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

某研究性学习小组利用下列有关装置对SO₂的性质及空气中SO₂的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是                                           。
（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，再关闭弹簧夹。此操作的目的是               。
（3）实验过程装置B中没有明显变化。实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中。向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀      （填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是                     。
（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO₂具有        性。
（5）装置D的作用是                                                    。
（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种假设成立。可任选下列试剂进行实验：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

实验步骤	实验操作	预期现象与结论
1	取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞	溶液变红
2

（7）另一小组利用装置E进行实验：SO₂性质实验之后,用注射器对实验室内空气进行取样。并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验。请计算该空气中SO₂的体积分数（用含V的代数式表示）          。

(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空气的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是               ；为达到此目的，应进行的操作是            。
（2）在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________________；B中反应的离子方程式为：__________________________。
（3）装置E和F的作用是                      ；实验现象是_____               _。(用化学方程式及必要文字简要描述)
（4）装置D的作用是                                           。

．实验探究：为了研究同周期元素性质递变规律，某同学自己设计了一套实验方案，并动手记录实验步骤和现象如下：(表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，再将一小块金属钠放入其中	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将镁条投入稀盐酸中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将铝条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、AlC1₃溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
实验所用到的玻璃仪器：①       、②      、③       以及胶头滴管、玻璃片等。
（2）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤
实验现象（填A～F）	B

（3）此实验的结论：钠、镁、铝的金属性强弱                         。

(16分)草酸(H₂C₂O₄)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H₂O、CO₂和CO)；H₂C₂O₄＋Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓＋2H₂O。现用H₂C₂O₄进行如下实验：
(一)探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：

A、乙醇     B、                   C、NaOH溶液。
（1）B中盛装的试剂          (填化学式)
（2）A中加入乙醇的目的是                                             。
(二)探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100ml0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是                              (用离子方程式表示)。
(三)用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理： MnO₄^－＋  H₂C₂O₄＋        ＝  Mn^2＋＋  CO₂↑＋  H₂O
（1）配平上述离子方程式。
（2）滴定时KMnO₄溶液应盛装于            (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素

实验组别	c(H2C2O4) /(mol/L)	V(H2C2O4) /ml	c(KMnO4) /(mol/L)	V(KMnO4) /ml	c(H2SO4) /(mol/L)	褪色所需时间	实验 目的
1	0.2	2	0.0025	4	0.12	6＇55＇＇	(a)
0.2	2	0.005	4	0.12	5＇17＇＇
0.2	2	0.01	4	0.12	3＇20＇＇
0.2	2	0.02	4	0.12	9＇05＇＇
0.2	2	0.03	4	0.12	11＇33＇＇
0.2	2	0.04	4	0.12	14＇20＇＇

下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据：
请回答：
（1）实验目的(a)是                  ；
（2）根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO₄溶液浓度的变化关系图像；

（3）若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO₄而不选MnCl₂作为催化剂，其原因是                                   。

氰化物有剧毒，氰化电镀会产生大量含氰化物的废水，该电镀含氰废水中的氰化物主要是以CN^一和[Fe(CN)₆]^3-两种形式存在。研究表明可采用双氧水氧化法处理电镀含氰废水。某化学兴趣小组模拟双氧水氧化法探究有关因素对该破氰反应速率的影晌（破氰反应是指氧化剂将CN^－氧化的反应）。
【查阅资料】
①Cu^2＋可作为双氧水氧化法废水处理过程中的催化剂；
②Cu^2十在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计；
③[Fe(CN)₆]^3-较CN^一难被双氧水氧化，pH越大，[Fe(CN)₆]^3-越稳定，越难被氧化。
［实脸设计］
在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu²⁺的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	实验目的	初始pH	废水样品体积mL	CuSO4溶液的体积/mL	双氧水溶液的体积/mL	蒸馏水的体积mL
①	为以下实验作参考	7	60	10	10	20
②	废水的初始pH对破氰反应速率的影响	12	60	10	10	20
③						10

【数据处理］
实验测得含氰废水中的总氰浓度（以CN^一表示）随时间变化关系如下图所示。

（2）实验①中20——60 min时间段反应速率v(CN^-）= ____mol·L^-1∙min^-1。
【解释和给论］
（3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是______
（填一点即可）。
在偏碱性条件下，含氰废水中的CN^一最终被双氧水氧化为HCO₃^- ,同时放出NH₃,试写出该反应的离子方程式：
（4）该兴趣小组同学要探究Cu²⁺是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设计实脸并验证上述结论，完成下表中内容。
（己知：废水中的CN^一浓度可用离子色谱仪测定）

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论

 

(14分，每空2分)乙醛能与银氨溶液反应析出银。如果条件控制适当，析出的银会均匀地分布在试管壁上，形成光亮的银镜，这个反应又叫银镜反应。银镜的光亮程度与反应条件有关。某课外活动小组同学在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。
Ⅰ．探究银镜反应的最佳实验条件的部分实验数据如下表：

请回答下列问题：
（1）若只进行实验1和实验3，其探究目的是      。
（2）推理当银氨溶液的量为1mL，乙醛的量为3滴，水浴温度为40℃，反应混合液pH为11时，出现银镜的时间范围是    。
（3）进一步实验还可探索     对出现银镜快慢的影响。
Ⅱ．探究对废液的回收处理：银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸，直接排放会污染环境，且造成银资源的浪费。通过查找资料，已知从银氨溶液中提取银的一种实验流程如下：

（4）操作④的方法是把Ag₂S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸，使Ag₂S变成银粉，反应的化学方程式为      。过滤需要用到的玻璃仪器有       (填编号)。

（5）操作④应在       (填实验室设备名称)中进行。
（6）要洗去试管壁上的银镜，采用的试剂是       (填名称)。

某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其实验方案的要点为：①用直流电源电解CuCl₂溶液，所用仪器如下图所示。②在电流强度为IA，通电时间为t min后，精确测得电极上析出铜的质量为m g。

试回答：（1）连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示)：
E接      ，C接        ，        接F。
（2）写出B电极上发生的电极反应式：                           ；
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为                     ，
相应的离子方程式是                          。
（3）为精确测定电极上析出的铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是         (选填下列操作步骤的编号)。
①称量电解前电极质量            ②刮下电解后电极上的铜并清洗
③用蒸馏水清洗电解后的电极      ④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量        ⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子的电量为1.6×10^-19C。试列出阿伏加德罗常数的计算式：N_A=         。

某种硬铝合金是由 Al、Cu、Mg三种金属组成，主要应用于耐热可焊的结构件及锻件。某研究小组欲探究该合金的性质并测定合金中铝的质量分数：
（1）甲同学预测：该合金与10 mol/L硝酸反应时有NO₂气体生成，可能还有NO生成。
查阅资料：常温下，NO₂与N₂O₄混合存在，在低于0 ℃时几乎只有无色的N₂O₄液体或晶体存在。
设计如下装置进行实验。按下图连接装置并检验气密性后，称取5 g 合金放于圆底烧瓶中，并滴加10 mol/L硝酸。

①合金中Cu与稀硝酸反应的离子方程式是          。
②C装置的目的是          。
③能证明有NO₂生成的实验现象是          ，能证明有NO生成的实验操作与现象是          。
④实验进行至A中固体全部溶解后，未检验到有NO生成，甲同学认为硬铝合金与10 mol/L硝酸反应时没有NO生成。乙同学认为不能确定是否生成了NO，需补充操作才能证明，该操作是          。
（2）为测定合金中铝的质量分数，丙同学查阅资料：
部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH

金属离子	开始沉淀时的pH	沉淀完全的pH
Al^3+	3.4	4.7
Cu^2+	4.1	6.9
Mg^2+	9.4	12.4

pH > 7.8时，Al(OH)₃开始溶解，pH > 10.8时沉淀完全溶解。
设计如下方案并进行实验：

①调节pH时，应控制pH的范围是          。
②选用NaOH溶液调节pH，得到溶液B的离子方程式是          。
③Al(OH)₃经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量，质量为8.5g，则该合金中铝的质量分数是          。

(10分)某学生对SO₂与漂粉精的反应进行实验探究：

（1）Cl₂和Ca(OH)₂制取漂粉精的化学方程式是_______________________________________________。
（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是_________________________________________。
（3）现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl^－发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是__________________________。
（4）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因：________________________________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                      。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用      （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水            b．NaOH溶液
c．浓氨水                     d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄
然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为   。
分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是                                         。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是                      （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于            （选填序号）。
a．A之前        b．A-B间          c．B-C间          d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是               。

(10分)某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。
实验一  配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L^－1的醋酸溶液，用0.2 mol·L^－1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题：
(1)配制250 mL 0.2 mol·L^－1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、______和_____。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.200 0 mol·L^－1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗NaOH溶液的体积(mL)	20.05	20.00	18.80	19.95

则该醋酸溶液的准确浓度为____________________。(保留小数点后四位)
实验二  探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸溶液的pH，结果如下：

醋酸溶液浓度(mol·L^－1)	0.001 0	0.010 0	0.020 0	0.100 0	0.200 0
pH	3.88	3.38	3.23	2.88	2.73

回答下列问题：
(1)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是_____________。
(2)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸溶液浓度的减小，醋酸的电离程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
实验三  探究温度对醋酸电离程度的影响
请你设计一个实验完成该探究，请简述你的实验方案___________________。

某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：
（一）制取氧化铜
①往盛有一定量CuCl₂溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液，直至不再产生沉淀，然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中，加热至沉淀全部变为黑色。
②将步骤①所得的黑色沉淀过滤、洗涤，晾干后研细备用。
（1）在实验过程中，若未加入NaOH溶液，直接将CuCl₂溶液转移到蒸发皿中加热，最后也能得到黑色沉淀，试分析其原因_________________________________________________
（2）写出检验步骤②中沉淀是否洗涤干净的操作_____________________________________
（二）为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较，用下图装置进行实验，每次实验时均收集25ml气体，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验数据见下表：

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
③	1.2g	无其他物质	a
④	1.2g	CuO   0.5g	b
⑤	1.2g	MnO2  0.5g	c

（3）写出氯酸钾分解反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目。
（4）上述实验中的“待测数据”是指________________________________________
（5）图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50ml滴定管改造后组装面成，此处用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管
（6）若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差，请结合上表的实验效果数据，在坐标图中分别画出使用CuO、MnO₂作催化剂时产生氧气的体积﹝V(O₂)﹞随时间（t）变化的曲线（注明必要的标识）。

有关含氮化合物的性质实验
(一)某研究性学习小组利用图一装置研究硝酸的性质。实验一、甲同学用下图一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）从A中向U形管中注满稀硝酸后，发生的现象                  。
（2）以下收集NO气体的各种装置中，合理的是        。（填序号，多选不给分）

（3）在100 mL 混合溶液中, HNO₃和 H₂SO₄的物质的量浓度分别是 0．4 mol/L, 0．1 mol/L 向该混合液中加入1．92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu²⁺的物质的量浓度是         。
实验二、乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应
（4）乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象                       。
（5）同学们发现反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分 数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了NO₂气体所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是                       。（填序号，多选不给分）
①加热该绿色溶液，观察颜色变化  
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
④向饱和硝酸铜溶液中通入NO₂气体，观察颜色变化
（二）甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：

（6）写出三位同学实验装置制取氨气原理的化学方程式：                           。
（7）检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）                  。

亚硝酸钠(NaNO₂)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：①NO＋NO₂＋2OH^－=== 2NO₂^-＋H₂O
②气体液化的温度：NO₂为21 ℃，NO为-152 ℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、________、________、________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是______________________________________。
（3）在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是______________________________。
②装置E的作用是__________________________________。
（4）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的离子反应方程式为____________________。
（5）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是__________________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                      。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用            （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水           b．NaOH溶液
c．浓氨水                   d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄ 然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为           。
分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是                              。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是                          （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于            （选填序号）。
a．A之前         b．A-B间        c．B-C间          d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是                           。