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

某研究性学习小组的同学探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：
（1）写出反应②的离子反应方程式__________________________________________。
（2）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，反应④的总化学方程式是_____________________________________。
（3）乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备 FeCl₃•6H₂O晶体，是将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl₃•6H₂O晶体，而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是__________________　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）丙同学设计如下方案测定甲同学所制得的绿矾晶体中结晶水含量，其方法过程如下
①称取mg己研细的新制得的绿矾晶体，称量的方法是___________
a．直接将晶体放置于天平托盘上所垫的纸片上称量
b．将晶体置于干燥的坩埚中，然后再按a中操作进行称量
c．将晶体置于己准确称量的干燥坩埚中，然后再按a中操作进行称量
②在氮气流环境中加热坩埚中晶体使其失去全部结晶水后再停止加热，并仍在氮气流环境下冷却。放在氮气流中加热与冷却的原因是____________________________
③将坩埚放在天平上进行称量，称得质量为n₁g
④重复②、③的操作，称得的质量为n₂g，表明不需要再加热再称量的依据是________
⑤下表数据来是该同学实验报告中的数据，试求出晶体中X=_______

实验编号	坩埚质量	坩埚与晶体总质量	加热后坩埚与固体总质量
1	11．2g	25．1g	19．2g
2	11．2g	25．1g	18．8g
3	11．2g	25．1g	18．9g

某同学用如图一所示的装置来探究CO₂、SO₂与澄清石灰水的反应，结果通入CO₂可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO₂没有看到浑浊现象。经过思考分析，该同学改用图二的装置，将气体收集在注射器中，缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中，结果都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象，且通入SO₂产生的现象明显比通入CO₂快。

（1）若锥形瓶内装的是亚硫酸钠，写出锥形瓶内反应的化学方程式：______________
______________________________。
（2）对比分析两组实验，你认为用图一装置实验时，通入SO₂不能出现浑浊的原因可能是____________________________________。写出此时试管内发生反应的总化学方程式：____________________________________。
（3）用图二装置实验时，以相同速率通入CO₂或SO₂，SO₂产生浑浊再变澄清的现象比CO₂快，其原因是___________________________________________。
（4）用图一进行SO₂与石灰水反应的实验时，为防止SO₂污染空气，应用盛有过量浓烧碱溶液的容器吸收SO₂，写出容器内发生反应的离子方程式：____________________。

化学兴趣小组同学运用类比学习的思想,探究过氧化钠与二氧化硫的反应。小组同学改进了右图所示的装置进行实验(已知制取SO₂的反应为H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O)。充分反应，B中固体由淡黄色变为白色(Na₂O₂完全反应)，将带火星的木条插入试管C中，木条复燃。试回答下列问题：

(1)请你完成装置改进的措施和理由：
①措施：在A、B之间加一个干燥管，
理由_____________________________；
②措施：_________________________________，
理由______________________________________。
(2)某同学推断该白色固体为Na₂SO₃，则其所类比的化学反应是_____________________(用化学方程式表示)。任何的推论都要经过检验，请完成对白色固体的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L^-1HCl、6 mol·L^-1HNO₃、NaOH稀溶液、蒸馏水、1 mol·L^-1 BaCl₂溶液。
①    提出合理假设：
假设1：　　　　                 　　　；假设2：　　　　                 　　　；
假设3：　　　　                 　　　；
②      设计实验方案证明你的假设，并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
…

化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的实验方案作研究。甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中，不发生反应。他们向容器底部缓缓鼓入氧气，溶液慢慢变蓝色，若在溶液中置一些铂丝，反应速率明显加快。此时，其他组的同学提出方案如下：

（1）甲组实验可用一个化学反应方程式表示为    ，使反应变快的可能原因是              。
（2）在五个方案中，科学性有错的是           组方案，经济性最差的是              组方案。
（3）可持续发展的原则要求化工生产①能耗尽量低，这应排除使用              组方案；②无污染，这应排除              组方案。
（4）相对能耗低，污染小的是              组方案。该给从反应器中排出的溶液中（含有少量H₂SO4以抑制水解）取得产品的实验操作步骤应为              、              、              ，对取得产品后残留物质的处理方法是                       。

某化学研究性学习小组探讨Fe³⁺和SO₃^2-之间发生怎样的反应，请你一起参与并协助他们完成实验。
⑴提出猜想：
甲同学认为发生氧化还原反应，其反应方程式为                          ；
乙同学认为发生双水解反应，其反应方程式为2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe(OH)₃(胶体)+3H₂SO₃； …… 
⑵实验验证：
丙同学设计了下列实验来探究反应的可能性。
①为了检验所用Na₂SO₃是否变质，应选用的试剂是                     。
②取5mLFeCl₃溶液于试管中，逐滴加入Na₂SO₃溶液至过量，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色（无气泡产生，也无沉淀生成）。
③将②溶液分成两等份，其中一份加入稀盐酸至过量，再加入BaCl₂稀溶液，有白色沉淀生成；另一份滴入几滴KSCN溶液，溶液变成血红色。
⑶得出结论：
①根据丙同学的实验得出的结论是：                                    ；
②实验③中溶液变成血红色的离子方程式为                           。
⑷拓展探究：
①丁同学在FeCl₃溶液中加入Na₂CO₃溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的离子方程式是                                   。
②从形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大，其可能的原因除SO₃^2－水解能力较CO₃^2－小外，还有                                                     。

(12分)某兴趣小组在研究性学习中设计了如下实验来探究Fe与H₂SO₄反应的过程，装置如下图所示。实验步骤：①在烧瓶中加入80% H₂SO₄；②将提拉式铁丝插入溶液中，观察到先有少量气泡，后停止的现象；③加热烧瓶至有较多量气体产生时停止加热，品红试液颜色褪去烧瓶中溶液变为棕黄色。④一段时间后KMnO₄/H⁺颜色不再变浅，但NaOH溶液中仍有气泡逸出，在导管口处可以点燃该气体。烧瓶中液体变为浅绿色。根据以上实验回答：

（1）在步骤②中现象说明                                                 ；
（2）在步骤③中，品红褪色的原因是                                        ；
(3)写出步骤④中，使溶液变为浅绿色的可能原因（用离子方程式表示）                        ；                                           ；
（4）设计实验证明反应后的溶液中有Fe²⁺：                                   。

某同学为了探究该校化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液，可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证。
[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡。[查阅资料]中学化学实验室常见的黑色粉末有氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉等。
[提出假设]黑色粉末是                    ，无色溶液是           。（只写一种假设）
[设计实验]

实验操作	实验现象	实验结论

 

中学教材高中化学第一册有如下图1所示的铜与浓硫酸反应实验装置，该实验过程中会有二氧化硫气体放出，污染室内空气，严重地损害师生健康．为此某课外小组对此实验进行如图2所示的改进，改进的实验操作简单现象明显，并且几乎无二氧化硫气体泄漏。实验步骤如下：
 
图1                                   图2
①首先按装置图安装仪器，安装仪器时，在支管胶塞的铁丝构上挂一片品红试纸。
　　②向试管中加入约10毫升的浓硫酸，加热（在加热浓硫酸时，将铜片向上提起，铜片先不要伸入浓硫酸中），当加热至沸腾时，把铜片放下，使其完全浸入浓硫酸中，反应即刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起，离开浓硫酸，反应就停止了。
回答下列问题：
（1）如图2所示，铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有：　                 ；
（2）塑料袋作用是：　　　　　　　　　　　　　　　　；
（3）为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境，可进行的操作是：                                    ；相关的离子方程式是：               。

稀薄燃烧是指汽油在较大空气/燃比（空气与燃油气的体积比）条件
下的燃烧。随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的
重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NO_x转化为
N₂。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。
（1）稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是                  （填一项）。排放到大气中的NO_x会导致酸雨、            等环境问题（填一项）。
（2）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能。

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。为比较不同催化剂的催化性能，
需要测量并记录的数据是               。
（3）若某一催化剂能同时催化NH₃等还原性气体与NO_x的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NO_x的两种气体：①纯NO气体，②汽车尾气。消耗NH₃的物质的量较多的可能是      （填字母），原因是                。
A.①                      B.②                    C.都有可能

某研究小组进行与NH₃有关的系列实验。
（1）从下图中挑选所需仪器，画出制取干燥NH₃的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画)，并标明所用试剂。

（2）将NH₃通入溴水中，有N₂生成，反应的化学方程式为                    。

某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中"铜与硝酸反应"实验，以探究化学实验的绿色化。

（1）实验前，关闭活塞，试管中加水至浸没长导管口，塞紧试管和的胶塞，加热。其目的是。
（2）在中加适量溶液，中放一小块铜片，由分液漏斗向中加入2浓硝酸。中反应的化学方程式是。再由向中加2 mL蒸馏水，中的实验现象是。

方案	反应物
甲	、浓
乙	、稀
丙	、、稀

（3）右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是。理由是。
（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性。操作步骤为，实验现象为；但此实验的不足之处是。

资料显示不同浓度的硫酸与锌反应时，
 硫酸可以被还原为SO₂，也可被还原为氢气。为
了验证这一事实，某同学拟用下图装置进行实验
(实验时压强为10lkPa，温度为0℃)。
(1)若在烧瓶放入1.30g锌粒，与c mol／L H₂SO₄
反应，为保证实验结论的可靠，在洗气瓶中
加入1mol／L NaOH溶液的体积V≥_______mL，
量气管的适宜规格是_____________mL。    (选填：200,400,500)。
(2)若1.30g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重l.28g ，则发生反立的化学方程式
为：________________________________________
(3)若烧瓶中投入ag锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g．量气瓶中收集裂VmL气体，则有：ag／65g·mol^－1＝bg／64g·mol^－1＋V mL / 22400 mL·mol^－1，依据的原理是；
____________________________________________________________________________。
(4)若在烧瓶中投入d g锌，加入一定量的c mol／L 浓硫酸V L，充分反应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的气体中，n(H₂)/n(SO₂)＝_______________(用含字母的代数式表示)。

某校三个研究性学习小组对“葡萄糖溶液与新制的氢氧化铜悬浊液作用得到的砖红色沉淀是Cu₂O”提出质疑。
（1）甲小组认为红色沉淀不一定是Cu₂O，为此展开了确定红色沉淀成分的研究。
步骤一：提出假设：：                                                      。
步骤二：查阅资料。得出：① +1价的铜在酸性条件下易发生自身氧化还原反应；
② 在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。
步骤三：设计方案、实验。

A．取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化

B．取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣

C．取该红色沉淀ag，在空气中充分灼烧至完全变黑，放在干燥器里冷却， 再称重，反复多次至固体恒重，称得质量为bg，比较a，b的关系

D．取该红色沉淀装入试管里，加入酸化的硝酸银溶液，观察是否有银白色

沉淀析出。
你认为合理的方案是（填字母）               。
（2）乙小组针对甲小组的假设，另设计如如下图装置进行验证。

若按乙组装置定性检验上述红色沉淀成分，可根据                     现象的发生与否即可判断。
若按乙组装置定量测定上述红色沉淀的成分，你认为理论上应该测定下列哪些物理量            （填序号）。
①通入氢气的体积；②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；④实验前干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后干燥管质量
该实验装置中距实际可行性方面存在的缺陷有                            
                                                          （请写出两点）。

废旧塑料回收和利用是减轻“白色污染”、实现资源再利用的有效途径之一。某兴趣小组进行如下探究：
【实验课题】废旧聚丙烯塑料热分解主要产物的探究
【查阅资料】①石蜡热分解的产物为常温下的气态烃和液态烃
②CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O
③苯甲酸能溶于苯
【实验设计】

 
【实验记录】
①B装置试管中有液态物质生成；②C中溴水的颜色变浅；③E装置中黑色氧化铜变红；④F装置中无水硫酸铜变蓝。
【问题讨论】请你参与实验设计的评价和实验结果的分析：
（1）经分析得知B装置试管中的液态产物是甲苯和苯的混合物。若要除去其中的甲苯，实验操作方法是                                           ；
（2）C装置的作用是                     ；
（3）如果不设置D装置，对实验结论产生的影响是                  ；
（4）甲同学认为从C中出来的气体是氢气，乙同学认为还可能有其它成分。你认为其他成分可能是 
           。为完善实验设计，请在上图方框内画出装置图并注明其中盛放的试剂名称。

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应中气体产物的成分进行了研究。
【提出假设】 该反应中的气体产物可能是CO或者是CO₂和CO的混合物。
【查阅资料】 氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。
【设计方案】 如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉充分反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

 
试回答下列问题：
(1) 按上图连接装置，如何检查该装置的气密
性                                              。
(2) 广口瓶内盛放的试剂为        ，其作用
为                                     。
(3) 实验开始时，应先打开弹簧夹2一段时间后关闭，同时打开弹簧夹1；再点燃酒精喷灯，理由是
                                     ；                                            。
(4) 称取3.20 g氧化铁、2.00 g炭粉混合均匀，放入质量为48.48 g的硬质玻璃管中；待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24 g。经进一步测定得知参加反应的氧元素质量为0.96 g。从而确认该反应的气体产物是CO₂和CO的混合物，理由是              。根据数据处理结果判断，反应产生的气体中n（CO₂）: n（CO）＝         ，
(5) 有同学根据实验得出的结论，认为应对实验装置进一步完善，你认为应作如何改进？
                                                                      。