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

黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS）进行如下实验探究。
[实验一]：测定硫元素的含量
I．将mg该黄铁矿样品（杂质中不含硫和铁）放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通人空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为：

Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

问题讨论：
（1）I中，甲瓶内所盛试剂是＿＿＿＿＿＿＿＿溶液。乙瓶内发生反应的离子方程式有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）Ⅱ中。所加HO溶液需足量的理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
[实验二]：设计以下实验方案测定铁元素的含量

问题讨论：
（4）②中，若选用铁粉作还原剂。你认为合理吗?＿＿＿＿＿＿＿＿。若不合理，会如何影响测量结果：＿＿＿＿＿＿＿＿（若合理，此空不答）。
（5）③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有＿＿＿＿＿＿＿＿。
（6）④中高锰酸钾溶液应放在＿＿＿＿＿滴定管中；判断滴定终点的现象为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了系列实验。
（1）用下图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水反应）。反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当                                                             
时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应。
（2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如下实验：准确称取一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成的气体体积，计算出铁粉的转化率。
①收集并测量气体体积应选右图中的________装置（填A或B）。
②称取0.24g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出。若室温下氢气密度约为0.088g/L，最好选用　    规格的量筒（选填字母序号）
　　A.100mL         B.200mL          C.500mL        D.1000mL　
③收集的气体体积为VL，铁粉的转化率为　　　　　　　。
（3）为了证明反应后的固体混合物中含有＋3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解、过滤。向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色。在下表中填写滴加KSCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释（可以不填满）。

	现象	结论与解释
可能①
可能②

 

某课外活动小组设计了以下实验方案探究Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：

（1）测定NO的体积：

①从上图所示的装置中，你认为应选用    装置进行Ag与浓硝酸反应实验。
②选用如上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是
3→             （填各导管口编号）。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置_______（“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
（2）测定硝酸的物质的量：反应结束后，从上图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L^－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，第一次滴定前后的滴定管中液面的位置如右图所示。请将读数填到表格的相应位置：

	滴定前读读数/mL	滴定后读数/mL
第一次
第二次	0.10	18.00
第三次	0.20	18.30

依据表格的数据计算出在B容器中生成硝酸的物质的量为          mol。
（3）气体成份分析：
若实验测得NO的体积为93.0mL（已折算到标准状况），则Ag与浓硝酸反应过程中     
（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是                                        。

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物。探究过程如下：
查阅资料：Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO
提出假设：假设1：红色粉末是Fe₂O₃；假设2：红色粉末是Cu₂O；
假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
I．设计实验：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN 试剂。
（1）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体　　                        ，写出发生反应的离子方程式：
                                                                   
                                           　                     
II．探究延伸：经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
（2）实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO₄·5H₂O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	4.7	5.5	2.4
沉淀完全pH	6.7	9.4	3.7

设计实验方案：

可供选择试剂：

A．氯水

B．H2O2

C．NaOH

D．Cu2(OH)2CO3

试回答：①试剂1为            ，试剂2为           (填字母)。 
②固体X的化学式为           。③操作I为                    。
（3）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为      　　　    。

已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色，现在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴液溴，振荡后溶液呈黄色。
（1）甲同学认为这不是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的微粒是：______ （填粒子的化学式，下同）；乙同学认为这是发生化学反应所致，则使溶液呈黄色的微粒是_________；
（2）如果要验证乙同学判断的正确性，请根据下面所提供的可用试剂，用两种方法加以验证，请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂：

A．酸性高锰酸钾溶液	B．氢氧化钠溶液	C．四氯化碳
D．硫氰化钾溶液 E．硝酸银溶液 F．碘化钾淀粉溶液

实验方案	所选用试剂（填代号）	实验现象
方案一
方案二

（3）根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，则首先被氧化的离子是______     ，相应的离子方程式为                                         ；

某研究性学习小组拟通过铜银合金与浓硝酸的反应，测定该合金的组成。考虑到NO₂的聚合，该小组同学查阅到下列资料：
17℃、1.01×10⁵Pa，2NO₂(g)N₂O₄(g) 的平衡常数K＝13.3，该条件下密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时c(NO₂)="0.0300" mol·L^－1。
⑴此时平衡混合气体中c(N₂O₄)＝     （保留两位有效数字，下同）。
⑵17℃、1.01×10⁵Pa时，将12.44g合金放入足量浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合气体5.00L。
①根据平衡体系中NO₂和N₂O₄的物质的量浓度，计算5.00L气体中NO₂、N₂O₄的物质的量分别为     、     。
②计算合金中银的质量分数。

（J4分）
二氧化锰（MnO₂）与浓盐酸混合加热可得到氯气、氯化锰等，下图是制取并探究Cl₂化学性质的装置图。

（1）已知锰元素的常见化合价为+7、+6、+4、+2，写出圆底烧瓶中反应的化学方程式
                     。
（2）A中m管的作用是               ，装置F的作用是              。
（3）若要得到干燥纯净的气体，则B中应盛放的试剂是         。
（4）E中若装有FeCl₂溶液，反应的离子方程式为                ；E中若装有淀粉碘化钾溶液，能观察到的实验现象是                          。
（5）实验中发现：浓盐酸与Mn0：混合加热生成氯气，稀盐酸与Mn0：混合加热不生成氯气。针对上述现象，化学小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论，并设计了以下实验方案：
a．稀盐酸滴入MnO₂中，然后通人HCl气体，加热
b．稀盐酸滴人MnO₂中，然后加入NaCl固体，加热
c．稀盐酸滴入MnO₂中，然后加入浓硫酸，加热
d．Mn0₂与NaCl的浓溶液混合，加热
e．浓硫酸与NaCl固体、MnO₂固体共热
①实验b的目的是             ；实验c的目的是                   。
②实验现象：a、c、e有黄绿色气体生成，b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是                       。

某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。
（1）该小组同学加热生石灰与氯化铵的混合物制取干燥的氨气。

①应该选用的仪器及装置有（填字母）       。
②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为           。
（2）该小组同学设计如图16所示装置探究氨气的还原性。

①氨催化氧化的化学方程式为              。
②若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为     。
（3）该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。
①甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。再选择合适的方案并说明原因。
②检验产物中有NH₄⁺的方法为                           。

某班学生在老师指导下探究氮的化合物的某些性质。
（1）同学甲在实验室利用下列装置（后面有图）制取氨气和氧气的混合气体，并完成氨的催化氧化。
A中加入浓氨水，D中加入碱石灰，E内放置催化剂(铂石棉)，请回答：
①仪器B的名称：__________。B内只需加入一种固体试剂，该试剂的名称为_________，B中能产生氨气和氧气混合气体的原因(结合化学方程式回答)_                 __。
②按气流方向连接各仪器                                     （填接口字母）

（2）同学乙拟用甲同学得到的混合气体X(NO及过量的NH₃)，验证NO能被氨气还原并测算其转化率（忽略装置内空气的影响）。装置如下：

①装置C的作用可能是 ____________。
②若进入装置A的NO共268.8mL（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下190.4 mL N₂，则NO的转化率为             。
（3）N₂O₃是一种新型硝化剂。一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₃可发生下列反应：2N₂O₃+O₂4NO₂(g)；△H>0，下表为反应在某温度下的部分实验数据:

t/s	0	500	1000
c(N2O3)/mol·L^－^1	5.00	3.52	2.48

 
计算在t=500s时，NO₂的反应速率为                     。

(14分)三草酸合铁酸钾晶体K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸

A．1．0 mol·L^-1HNO3

B．1．0 mol·L^-1盐酸

C．1．0 mol·L^-1 NaOH

D．3%H2O2（E）、 0．1mol·L^-1KI（F）、 0．1 mol·L^-1CuSO4（G）、 20％KSCN（H）、澄清石灰水（I）、氧化铜（J）、蒸馏水（K）。

（1）要验证产物中有CO₂、CO存在的试剂________应选（按先后顺序把所选试剂的代号字母填入空格内。）
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中CO₃^2-的方法是                    。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设；假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3：FeO和Fe。
②设计实验方案证明假设
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体。
步骤2：将步骤1中的不溶固体产物加入1．0mol·L^-1盐酸中。
步骤3：将步骤1中的不溶固体产物加入足量的0．1 mol·L^-1CuSO₄中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1．0 mol·L^-1盐酸，再加入20％KSCN，最后加入3％H₂O₂。
③实验过程（填写下表的空格）

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体	固体产物部分溶解
步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量将步骤1中的不溶固体，充分振荡	（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设           成立。 （2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成．则证明有     存在。
步骤3：继续步骤2中的(2)，进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN	结合步骤2中的（2）： （1）若溶液基本无色，则假设（1）成立 （2）若           ，则假设     成立

某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，并从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识有关催化剂的催化机理等问题。

（1）甲同学其实验操作为：预先使棉花团浸透乙醇，并按下图搭好实验装置；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。
请回答以下问题：
①被加热的铜丝处发生的反应的化学方程式为________。
②从A管中可观察到                               实验现象。
（2）乙同学研究乙醇氧化的实验并验证其产物，组合一套实验装置（图中的夹持仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源），仪器中盛放的试剂为：a－无水乙醇（沸点：78 ℃）；b－铜丝；c－无水硫酸铜；d－新制氢氧化铜悬浊液。
①若要保证此实验有较高的效率，还需补充的仪器有___________。
理由____________。
②实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是__________________________。
③装置中，若撤去高锰酸钾加热部分并用夹子夹K，其它操作不变，则无水硫酸铜无明显变化，其余现象与②相同，推断燃烧管中主要反应的化学方程式______________________________。

某化学课外活动小组进行了一系列“带火星的木条复燃”的实验，实验装置如下图。

（1）甲组同学探究“使带火星木条复燃时O₂的体积分数的极限”。将氧气和空气（假定空气中O₂的体积分数为20％）按不同的体积比混合得100mL气体A进行实验，实验记录如下：

回答问题：
①使带火星木条复燃的O₂的体积分数最小（第IV组数据）约为____________。
②用带火星木条检验集气瓶里是否集满O₂，若木条复燃，能否认为集气瓶里的气体一定是纯净的O₂？答：__________（填“能”或“否”）。
③若按照3：2的比例混合O₂和CO₂气体，该混合气体能否使带火星的木条复燃？答：___________（填“能”“否”或“不一定”）。
（2）乙组同学探究“NO₂能否支持燃烧”的问题，设计了如下几组实验，实验记录及结论如下：

编号	制取气体A（下列反应产生的混合气体）	B中的现象	结论
a	在烧瓶中加热适量浓HNO3	充满红棕色气体，木条不复燃，火星熄灭	NO2不支持燃烧
b	加热AgNO3固体	充满红棕色气体，木条复燃	NO2支持燃烧
c	加热Cu(NO3)2固体	充满红棕色气体，木条复燃	NO2支持燃烧

   你认为a、b、c三个结论是否可靠？若不可靠，说明原因；若可靠，则不需说明。
a. ___________，原因是______________________________。
b. ___________，原因是______________________________。
c. ___________，原因是______________________________。

向溴水中加入足量乙醛溶液，可以观察到溴水褪色。对产生该现象的原因有如
下三种猜想：①溴水与乙醛发生了取代反应；②溴水与乙醛发生了加成反应③溴水将乙醛氧化成乙酸。为探究哪一种猜想正确，一研究性学习小组提出了如下两种实验方案：
方案一：检验褪色后溶液的酸碱性
方案二：测定反应前溴水中Br₂的物质的量和反应后Br^-的物质的量
（1）方案一是否可行？     ，理由                                       
（2）假设方案二中测得反应前溴水中Br₂的物质的量为a mol，若测得反应后n(Br^-)=
        mol，说明溴水与乙醛发生了取代反应；若测得反应后n(Br^-)=       mol，说明溴水与乙醛发生了加成反应；若测得反应后n(Br^-)=       mol，则说明溴水将乙醛氧化成乙酸。

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若混合气体中含有氧气，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Fe³⁺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。

（每空2分，共12分）某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出如下的问题，探究。请你协助该小组的同学完成下列研究。

【提出问题】
①Cu的金属活泼性小于Al，Al(OH)₃具有两性，Cu(OH)₂也具有两性吗？
②通常情况下，＋2价Fe的稳定性小于＋3价Fe，＋1价Cu的稳定性也小于＋2价Cu吗？③CuO能被H₂、CO等还原，也能被NH₃还原吗？
【实验方案】
（1）解决问题①需用到的药品有：CuSO₄溶液、＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填试剂），同时进行相关实验。
（2）解决问题②的实验步骤和现象如下：取98g Cu(OH)₂固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量A的质量为72g。向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器还有红色固体存在。据些可推得，A的化学式为＿＿＿＿＿。
（3）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置未画出）：
实验中观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变＿＿＿＿色。同时生成一种对大气无污染的气体。
【实验结论】
（1）Cu(OH)₂具有两性，证明Cu(OH)₂具有两性的实验现象应是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）根据“实验方案（2）”，得出的＋1价Cu和＋2价Cu稳定性大小的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【问题讨论】
（1）有同学认为NH₃与CuO反应生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH₃与CuO反应生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验检验NH₃与CuO反应中生成的红色物质中是否含有A＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。