是 _____________________，
F处可以添加的固体药品是 ______________。
（4）若本实验中拿去F装置（包括其上附的单孔塞和导管），同时将A试管处原来的双孔塞换成单孔塞用以保证装置的气密性，其它操作不变，则发现C处无明显变化，而E处除了依然有上述(3)中所出现的现象之外，还有气体不断地逸出。由此推断此时B处发生反应的化学方程式为______________。

一位同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下列实验。
Ⅰ．（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢；________与盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为________________
Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律：

（3）仪器B的名称为________，干燥管D的作用为____________。
（4）若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_________________的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有_______溶液的洗气瓶除去。

某同学做元素周期律性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表(记录现象时随手记在纸片上，不对应，需整理)：

实验方案	实验现象
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应再向反应液中滴加酚酞	A．浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动随之消失，溶液变成红色
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水	B．产生大量气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应	C．反应不十分剧烈，产生气体可以在空气中燃烧
④镁带与2 mol·L^－1的盐酸反应	D．剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧
⑤铝条与2 mol·L^－1的盐酸反应	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠	F．生成淡黄色沉淀

请帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：______________________。
（2）实验用品：______________________。
（3）实验内容：

实验方案 (填序号)	实验现象 (填序号)	有关化学方程式

（4）实验结论：_____________________。
（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因___________________

(9分)O₃氧化海水中的I^－是大气中碘的主要来源，将O₃通入稀硫酸酸化的NaI溶液中进行模拟研究。
（1）为探究外界条件对I₂生成速率的影响，做了如下三组实验，填写表中的空白处。

编号	实验目的	反应物	反应前溶液的pH	温度
1	对照组	O3+NaI+H2SO4	5.2	25℃
2	①__________	O3+NaI+H2SO4+FeCl2	5.2	②_____
3	探究温度对反应速率的影响	O3+NaI+H2SO4	③_______	5℃

（2）为测定生成I₂的量，用移液管取20.00mL反应后溶液于锥形瓶中，用 c mol·L^－1的Na₂S₂O₃标准液滴定，消耗V mLNa₂S₂O₃溶液。
已知：①H₂S₂O₃是一种弱酸；②2Na₂S₂O₃+ I₂= Na₂S₄O₆+2NaI
①该滴定实验中除烧杯、锥形瓶外，还需要的玻璃仪器是_____________；
②该实验中可选用_______(填物质名称)作指示剂。
③反应后溶液中碘的含量为_________ g·L^－1。
④甲同学认为在滴定前应微热溶液，以排除溶液中溶解的O₃和O₂，不然会使滴定结果偏_____(填“低”或“高”)。

如图是某研究性学习小组设计制取氯气，并以氯气为反应物进行特定反应的装置。

（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是： a→          →           →d。
（2）实验开始时先点燃A处酒精灯，打开旋塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处酒精灯。Cl₂通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl(g)，发生反应的化学方程式为              。
（3）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此时B中的现象是     ，B的作用是     。
（4）用量筒量取20 mL E中溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl₄，盖好玻璃塞（如图），振荡，静置于铁架台上，等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是        (填“上层液”或“下层液”)，再装入如图所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是        (同上)。

（5）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由         。

将氯气用导管通入较浓的NaOH和H₂O₂的混合液中,在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现。这是因为通气后混合液中产生的ClO^-被H₂O₂还原,发生剧烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出。进行此实验,所用的仪器及导管如下图。

编号	①	②	③	④	⑤	⑥
仪器及 导管				(一个)	(一个)	橡皮管

根据要求填写下列空白:
（1）组装氯气发生器时,应选用的仪器及导管(填写图编号)是           。
（2）实验进行中,按气流方向从左到右的顺序,气体流经的各仪器及导管的编号依次是           。
（3）仪器①的橡皮塞上应有           个孔,原因是         。
（4）实验时,仪器①中除观察到红光外还有           现象。
（5）实验需用约10% H₂O₂溶液100 mL,现用市售30%(密度近似为1 g·cm^-3)H₂O₂来配制,其具体配制方法是               。
（6）实验时仪器①中ClO^-与H₂O₂反应的离子方程式是                 。

甲同学探究NO₂的氧化性；设计了如下实验装置：

（1）该装置的明显缺陷是：________________________。
（2）实验开始后，发现Zn溶解，但未发现有气体逸出，同学猜想可能是因为HNO₃被还原生成NH₄^＋
写出反应的离子方程式：__________________，如何验证该猜想：_______________。
（3）重新调整HNO₃浓度后，发现A中有红棕色气体逸出，设计实验，证明NO₂具有氧化性（药品任意选择，合理即可）

步骤	现象	结论
取少量C中反应后的溶液 置于试管中，__________	__________	NO2具有氧化性

（4）乙同学对甲的实验结果产生质疑，提出假设：
假设一：NO₂氧化了SO₃^2－
假设二：HNO₃氧化了SO₃^2－
问题1：假设二_____（“是”或“否”）合理，
理由：___________________（用化学方程式回答）
问题2：若要验证NO₂具有氧化性，你的实验方案是：_____________________。

（每空2分，共10分）某同学学习过元素周期律、元素周期表后，为了探究同主族元素性质的递变规律，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该同学完成实验报告。
Ⅰ．实验目的：探究同一主族元素性质的递变规律。
Ⅱ．实验用品：碘化钠溶液、溴化钾溶液、溴水、氯水、四氯化碳。
仪器：（1）        ；（2）         。(请填写两件主要的玻璃仪器)
Ⅲ．实验内容：

序号	实验方案	实验现象
①	将少量氯水滴入盛有适量KBr溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	滴入氯水后，溶液由无色变为橙色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②	将少量溴水滴入盛有适量NaI溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡	滴入溴水后，溶液由无色变为黄色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫色

Ⅳ．实验结论：（3）_________________________________。
Ⅴ．问题和讨论：
①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因：（4）                       。
②由于F₂如同Na过于活泼，很难设计一个简单的置换反应实验验证其氧化性强弱。试列举一项事实说明F的非金属性比Cl强：（5）                        。

某科研小组用MnO₂和浓盐酸制备Cl₂时，利用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请写出SO₂与过量NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。
（2）吸收尾气(Cl₂)一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在的阴离子有OH^－和    、_____。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO₂的影响)
① 提出合理假设。
假设1：只存在SO₃^2-
假设2：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^－；
假设3：_____________。
②要证明假设1是否成立，设计实验方案，进行实验。请写出实验以及预期现象和结论。限选实验试剂：3mol·L^－1H₂SO₄、1mol·L^－1NaOH、0．01mol·L^－1KMnO₄、淀粉-KI溶液。

实验	预期现象和结论

 

某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。
实验原理：CH₃CH₂Br + NaOHCH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O
实验过程：组装如图所示装置，检查装置气密性，向烧瓶中注入10mL溴乙烷和15mL饱和氢氧化钠乙醇溶液，微热，观察实验现象。一段时间后，观察到酸性KMnO₄溶液颜色褪去。

（1）甲同学认为酸性KMnO₄溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应，生成了乙烯；而乙同学却认为甲同学的说法不严谨，请说明原因：                          。
（2）丙同学认为只要对实验装置进行适当改进，就可避免对乙烯气体检验的干扰，改进方法为：                       。
改进实验装置后，再次进行实验，却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。该小组再次查阅资料，对实验进行进一步的改进。
资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99％，而消去反应产物仅为1％。
资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快。
资料三：溴乙烷的沸点：38．2℃。
（3）结合资料一、二可知，丙同学改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显的原因可能是_______，此时发生反应的化学方程式为：                      。
（4）结合资料二、三，有同学认为应将实验装置中烧瓶改成三颈烧瓶并增加两种仪器，这两种仪器是①          。②            。

某实验小组用如图所示装置进行实验以探究Fe^3＋、Cl₂和SO₂的氧化性强弱（夹持仪器已略）。

（1）按图连接好装置，检查装置的气密性后添加药品：向A装置的分液漏斗中加入浓盐酸，在圆底烧瓶中加入固体KMnO₄；向B装置中加入10 mL FeCl₂溶液，棉花浸润________溶液；在C装置的分液漏斗中加入70%的硫酸，向圆底烧瓶中加入固体Na₂SO₃。
（2）打开弹簧夹K₁～K₄，通入一段时间N₂，再将T形导管插入B中，继续通入N₂。通入一段时间N₂的目的是__________________。
（3）关闭K₁，K₃，K₄，打开活塞a 和K₂，逐滴加入浓盐酸，A装置中发生反应的方程式为___________。
（4）当B中溶液变为棕黄色时，停止滴加浓盐酸，夹紧K₂，打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，分别取1 mL溶液滴入_______（填试剂名称）和铁氰化钾溶液可以证明其中含有Fe^3＋和Fe^2＋。此时B中发生反应的离子方程式为____________。
（5）打开K₃和活塞c，逐滴加入70%的硫酸，当B中溶液颜色逐渐变为_____色，停止滴加70%的硫酸，夹紧K₃，打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，并检验其中的离子。此时B中发生反应的离子方程式为______________。
（6）结合实验现象判断Fe^3＋、Cl₂、SO₂氧化性由强到弱的顺序为___________。

(13分)某研究性学习小组用下图装置进行SO₂与FeCl₃溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在       中，再加水稀释。
（2）下列实验方案适用于在装置A中制取所需SO₂的是      。
a．Na₂SO₃固体与浓硝酸         b．Na₂SO₃固体与浓硫酸
c．CaSO₃固体与稀硫酸         d．碳与热的浓硫酸
（3）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择      。
a．蒸馏水                   b．饱和Na₂SO₃溶液
c．饱和NaHSO₃溶液           d．饱和NaHCO₃溶液
（4）往FeCl₃溶液中通入足量SO₂，反应的离子方程式为                   。
（5）能表明SO₂的还原性强于I^－的反应现象为__________________。
（6）装置E的作用为________________。
（7）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证C中SO₂与Fe^3＋发生了氧化还原反应，取C中的溶液，分成两份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入少量酸性KMnO₄溶液，紫红色褪去。
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。
上述方案不合理的是         ，理由是                        。

为探究H₂O₂、SO₂、Br₂氧化性强弱，某小组同学设计如下实验（夹持及尾气处理装置已略去，气密性已检验）。

实验操作	实验现象
ⅰ．打开A中分液漏斗活塞，滴加浓硫酸	A中有气泡产生，B中红棕色溴水褪色，C中有白色沉淀
ⅱ．取C中沉淀加入盐酸	C中白色沉淀不溶解
ⅲ．打开B中分流漏斗活塞，逐滴滴加H2O2	开始时颜色无明显变化；继续滴加H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色

（1）A中发生反应的化学方程式是_______________________
（2）甲同学通过C中产生白色沉淀，得出结论，氧化性：H₂O₂>SO₂。
①乙同学认为不能得出此结论，认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作，该操作是_____________。
②丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是____________
③将乙和丙同学改进后的方案进行实验，C中产生白色沉淀，得出结论：氧化性H₂O₂>SO₂。
（3）ⅲ中滴入少量H₂O₂没有明显变化。提出假设：
观点1：H₂O₂的量少不能氧化Br^―
观点2：B中有未反应的H₂SO₃
为验证观点2，应进行的实验操作及现象是___________________________________
（4）通过上述全部实验，得出结论：H₂O₂、SO₂、Br₂氧化性由强到弱的顺序是________。