题目内容

15．某同学设计实验探究工业制乙烯原理和乙烯主要化学性质，实验装置如图所示．

（1）工业制乙烯的实验原理是烷烃（液态）在催化剂和加热、加压条件下发生反应生成不饱和烃．已知烃类都不与碱反应．例如，石油分馏产物之一十六烷发生如下反应，反应式已配平：
C16H34$→_{加热、加压}^{催化剂}$C8H18+甲，甲$→_{加热、加压}^{催化剂}$4乙
甲的分子式为C8H16 ；乙的结构简式为CH2=CH2．
（2）B装置中的实验现象可能是溴水褪色．
（3）C装置中的现象是紫色褪色（或变浅），其中发生反应的反应类型是氧化反应．
（4）查阅资料知，乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳．根据本实验中装置D（填序号）中的实验现象可判断该资料是否真实．
（5）C4H10是裂化过程中的产物之一，C4H9Cl共有4种结构
（6）分别燃烧乙烯和甲烷，乙烯产生少量黑烟，原因是乙烯中含碳量高，导致燃烧不完全．

分析 石油裂化属于化学反应，遵循原子个数守恒，C16H34$→_{△}^{催化剂}$C8H18+甲，所以甲分子式为：C8H16；依据方程式：C8H16$→_{△}^{催化剂}$4乙，结合原子个数守恒可知，乙为：C2H4，根据实验装置图可知，A中产生的乙烯与B中的溴水发生加成反应，使溴水褪色，乙烯被高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳，C中溶液也褪色，生成的二气氧化碳使D中的澄清石灰水变浑，装置最后多余的乙烯可以用排水法收集．
（1）依据原子个数守恒判断甲、乙物质；
（2）乙烯含有碳碳双键，能够与溴发生加成反应溴水褪色；
（3）乙烯具有还原性，能够被酸性高锰酸钾氧化；
（4）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；乙烯与溴若发生取代反应，则必然生成溴化氢，溴化氢溶于水显酸性；
（5）先写出烷烃C4H10的同分异构体，然后根据氢原子的种类等于一氯代物的种类来确定；
（6）有机物含碳量越高，燃烧火焰越明亮，烟越浓．

解答 解：（1）石油裂化属于化学反应，遵循原子个数守恒，C16H34$→_{△}^{催化剂}$C8H18+甲，所以甲分子式为：C8H16；依据方程式：C8H16$→_{△}^{催化剂}$4乙，结合原子个数守恒可知，乙为：C2H4，结构简式为：CH2=CH2，
故答案为：C8H16；CH2=CH2；
（2）乙烯含有碳碳双键，能够与溴发生加成反应而使溴水褪色，方程式为：CH2=CH2+Br2→CH3Br-CH3Br，
故答案为：溴水褪色；
（3）乙烯具有还原性，能够被酸性高锰酸钾氧化发生氧化反应：5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2+12MnSO4+28H2O+6K2SO4，导致高锰酸钾溶液褪色，
故答案为：紫色褪色（或变浅）； 氧化反应；
（4）乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳，二氧化碳能够与氢氧化钙反应，反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O，生成碳酸钙沉淀，D中装有澄清的石灰水，可根据D中的实验现象可判断该资料是否真实，
故答案为：D；
（5）分子式为C4H9Cl的同分异构体有：主链有4个碳原子的：CH3CH2CH2CH2Cl；CH3CH2CHClCH3；主链有3个碳原子的：CH3CH（CH3）CH2Cl；CH3CCl（CH3）2；
共有4种情况，
故答案为：4；
（6）乙烯含碳量高于甲烷，所以燃烧火焰明亮而伴有黑烟，
故答案为：乙烯中含碳量高，导致燃烧不完全．

点评 本题考查了乙烯的实验室制法以及产物的检验，熟悉裂化的原理及原子个数守恒规律、乙烯的性质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用．某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析．镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：

试回答下列问题：
（1）在镁铝合金中加入NaOH溶液，写出反应的化学反应方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，固体B的化学式Al（OH）3．
（2）操作Ⅱ包含的实验步骤有：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（3）操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是可以减少晶体的溶解，有利于晶体的干燥．
（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00g，得到固体A的质量为4.95g，硫酸铝晶体的质量为49.95g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）．计算得硫酸铝晶体的化学式为Al2（SO4）3.18H2O．
（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K，553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG曲线见图

已知：失重%=$\frac{加热减少的质量}{原晶体样品的总质量}$×100%．
根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式Al2（SO4）3.3H2O，第三阶段反应化学方程式Al2（SO4）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3SO3↑．
6．硝酸铜是常用的一种无机化学试剂
（1）工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体：

①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在3.2--4.7范围
氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+1.93.2
Cu2+4.76.7
③在滤液蒸发浓缩步骤中，适当加入稀硝酸的作用是抑制加热过程中Cu2+的水解
（2）某研究学习小组将一定质量的硝酸铜晶体【Cu（NO3）2.6H2O】放在坩埚中加热，在不同温度阶段进行质量分析，绘制出剩余固体质量分数与温度关系如图2所示．据图回答下列问题：
①当温度27℃＜T＜120℃时，反应的化学方程式为Cu（NO3）2•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO3）2•3H2O+3H2O
②剩余固体质量为38.4g时，固体成分为【Cu（NO3）2•2Cu（OH）2】当温度120℃＜T＜800℃时，反应的化学方程式为3Cu（NO3）2•3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO3）2•2Cu（OH）2+4NO2↑+O2↑+7H2O （此温度下，HNO3也分解）
③当剩余固体质量为21.6g时，固体的化学式为Cu2O
（3）制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应，反应过程
中有无色气体放出，遇到空气变红棕色．反应的化学方程式是Cu+2N2O4=Cu（NO3）2+2NO↑．
3．某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．在天平上准确称取烧碱样品wg，在烧坏中加蒸馏水溶解
B．在250mL容量瓶中定量成250mL烧碱溶液
C．用移液管移取25.00mL烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂
D．将物质的量浓度为 Cmol/L 的标准盐酸 溶液装入酸式滴定管，调整液面，记下开始刻度数为Vml
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点耗酸体积 V1ml
回答下列问题：
（1）操作中的雏形瓶下垫一张白纸的作用是便于准确判断滴定终点时溶液的颜色变化情况．
（2）操作中液面应调整到零刻度或零刻度以下（稍下）的某一刻度，尖嘴部分应充满溶液无气泡．
（3）滴定终点时锥形瓶内溶液颜色变化是指示剂颜色由黄色变为橙色．
（4）若酸式滴定管没有用标准 润洗，会对测定结果有何影响偏高（填偏高、偏低或无影响，其他操作均正确）．
（5）该烧碱样品的纯度计算式是$\frac{40C（{V}_{1}-V）}{W}%$．
10．实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下（反应需要加热，图中省去了加热装置）：
H2SO4（浓）+NaBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HBr↑
CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O．有关数据见下表：
乙醇溴乙烷溴
状态无色液体无色液体深红色液体
密度/（g•cm-3）0.791.443.1
沸点/℃78.538.459
（1）A中放入沸石的作用是防止液体瀑沸，B中进水口为b（填“a”或“b”）口．
（2）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为平衡压强，使浓磷酸顺利流下
（3）氢溴酸与浓硫酸混合加热发生氧化还原的化学方程式为2HBr+H2SO4（浓）=Br2+SO2↑+2H2O
（4）加热A的目的是加快反应速率，蒸馏出溴乙烷，F接橡皮管导入稀NaOH溶液，其目的是吸收SO2、溴乙烷和溴蒸汽，防止防止空气污染．
（5）图中C中的导管E的末端须在水面以下，其原因是冷却并减少溴乙烷的挥发．
（6）将C中的馏出液转入锥形瓶中，边振荡边逐滴滴入浓H2SO41～2mL以除去水、乙醇等杂质，然后经过操作M，使经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶，加热蒸馏，收集到38～40℃的馏分约9.3g．
①操作M的名称为分液；为了控制38～40℃，加热使用水浴加热法
②从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是49.7%
（乙醇的相对分子质量为46，溴乙烷的相对分子质量为109）
20．用已知浓度的NaOH标准液滴定未知浓度的醋酸溶液，下列操作会导致测定结果偏高的是（　　）
A．以甲基橙为指示剂滴至溶液由红色变橙色
B．滴定前碱式滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失
C．滴定管读数时，滴定前仰视，终点时俯视
D．振荡时锥形瓶中的液滴溅出来
7．一定温度下，反应3Fe（s）+4H2O（g）?Fe3O4（s）+4H2（g），在一密闭容器中进行达平衡后，保持压强不变，充入Ar，其正反应速率C（A．变快 B．不变 C变慢，填字母代号）；该反应向不移（填正移、逆移或不移）．
4．（1）请写出过量铁粉与稀硝酸反应的离子方程式为式3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O；
在标准状况下，当生成2.24L NO气体时，转移电子的物质的量为0.3mol，有0.1mol氧化剂被还原．
（2）将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
1MnO4-+5Fe2++1═Mn2++5Fe3++4H2O
（3）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
2Fe（OH）2+1ClO-+H2O═2Fe（OH）3+1Cl-．
5．下列各组比较，不正确的是（　　）
A．热稳定性：HBr＞HClB．碱性：Al（OH）3＜Mg（OH）2
C．氧化性：O＜FD．还原性：S2-＞O2-

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