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

为探究如何尽可能多的使NO₂被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。

（1）活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO₂、过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂。
①根据反应原理他们选用了相同的装置          （填“图l”或“图2”）分别制取NO₂和O₂。
②写出铜与浓硝酸反应的离子方程式                                   。
③写出过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂时的化学方程式                       。
④收集NO₂的方法是                                               。
（2）活动小组的同学做了如下准备工作：用气囊收集好纯净的O₂，收集了一试管NO₂，用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO₂和O₂的混合气体。
①为了尽可能多的使NO₂被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图3吸收气体时，用气囊通入O₂与直接利用制气装置制取并通入O₂相比，其优点是:
                                                                。
②利用图4吸收气体时，其操作和现象为:
                                                                  。
③若图4中混合气体NO₂和O₂全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为     mol/L（保留两位有效数字）。

(9分)为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO₂的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO₂，准确测量瓶I中溶液吸收CO₂后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空：

⑴图中瓶II的作用是______________________________。
⑵对实验装置尚有如下A、B、C、D四种观点，你认为合理的是________。（填代号）
A．在E处增加CaCl₂干燥管　　　　　   B．在F处增加CaCl₂燥管
C．在E和F两处增加CaCl₂干燥管　　　 D．不必增加干燥管
⑶将插入溶液的管子末端改成具有多孔的球泡（图中的III），有利于提高实验的准确度,   
其理由是__________________________________________。
⑷实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:瓶I溶液增重ag,收集到的气
体体积（标准状况）为bL，该呼出气体中CO₂的体积分数是（列出算式） ___________。
⑸为防止实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，将实验装置如何改进             。

某小组同学欲研究SO₂的性质。
（1）将相关的含硫物质分为如下表所示的3组，第2组中物质X的化学式是　　　　。

第1组	第2组	第3组
S（单质）	SO2、X、Na2SO3、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4

（2）利用下图所示的装置研究SO₂的性质：
（熔点：SO₂－76.1℃，SO₃ 16.8℃；沸点：SO₂－10℃，SO₃ 45℃）

①装置Ⅰ模拟工业生产中SO₂催化氧化的反应，其化学方程式是　　　　　。
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是　　　　　　　；
装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn²⁺，同时pH降低，则该反应的离子方程式是
　　　　　　　　　　　　　。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有70mL 2mol·L^－1NaOH溶液，反应后增重5.12g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是　　　　　　　。

某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙(Ca₃N₂)，并探究其实验式。

（1）按图连接好实验装置，检查装置的气密性的方法是　　　　　　　　　　　　。
（2）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是　　　　　　　　　。
（3）制备氮化钙的操作步骤是①打开活塞K并通入N₂；②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，　　　　　　；④拆除装置，取出产物。
（4）数据记录如下：

直玻管质量m0/g	直玻管与钙的质量m1/g	直玻管与产物的质量m2/g
14.80	15.08	15.15

①计算得到实验式Ca_xN₂，其中x＝　　　　　　。
②若通入的N₂中混有少量O₂，请比较x与3的大小，并给出判断依据：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

无水氯化镁是制备某种催化剂的中间体。某研究性学习小组设计实验方案进行制取无水氯化镁等实验。请填写下列空白。
[实验一]利用下图实验装置（夹持和加热装置省略），在HCl气流中小心加热MgCl₂·6H₂O晶体制取无水氯化镁（无水氯化镁易吸水）。烧瓶中发生的反应为：
NaCl+H₂SO₄（浓）===NaHSO₄+HCl↑

（1）试剂X是         。第二个洗气瓶中的浓硫酸的作用是               
（2）该实验装置存在一个缺陷是                                         。
[实验二]通过下列步骤，测定实验一所得产物中氯元素含量以确定产物是否含有结晶水：
①称取m₁g样品置于烧杯中，充分溶解；
②加入足量硝酸银溶液，充分反应后，过滤；
③洗涤沉淀，干燥至恒重，称得沉淀质量为m₂g。
（3）若步骤③的操作中未洗涤沉淀，将导致测得的氯元素含量       （填“偏高”或“偏低”）
（4）若测得m₁=10.40，m₂=28.70，则所得产品MgCl₂·nH₂O中n的值为      。
[实验三]一定条件下，氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响，设计如下对比实验：

实验序号	氯化镁固体中氯元素含量/%	温度/℃	粉碎方式	催化效果/g·g^-1
1	70.97	20	滚动球磨	3.9×10^4
2	74.45	20	滚动球磨	5.0×10^4
3	74.45	20	振动球磨	5.9×10^4
4	ω	100	振动球磨

       注：催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示
（5）表中ω=               。
（6）从实验1、2可以得出的结论是                              。
（7）设计实验2、3的目的是                                     。

（I）为了探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子的活泼性，甲、乙两位同学分别设计如下甲、乙两方案。
方案甲：实验1：取少量无水乙醚于试管中，加入少量金属钠。
实验2：各取3mL无水乙醚于试管中，分别加入少量等物质的量的苯酚和乙醇，再投入大小相同的钠块。
方案乙：
各取少量等物质的苯酚和乙醇于试管中，均在60℃的水浴加热，待苯酚熔化后，各放入相同大小的一小块金属钠。(已知：苯酚的密度为1.07g/mL)
(1)方案甲设计实验1的目的是                              。
(2)方案乙中观察到：在乙醇中，钠很快与乙醇反应产生气体，溶液保持澄清；在苯酚中，钠块表面有少量气泡，且表面产生白色悬浮物，最后白色悬浮物充满苯酚熔融液。
①实验中观察到的白色悬浮物为           ；
②苯酚熔融液与钠的反应速率不如无水乙醇与钠的反应快，其可能原因有
____________。
（II）某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。

（1）实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象，请写出相应的化学方程式
                                、                                        。
（2）甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是          ；乙的作用是                 
（3）反应结束后，要检验a中乙醇催化氧化的生成物，可加入            浊液并加热，写出该反应化学方程式                                                      
（4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有                 。要除去该物质，可在混合液中加入            （填写字母）。
ａ．氯化钠溶液　　　　　b．苯　　　　 c．碳酸氢钠溶液　　　　d．四氯化碳
然后，再通过　　　　　　（填试验操作名称）即可除去。

某研究性学习小组设想将少量Cl₂通入Fe²⁺和I^-的混合溶液，来探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱。
【提出假设】
假设1：                              ； 假设2：                             ；
假设3：Fe²⁺和I^-的还原性一样强。    
【验证假设】
（1） 利用以下装置进行试验，

实验必需的装置是：A                         (按氯气流向的顺序用序号书写)
（2）实验开始后，控制通入少量氯气，通过观察溶液颜色的变化，       (能或不能)判断反应的先后顺序。
（3）请在下表中填写实验步骤及预期现象与结论。

实验步骤	预期现象与结论
取少量反应的溶液置于A、B两支试管中； 向A试管中滴加                  ； 向B试管中滴加                  ：	① 若                                                    则假设1成立 ② 若                                                    则假设2成立 ③ 若                                                    则假设3成立

（4）该实验成功的关键是控制各反应物的用量。该小组称量1.52gFeSO₄（M=152g/mol）和1.66gKI（M=166g/mol）固体溶于水中，为了验证上述假设，通入的氯气的体积最多不能超过              。（标准状况）
（5）有同学质疑，上述实验只能验证氯气分别与Fe²⁺和I^-反应的速率的大小。并不能证明Fe²⁺和I^-的还原性强弱。于是提出另一验证方案：往KI溶液中滴加          溶液，如果能发生反应，就可证明二者的还原性强弱，该反应的离子方程式是                。

(13分)根据要求完成下列各小题实验目的。（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
　　
　　（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。（已知酸性：亚硫酸＞碳酸）
　　①连接仪器、检验装置气密性、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
　　②铜与浓硫酸反应的化学方程式是___________________________。装置A中试剂是________________。
　　③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是________________________________________________。
　　（2）验证SO₂的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
　　①在（1）①操作后打开b，关闭a。
　　②H₂S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是______________________________________。
　　③BaCl₂溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。　　

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性并生成沉淀的离子方程式__________________________________。
　　④将KOH和Ca(OH)₂的混合物1.3g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再缓缓通入一定量的B气体，实验过程中可得到沉淀的最大质量为1.2g。
　　试计算：原混合物中KOH的质量为_____________g。生成沉淀质量为最大时，消耗B气体（标准状况下）的体积（V）范围是：_____________________________________。

某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去），请回答下列问题：

（1）如何检验如图所示装置的气密性：                            。
（2）该同学认为实验I可通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？        （填“可行”或“不可行”），原因是                      。
（3）实验Ⅲ烧瓶中发生反应的化学方程式是                                   ，打开开关K，产生的气体经验纯后点燃，现象是                          。
（4）实验Ⅱ中量气管中的液体最好是____（填字母编号，下同）
a．浓NaOH溶液    b．氨水    c．煤油    d．饱和氯化铵溶液
该实验剩余的NH₃需吸收处理。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH₃，而且能防止倒吸的有             

（5）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：①将实验装置恢复到室温，②     ，③视线与凹液面最低处相平。
（6）实验Ⅳ获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）

编号	镁铝合金质量	量气管第一次读数	量气管第二次读数
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为__             。

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请根据实验中现象并结合图2中数据回答0到6分钟内哪一段速率最快       。
A： 0—2 分钟     B： 2—4 分钟        C： 4—6分钟
②并请简述速率出现这种情况的其原因：                    
                                                        
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；
原因Ⅲ：____________________________________________________；
原因Ⅳ：Cl^－、SO2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；
原因Ⅴ：_______________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中________________________，实验b中________________________，则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^－对反应具有加速作用。

化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl₂还是FeCl₃”。请你参与探究并回答有关问题：
（1）一位同学用向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe²⁺。①可观察到的实现现象是___________，②反应过程中发生反应的化学方程式是                                                                。
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
Ⅰ．铁有一种化合物称为铁酸盐（含有FeO₄^2-）。
Ⅱ．SCN^－的电子式为
III．氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设：
①第一种假设是：Cl₂可将Fe³⁺氧化为FeO₄^2-，请写出该离子反应方程式__________。
②第二种假设是：____________，提出该假设的理论依据是___________________
                                               

(12分)已知在常用催化剂（如铂、钯）的催化下，氢气和炔烃加成生成烷烃，难于得到烯烃，但使用活性较低的林德拉催化剂[Pd/(PbO、CaCO₃)，其中钯附着于碳酸钙及少量氧化铅上]，可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段，而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述原理设计了一套由如下图所示仪器组装而成的实验装置（铁架台未画出），拟由乙炔制得乙烯，并测定乙炔氢化的转化率。若用含0.020molCaC₂的电石和1.60g含杂质18.7%的锌粒（杂质不与酸反应）分别与足量的X和稀硫酸反应，当反应完全后，假定在标准状况下测得G中收集到的水VmL。试回答有关问题：

（1）装置的连接顺序是a、     、     、     、     、     、     、h（填各接口的字母）。
（2）写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：                   。
（3）D的作用是___________________。
（4）为减慢A中的反应速率，X应选用____________________________。
（5）F中留下的气体除含少许空气外，还有__          __。G所选用的量筒的容积较合理的是_____。
A．500mL               B．1000mL               C．2000mL
（6）乙炔氢化的转化率为（用V来表示）_______________。

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若混合气体中含有氢气，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Fe²⁺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。

(10分)某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。
甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是                               ，说明反应放热。（下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去）

乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①)                     ，(接②)                               ，说明反应放热。
丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是                                  ，说明反应放热，其原因是                                                   。

甲、乙两同学为探究SO₂与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO₃沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）

实验操作和现象：

操作	现象
关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热	A中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀，液面上放略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹，通入N2,停止加热，一段时间后关闭	___________________
从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸	尚未发现白色沉淀溶解

（1）A 中反应的化学方程式是_________________。
（2）C中白色沉淀是__________________，该沉淀的生成表明SO₂具有___________性。
（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。
（4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气中成分共同作用，乙认为是只有白雾参与反应。
①为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_____________;
乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验，B中现象：

甲	大量白色沉淀
乙	少量白色沉淀

检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_____。
（5）合并（4）中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_____________。