高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

某学习小组推测SO₂能与强氧化剂Cl₂反应生成SO₂Cl₂，为此进行探究。
【查阅资料】SO₂Cl₂名称是氯化硫酰，常温下是无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
【讨论】（1）SO₂Cl₂中S元素的化合价是        。
（2）实验中制取的SO₂和Cl₂在混合前都必须提纯和干燥。
【实验探究】（1）实验中制得了干燥纯净的SO₂和Cl₂。
（2）按下图收集满Cl₂后，再通入SO₂，集气瓶中立即有无色液体产生，充分反应后，将无色液体和剩余气体分离，分别对无色液体和剩余气体进行如下探究。

Ⅰ.探究反应产物。
向所得无色液体中加入水，立即产生白雾，振荡，静置，得无色溶液。经检验：该无色溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－。证明无色液体为SO₂Cl₂。
（1）SO₂Cl₂与水反应的化学方程式是                 。
（2）验证无色溶液中含有Cl^－的方法是               。
Ⅱ.探究反应进行的程度。
用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再加入BaCl₂溶液，立即产生白色沉淀。
证明SO₂与Cl₂的反应是可逆反应。
阐述证明SO₂与Cl₂是可逆反应的理由             。
【质疑】有同学提出：选修四教材习题中介绍SOCl₂（亚硫酰氯）常温下是无色液体，极易水解，遇潮湿空气也会产生白雾。SO₂与Cl₂反应若还能生成SOCl₂则无法证明生成的是SO₂Cl₂。
SO₂Cl₂与水反应的化学方程式是                 。
小组讨论后认为不会生成SOCl₂，理由是            。

(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：
（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO₃，请选择下列装置设计实验，并完成下表：

选择的装置 (填编号)	实验现象	实验结论
		样品含 NaHCO3

（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m₁g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液。将反应混和物过滤、        (填操作)、干燥、称量为m₂g。该纯碱样品的纯度为             。
（3）该小组同学在0.1 mol/L NaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，测得溶液pH变化如下表

温度(℃)	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

但当温度恢复到10 ℃，测得溶液pH=9.8。
实验2：加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO₃溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)              、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析，加热0.1 mol/L NaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是_____________(答一条)。

某校化学课外研究小组为研究浓硫酸与金属M 反应的气体生成物，进行了下列实验活动：
【提出假设】
假设1：气体生成物只有SO₂；
假设2：气体生成物只有H₂；
假设3：                     。
【实验验证】
实验装置及实验中使用的试剂如图：

（1）在装入药品前，甲同学检查装置A 的气密性，方法是                  。
（2）乙同学通过所学知识排除了上面提出的一个假设，他排除的是假设              ，理由是               。
（3）如果实验中观察到装置B 中溶液褪色，装置F 和装置G 中无明显变化，则假设                   成立，实验测得消耗金属M 和浓硫酸的物质的量之比为1∶2，则在M 的硫酸盐中，M 元素的化合价为              。
（4）如果假设3 正确，填写下表中的实验现象：

（5）装置C 的作用是             ，装置D 的作用是                 。
（6）如果装置A 中放入的金属M 的质量为11．2 g，加入适量浓硫酸，反应完成后，装置B中溶液褪色，装置A 中金属无剩余；反应后G 的质量增加了0．9 g；取少量装置A 中溶液稀释，分为两份，一份滴加KSCN 溶液，溶液变红色，另一份滴加酸性KMnO₄溶液，溶液褪色。如果装置A 中溶液内的金属离子浓度相等，则装置A 中烧瓶内发生反应的总化学方程式是                      。

某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如右图所示。

实验一：电解饱和食盐水。
（1）简述配制饱和食盐水的操作：
（2）电解饱和食盐水的离子方程式为
实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。
相同条件下，电解1 mol·L^一1NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V₁mL气体，同时，在Y处收集到V₂mL气体，停止电解。结果发现V₂＜V₁，且与电解饱和食盐水相比，Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析，导致上述现象的原因有：
i．有部分C1₂溶解于NaCl溶液中；ii．有0₂生成。
（3）设计实验证明有部分C1₂溶解于NaCl溶液中。实验方案为      。
（4）证明有O₂生成并测定O₂的体积。
按如图所示装置进行实验。通过注射器缓缓地将在Y处收集到的V₂mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂）中，最终，量气管中收集到V₃mL气体（设均在相同条件下测得）。

①装置A的作用是    。
②本实验中，观察到   的现象，说明石墨电极上有0₂生成。
③实验中是否需要预先除净装置中的空气？   （填“是”或“否”）。
（5）实验二中，在石墨电极上生成Cl₂的总体积为    mL（用代数式表示）。
实验反思：
（6）由以上实验推知，欲通过电解食盐水持续地获得较纯净的氯气，电解时应控制的条件：
①     ；②      。要进一步证明该推论，还需进行电解不同浓度食盐水的平行实验。

NH₃和NO_x在催化剂作用下可转变为N₂和H₂O，这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法，为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率。(已知：浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。

（1）装置③可以选的干燥剂为：_________(选填序号，下同)；
a．浓硫酸       b．碱石灰       c．无水氯化钙
（2）若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂，你会选择下图_____装置来制取氨气；下图装置C中盛放固体药品的仪器名称是_____。

（3）写出装置⑤中反应的化学方程式_______；该反应中的氧化剂是______。
（4）实验室在用装置D制取较纯NO过程中，先在试管中加入2～3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用__________。
（5）实验完成后，检验装置⑥中NH₄⁺的存在需要浓NaOH溶液和__________试纸。
（6）已知NO与FeSO₄溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO₄，装置⑥中，小段玻璃管的作用是_____；装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽，若氨气未除尽观察到的实验现象是_____。

铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl^-的水样中，探究将NH₄⁺转化为N₂而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH₃ + 6OH^- - 6e^- = N₂ + 6H₂O反应的电极为     （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价    ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl₂，与H₂O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH₄⁺的离子方程式                  。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择    A。

（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；    
假设二：只有HClO；  
假设三：               。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。

实验方案	预期实验结果和结论
配制一定pH、NH4^+和Cl^-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH

（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH₄⁺转化为N₂而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因                。

某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]假设1：气体产物只有SO₂；假设2：_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与金属M反应。

（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H装置后面连上一根导管，然后                          ，则证明装置的气密性良好。
（2）若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显＋2价。写A中发生反应的化学方程式：                       ；
（3）若假设2正确，则可观察到：F管中              ；G干燥管里               。
[实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分，进行如下实验：
称取11．2g金属M放入装置A中，加入一定量的浓硫酸，反应结束后，B瓶里品红溶液褪色，金属没有剩余，拆下G并称重，G增重0．9g。
（4）为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法：         。
（5）将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等，则气体成分及物质的量为           。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式                     。

为研究亚氯酸钠（NaClO₂）吸收SO₂的利用率，某课外小组设计如下图所示实验（加热和夹持装置略去）。

（1）甲装置中发生反应的化学方程式为                  。
（2）当观察到丙装置中                时（填现象），停止实验。
（3）探究亚氯酸钠与SO₂的反应。
①假设SO₂被完全反应，检验乙装置中生成的SO₄^2－和C1^－，应选用的试剂是      （酸性条件下ClO₂^－不干扰检验）。
a．稀硝酸
b．稀盐酸 
c．BaCl₂溶液
d．Ba(NO₃)₂溶液
e．AgNO₃溶液
②完成乙装置中反应的离子方程式：

（4）测定亚氯酸钠的利用率。实验步骤如下：
ⅰ 将乙装置中溶液取出，加入过量KI晶体，再滴入适量稀硫酸，充分反应（ClO₂^－＋4I^－＋4H^＋＝2H₂O＋2I₂＋C1^－）。
ⅱ 将步骤ⅰ所得溶液稀释至100. 00mL，取25.00 mL于锥形瓶中，滴入1~2滴淀粉溶液，用0.500 mol·L^－1Na₂S₂O₃标准液滴定(I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－)。重复进行3次滴定，得Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00 mL。
①步骤ⅱ中将溶液稀释至100.00mL，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、       、       。
②该实验NaClO₂的利用率为          。
（5）实验结束后，课外小组同学经讨论认为：增大SO₂的溶解量，有利于提高NaClO₂的利用率。增大SO₂的溶解量的措施有           （填一种）。

我校高一化学兴趣小组的同学们为探究铁与浓硫酸的反应,设计了如图所示装置进行实验。

（1）实验过程中，观察到B中的实验现象是                ；写出C中发生反应的离子方程式                          。
（2）浓硫酸与足量的铁丝反应一段时间后,若观察到从C中有少量的气泡冒出，此气泡的成分是            。试分析产生该气体的原因                     。
（3）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                      ；
（4）反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究
①提出假设:
假设1:               ；
假设2:              ；
假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。
②已知假设3是正确的，选择合适的试剂，设计实验验证上述假设3，写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:稀HNO₃、氯水、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论
Ⅰ                         ；	；	溶液中存在Fe^3+；
Ⅱ                         。	。	。

 

为了验证木炭可被浓H₂SO₄氧化成CO₂，选用下图所示仪器 (内含物质)组装成实验装置[已知：酸性H₂SO₃>H₂CO₃，Ca(HSO₃)₂溶于水]：

（1）甲中反应的化学方程式为：                          。
（2）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：      接     ，     接      ，      接      。
（3）要检验出CO₂，实验现象是：乙中             ，丙中            。
（4）丁中酸性KMnO₄溶液的作用是                ；丙中品红的作用是                  。

如下图所示是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶中所装试剂为：B（碘化钾淀粉溶液）、C（紫色石蕊试液）、D（FeCl₂溶液）、E（水）。

（1）若A中烧瓶中的固体为MnO₂，液体为浓盐酸，则其发生反应的化学方程式为________________。
（2）F装置的作用为_____________；F装置瓶内宜加入的液体是________________。
（3）实验开始后B中的现象是_______________，C中的现象是________________。
（4）写出D中反应的化学方程式：__________________________________________。
（5）用量筒量取20 mL E中溶液，倒入已检漏的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl₄，盖好玻璃塞，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”)，再装入烧杯中，能使有色布条褪色的是_____________(填“上层液”或“下层液”)。

某校兴趣小组对SO₂与新制Cu(OH)₂悬浊液的反应进行探究，实验如下：

装置	序号	试管中的药品	现象
持续通入	实验Ⅰ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有砖红色沉淀出现，一段时间后，砖红色沉淀消失，静置，试管底部有少量紫红色固体，溶液呈绿色
实验Ⅱ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有黄色沉淀出现，一段时间后，黄色沉淀消失，静置，生成大量白色沉淀，溶液呈绿色

（1）制取新制Cu(OH)₂悬浊液的离子方程式为            。
（2）甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)₂悬浊液，过滤，用蒸馏水洗涤干净。向洗净后的Cu(OH)₂中加入5 mL蒸馏水，再持续通入SO₂气体，现象与实验I相同，此步实验证明：             。检验Cu(OH)₂洗涤干净的方法是          。
（3）同学们对白色沉淀的成分继续进行探究。查阅资料如下：CuCl为白色固体，难溶于水，能溶于浓盐酸。它与氨水反应生成Cu(NH₃)₂⁺，在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH₃)₄²⁺溶液。
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水，得到蓝色溶液，此过程中反应的离子方程式为：CuCl + 2NH₃·H₂O ＝ Cu(NH₃)₂⁺ +Cl^－  + 2H₂O 、        ____________   。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl，实验方案如下：

填写下表空格：

试剂1		试剂2	蒸馏水
现象1		现象2

③写出实验II中由Cu(OH)₂生成白色沉淀的离子方程式：           。
（4）丙同学通过实验证明实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu₂O。完成合理的实验方案：取少量Cu₂O固体于试管中，     _______________      ，则说明砖红色沉淀是Cu₂O。

为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。
实验I：反应产物的定性探究
按下图装置（固定装置已略去）进行实验

（1）A中反应的化学方程式为：                                         。
（2）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是_____________。
（3）实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是           。
（4）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为          。
（5）某同学想用SO₂气体进行喷泉实验（装置如图所示），烧杯中的溶液可以为       （填序号）
a．NaOH溶液        b．饱和NaHSO₃溶液     c．氯水              d． KMnO₄溶液
实验Ⅱ：反应产物的定量探究
（6）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，3次实验平均消耗该Na₂S₂O₃溶液V mL。若反应消耗铜的质量为ag，则硫酸铜的产率为             （已知：2Cu²⁺+4I^－＝2CuI+I₂，2S₂O₃^2－+I₂＝S₄O₆^2－+2I^－）。

(12分)(NH₄)₂SO₄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】(NH₄)₂SO₄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A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N₂排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N₂。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO₄^2-。
（1）仪器X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0.2000mol/L NaOH溶液      
b．用0.2000mol/L NaOH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B内溶液吸收气体的物质的量是________mol。
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N₂排尽空气后，于400℃加热装置A至(NH₄)₂SO₄完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N₂。观察到装置A、D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D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
（4）检验装置D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－的实验操作和现象是__________。
（5）装置B内溶液吸收的气体是____________。
（6）(NH₄)₂SO₄在400℃分解的化学方程式是_____________。

(15分)节日期间因燃放鞭炮会引起空气中SO₂含量增高，造成大气污染。实验小组同学欲测定空气中SO₂的含量，并探究SO₂的性质。
I．某实验小组同学拟用下图所示简易装置测定空气中SO₂的含量。
实验操作如下：按图连接好仪器，检查装置气密性后，在广口瓶中盛放足量的H₂O₂水溶液，用规格为20mL的针筒抽气100次，使空气中的SO₂被H₂O₂水溶液充分吸收(SO₂+ H₂O₂=H₂S0₄)。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体0.233mg。

（1）计算所测空气中SO₂含量为_______mg·L^-1。
（2）已知常温下BaS0₃的Ksp为5.48x10^-7,饱和亚硫酸溶液中c(S0₃^2-)=6.3x10^-8{mol·L^-1。
有同学认为以上实验不必用H₂O₂吸收SO₂，直接用O.1mol·L^-1BaCl₂溶液来吸收S0₂即可产生沉淀。请用以上数据分析这样做是否可行________________.
U．另一实验小组同学依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被C1₂氧化生成SO₂C1₂。
用如图所示装置收集满C1₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（3）写出二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式____________________.
（4）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子(除OH^-外)只有S0₄^2-、C1^-，证明无色液体是SO₂C1₂。
写出SO₂C1₂与H₂O反应的化学方程式_______________________________________.
（5）研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液。产生白色沉淀。
①该白色沉淀的成分是_____________.
②SO₂和C1₂生成SO₂C1₂的反应________可逆反应(填“是”或“不是”)，阐述理由___________.