高中化学探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质试题

(15分)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，排除装置中的空气，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中发生反应的化学方程式为_____________。如果没有装置C，对实验结论造成的影响是_______________________________。
（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_________________。

研究性学习是综合实践活动重要的组成部分,注重培养学生的问题意识。某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气，进行了下述实验，请参与探究并回答相关问题。
[实验目的]验证臭氧的氧化性强于氧气。
[实验原理]2KI＋O3＋H2O===2KOH＋I2＋O2，淀粉溶液遇单质碘变蓝色。
[实验用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计。
[实验步骤]
①取a溶液与碘化钾溶液混合。
②取两片用滤纸剪成的纸条，在a和碘化钾的混合液中湿润后分别置于两块洁净的玻璃片上。
③将一块玻璃片(Ⅰ)置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧。将另一块玻璃片(Ⅱ)置于可控温度的温箱里，尽量地使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等。
④观察现象并进行记录：

时间/min	0	15	30	45	60	90	120
滤纸的 颜色 变化	玻璃片(Ⅰ) 上的滤纸	白色	白色	灰色	浅蓝色	蓝色	蓝色	浅蓝色
玻璃片(Ⅱ) 上的滤纸	白色	白色	白色	白色	灰色	灰色	浅蓝色

请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识，回答下列问题。
（1）实验药品中的a溶液是________溶液。
（2）写出在臭氧消毒柜中产生O3的化学方程式：___________________________。
（3）整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是____________________。
（4）从实验数据记录可以得出的结论是________(填序号)。
A．空气中可能也有一定浓度的O3，所以实验数据不可靠，不能达到实验目的
B．氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C．O3的氧化性比O2强
D．O3不仅氧化I－的速率比氧气快，而且有漂白作用
（5）在O3氧化KI的反应中，若有24 g O3发生反应，则转移电子的数目为________。

某课外兴趣小组对H₂O₂的分解速率做了如下实验探究。
（I）下表是该小组研究影响过氧化氢（H₂O₂）分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mL H₂O₂制取150mL O₂所需的时间（秒）

①研究小组在设计方案时。考虑了浓度和                   因素对过氧化氢分解速率的影响。
②上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响            。
（Ⅱ）将质量相同但聚集状态不同的MNO₂分别加入到5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：

催化剂（MNO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合 不振荡	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5分钟
块状	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂发生的化学反应方程式                                      。
②实验结果说明催化剂作用的大小与                               有关。

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_____。

某班学生分成甲,乙两小组分别探究硫，氮及其化合物的性质：
（一）甲组同学用下列装置来探究浓硫酸与木炭粉加热反应并验证反应所产生的各种产物。

（1）装置甲中盛放浓硫酸的仪器a名称是_______________，
装置甲中仪器b中发生反应的化学方程式为______________________________________
（2）实验中可观察到装置乙中，A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。
A瓶溶液的作用是__________________________________________________，
B瓶溶液的作用是__________________________________________________，
D瓶溶液的现象是__________________________________________________。
（二）乙组同学用下列装置来证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，

B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。
（1）实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的                 。
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为________________________________________________________________。
（3）装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是                           。
（4）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________。
（5）装置D的作用是_____________________________________________________。

某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然
氨气具有还原性，氨气能否象H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室用装置A可快速制取氨气，写出反应的化学方程式                        。
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：

（2）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是                  。
（3）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH₃与CuO反应的化学方程式                              。
（三）问题讨论
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是红色粉末，在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O：                                。
（5）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu₂O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g Cu（OH)₂固体，加热到80℃~100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A。冷却后称量，A的质量为72 g。
据此可推得A为          ，请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式                     ，由此得到的结论是                                                   。

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            。

（1）探究一溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，甲、乙两位同学分别设计如下两个实验方案：
甲：向反应混合物中滴入稀HNO₃中和NaOH，后滴入AgNO₃溶液，若有浅黄色沉淀，则可以证明发生了消去反应。
乙：向反应混合物中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应。请评价上述两个方案是否合理，并说明理由。
甲：_________，______________________________________________________。
乙：_________，______________________________________________________。
（2）如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置．根据题意完成下列填空：

①写出制取硝基苯的化学方程式_______________________。
②长玻璃导管的作用是_______________________。
③硝基苯有毒，如果少量的液体溅在皮肤上，应用            擦洗．

A．苯

B．酒精

C．硫酸

D．水．

（3）某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验．

甲和乙两个水浴作用不相同．甲的作用是                        ；
乙的作用是______________。

漂白液、漂白粉和漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池及环境的消毒剂。它们在生产、生活中有广泛应用。某实验小组同学看到一则报道：某造纸厂误将槽车中漂白液（NaCl和NaClO的混合液,其中有效成分为NaClO）倒入盛放饱和KAl（SO₄）₂溶液的池中，造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
（1）小组成员甲同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测，漂白液中ClO^－具有氧化性。进行如下实验：
Ⅰ．取10 mL漂白液，依次加入Na₂SO₃溶液和BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅱ．另取10 mL漂白液，加入品红溶液，发现溶液红色逐渐变浅，一段时间后褪为无色。
Ⅲ．再取10 mL漂白液，加入品红溶液，加入少量稀硫酸酸化后，观察溶液红色立即变为无色。
①由实验Ⅰ得出ClO^－具有氧化性，写出相关反应的离子方程式__________________。
②对比实验Ⅱ和Ⅲ说明ClO^－氧化性与溶液酸碱性的关系是____________________。
（2）小组成员乙同学依据（1）中的实验提出：漂白液在酸性溶液中有Cl₂生成，为此进行如下实验：
首先，他利用pH计分别测得漂白液pH>7，饱和KAl（SO₄）₂溶液pH<7。然后用下图所示的装置继续实验，探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl₂。

①在测定漂白液pH的实验中，乙同学没有选择pH试纸的理由可能是__________；
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式__________________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl（SO₄）₂溶液，预计只有观察到以下现象__________，才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl₂。
（3）为了进一步了解漂白液生产和保存的实际意义，小组其他成员还研究漂白液的稳定性，他们查阅资料，下图是30℃时，pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化图：

①分析分解速率v（Ⅰ）与v（Ⅱ）的大小关系，原因是         
②4d～ 8d,Ⅰ中v（NaClO）=           mol/(L·d)（常温下漂白液的密度约为1g / cm³，且溶液体积变化忽略不计，结果保留2位有效数字。） 

已知2NO₂(g)N₂O₄（g) ΔH（298K）=-52.7kJ·mol-1，某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验：
Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体。

请回答：
（1）A中的现象             ，B中的现象                         ；
（2）由此可知，降低温度，该化学平衡向     （填“正”或“逆”）反应方向移动；
（3）该化学反应的浓度平衡常数表达式为           ，升高温度，该反应中NO₂的转化率将        （填“增大”、“减小”或“不变”）。
Ⅱ．在三支容积均为30cm³针筒中分别抽入10cm³NO₂气体，将针筒前端封闭。
（1）将第二支针筒活塞迅速推至5cm³处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深。
①推进针筒后颜色变深的原因是                         ；
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是                          ；
③由此实验得出的结论是                    。
（2）将第三支针筒活塞拉至20cm³处，该同学观察到的现象是                ；在此过程中，该反应的化学平衡常数将         (填“增大”、“减小”或“不变”，下同），NO₂的转化率将    。

为探究亚硫酸钠的热稳定性，某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热，并利用受热后的固体试样和下图所示的实验装置进行实验。请回答下列有关问题：

（1）查阅资料：无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解，且分解产物只有硫化钠和另外一种固体。如果加热温度低于600℃，向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量， 在滴加稀盐酸的整个过程中HSO₃^—的物质的量浓度变化趋势为            ；
（2）如果加热温度为700℃，向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量，观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀，且有大量气泡产生，则反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为           ；此时在B、C两装置中可能观察到的现象为              。
（3）在（2）中滴加足量盐酸后，烧瓶内除Cl^—外，还存在另一种浓度较大的阴离子（X）。为检验该阴离子（X），先取固体试样溶于水配成溶液，然后按以下两种实验方案检验阴离子（X），你认为合理的方案是        （填“甲”或“乙”），请说明另一方案不合理的原因                 。
方案甲：取少量试样溶液于试管中，先加稀HNO₃，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明该离子存在。
方案乙：取少量试样溶液于试管中，先加稀HCl，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明该离子存在。
（4）写出Na₂SO₃固体加热到600℃以上分解的化学方程式              。

（a）铁元素在人类生活中扮演着非常重要的角色，不仅仅是重要的建筑材料，也是人体必须的微量元素。每年钢铁的腐蚀带来巨大的经济损失。某校研究小组在实验室中模拟钢铁在自然环境下的腐蚀，设置如下装置，几天后观察结果：

请回答下列问题：
（1）请比较以上三个装置中右侧导管中红墨水的高度：        ＞        ＞        。请写出A装置中，钢铁锈蚀时正极反应的电极反应式                    。
（2）钢铁的防腐有重大的意义，生活中常将金属制品放在干燥处或者涂上矿物油予以保护，现请你从电化学角度设计一种方法保护下图中钢铁以免被腐蚀，请将下图完成：

（b）下面是一种常见补铁药品说明书中的部分内容：该药品含Fe²⁺：33%～36%，不溶于水但能溶于人体中的胃酸，与Vc（维生素C）同服可增加本品吸收。某乙同学采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定该药品是否合格，反应原理为：
5 Fe²⁺+8H⁺+MnO₄^－="5" Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
准确称量上述药品10．00g，将其全部溶于试剂1中，配制成1000mL溶液，取出20．00mL，用0．0200mol/L的KMnO₄溶液滴定，用去KMnO₄溶液12．00mL。
（3）该实验中的试剂1是           （填序号）。
A．蒸馏水    B．稀盐酸    C．稀硫酸    D．稀硝酸
（4）请简述判断滴定终点的现象：                             。
（5）请通过计算，说明该药品含铁量是否合格           （填“合格”或“不合格”）（Fe的摩尔质量为56g/mol）

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（1）提出假设①该反应的气体产物是CO₂；②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是               。
（2）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完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

（3）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。
请写出该反应的离子方程式：                       。
（4）实验步骤
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为                      。
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：                 。
（6）实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                   。
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：               。

某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如图所示。
    
实验一：电解饱和食盐水。
（1）配制饱和食盐水所需的玻璃仪器有：烧杯、量筒、                  。
（2）电解饱和食盐水的化学方程式为                 。
实验二：电解不饱和食盐水及产物分析。
相同条件下，电解1mol·L^-1 NaCl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Cl₂溶于NaCl溶液中；ⅱ.有O₂生成。
（3）设计实验证明有部分Cl₂溶于NaCl溶液中。实验方案为：取少量                   电极附近溶液，                         。
（4）证明有O₂生成并测定O₂的体积。按如右图所示装置进行实验，通过注射器缓缓地将在Y处收集到V₂mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂NaOH溶液)中，最终，量气管中收集到V₃mL气体(设V₁、V₂、V₃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O₂生成。
③实验中是否需要预先除尽装置中的空气？             （填“是”或“否”）。
（5）实验二中，在石墨电极上产生的Cl₂的总体积为         mL（用代数式表示）。

实验小组为探究SO₂的漂白性和还原性，设计了以下实验。
完成下列填空：
（1）．实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫，有下列三种硫酸溶液，应选用         (选填编号)，其理由是                                 。
a．98%浓硫酸       b．70%硫酸        c．10%稀硫酸
І．漂白性
（2）．用如图所示装置(气密性良好)进行实 验，观察到如下现象：ⅰ中红色褪去、

ⅱ中无变化。
①足量碱石灰的作用是             。
②从实验中可知使品红的水溶液褪色的 微粒可能是                       。
（3）．实验小组进一步实验如下：取等量相同浓度
的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量Na₂SO₃固体和NaHSO₃固体，两支试管中的品红都褪色，于是得出结论：使品红褪色的微粒肯定是HSO₃^–或SO₃^2–。你认为这一结论是否正确                    ，理由是                      。
ІІ．还原性
（4）．将SO₂通入FeCl₃溶液中，使其充分反应。
①SO₂与FeCl₃反应的离子方程式是         ，如何检验该反应所得含氧酸根离子               。
②实验中观察到溶液由黄色变为红棕色，静置一段时间，变为浅绿色。
已知：红棕色为FeSO₃(墨绿色难溶物)与FeCl₃溶液形成的混合色；Fe³⁺可氧化SO₃^2–。
则②中红棕色变为浅绿色的原因是                                      。