1、第 1 节 碳的多样性第 1 课时 多种多样的碳单质和广泛存在的含碳化合物课后篇巩固提升A 组 基础巩固1.航天科学技术测得,三氧化二碳(C 2O3)是金星大气层的成分之一 ,其化学性质与 CO 相似。下列有关 C2O3 的说法正确的是( )A.C2O3 和 CO2 是同素异形体B.C2O3 和 CO 的燃烧产物都是 CO2C.C2O3 和 CO 都是酸性氧化物D.C2O3 和 CO2 都是碳酸的酸酐解析 据同素异形体的概念知 A 项错;由于 C2O3、CO 中的碳分别为+3 价、+2 价,均没有对应价态的碳的含氧酸,故都不是酸性氧化物;碳酸的酸酐只有 CO2;而 C2O3、CO 化学性质相似
2、,燃烧均生成碳的最高价氧化物 CO2。答案 B2.下列关于金刚石、石墨和 C60 的说法中,正确的是( )A.它们为同一种物质B.互为同素异形体C.具有相同的结构D.金刚石和石墨的相互转化是物理变化解析 金刚石、石墨和 C60 是碳元素的三种不同的单质 ,互为同素异形体。答案 B3.当分别向下列物质中滴加醋酸时,会产生相同气体的是( )大理石 钟乳石 贝壳 水垢 白云石A. B.C. D.解析 大理石、钟乳石、贝壳、水垢、白云石的主要成分中均含有 CaCO3,分别滴加醋酸时,均产生 CO2 气体。答案 D4.中国科学家以 CO2 为碳源,钠为还原剂,在 470 、80 MPa 下合成金刚石,具
3、有深远意义。下列说法不正确的是( )A.由 CO2 合成金刚石是化学变化B.金刚石是氧化产物C.金刚石是碳的一种同素异形体D.钠元素发生氧化反应解析 由题意可知,CO 2 与 Na 反应时 +4 价的碳被还原为金刚石(0 价),故金刚石是还原产物,B项错误。答案 B5.有 A、B 两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入一定量的 Na2CO3 和NaHCO3,A、B 中分别装有足量的相同浓度的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是( )A.侧管中装入 Na2CO3 的气球膨胀速率大B.若加入等质量的 Na2CO3 和 NaHCO3,最终两气球体积不同C.最终两试
4、管中 Na+、Cl -的物质的量一定相同D.反应完全后两溶液中溶质种类不同解析 碳酸钠和盐酸反应分步进行,先生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳,所以 A 装置的气球膨胀速率慢 ,故 A 错误; 若加入等质量的 Na2CO3 和 NaHCO3,则碳酸钠的物质的量小于碳酸氢钠,最终碳酸氢钠对应的气球体积大,故 B 正确; 由于 Na2CO3 和NaHCO3 的物质的量不确定,所以 Na2CO3 和 NaHCO3 中钠离子的物质的量不一定相同,故 C错误;由于盐酸足量,所以完全反应后两溶液中的溶质都是 NaCl 和 HCl,故 D 错误。答案 B6. 导学号 50534093 将 10
5、6 g 的 Na2CO3 和 84 g NaHCO3 都充分加热后,再分别与足量的盐酸反应。下列说法错误的是( )A.消耗盐酸一样多B.放出 CO2 的总量一样多C.后者生成的 NaCl 是前者的一半D.后者消耗盐酸是前者的一半解析 Na2CO3 和 NaHCO3 均为 1 mol,加热时,Na 2CO3 不反应,NaHCO 3 分解生成 Na2CO3,放出CO2,然后与盐酸反应时,前者消耗的盐酸是后者的二倍,生成的 NaCl 也是后者的二倍。整个过程中两者放出的 CO2 都是 1 mol。答案 A7.用 20 mL 2 molL-1 的 H2SO4 溶液与 20 mL 3 molL-1 的
6、Na2CO3 溶液反应来制取 CO2,欲制得最多的 CO2,则下列操作正确的是( )A.把 20 mL Na2CO3 溶液缓缓滴加到 20 mL H2SO4 溶液中B.把 20 mL H2SO4 溶液缓缓滴加到 20 mL Na2CO3 溶液中C.把两种溶液快速混合并不断搅拌D.把两种溶液缓慢混合并不断搅拌解析 由于 C 转化为 CO2 的过程为 C HC CO2,故当试剂的量一定时,将2-3 2-3 -3Na2CO3 溶液滴入 H2SO4 溶液中时,C 可以立即转化为 CO2 气体放出,此种情况下产生的气2-3体最多。答案 A8.为除去下列物质中少量的杂质(括号内), 请写出所加的试剂或操作
7、 ,并写出相应的化学方程式:(1)Na2CO3 固体(NaHCO 3): , 。 (2)NaHCO3 溶液(Na 2CO3): , 。 (3)NaCl 溶液中混有少量 Na2CO3: , 。 (4)NaOH 溶液中混有少量 Na2CO3: , 。 解析 (1)Na2CO3 固体加热不分解 ,而 NaHCO3 加热分解,所以可用加热的方法;(2)Na 2CO3 溶液中通入足量的 CO2 能反应生成 NaHCO3;(3)Na2CO3 溶液中滴加盐酸能反应生成 NaCl;(4)Na2CO3 溶液中加入适量的 Ca(OH)2 溶液能反应生成 NaOH。答案 (1)加热至不再有气体产生 2NaHCO 3
8、 Na2CO3+CO2+H2O(2)通入足量的 CO2 Na 2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3(3)滴加盐酸至不再有气泡产生 Na 2CO3+2HCl 2NaCl+CO2+H2O(4)加入适量的 Ca(OH)2 溶液 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH9.Na2CO3 和 NaHCO3 是两种常见的钠盐。(1)下列关于 Na2CO3 和 NaHCO3 性质的说法中,正确的是( )a.常温下,Na 2CO3 在水中的溶解度比 NaHCO3 小b.相同质量的 Na2CO3 和 NaHCO3 分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生 CO2 前者多c.可用 Ca(OH)2 溶液
9、鉴别 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液d.等物质的量的 Na2CO3 和 NaHCO3 与足量盐酸反应产生的 CO2 一样多(2)实验室利用下图所示装置进行 Na2CO3 和 NaHCO3 热稳定性对比实验。则物质 A 是 ,写出上述实验中所发生反应的化学方程式: 、 ; (3)若要除去碳酸钠溶液中的少量碳酸氢钠,请用化学方程式表示除杂的原理 : 。解析 (1)常温下,Na 2CO3 在水中的溶解度比 NaHCO3 大,a 错误 ;相同质量的 Na2CO3 和NaHCO3 分别与足量盐酸反应,在相同条件下产生 CO2 后者多,b 错误;Na 2CO3 溶液和NaHCO3 溶液分别与 C
10、a(OH)2 溶液发生反应都能产生 CaCO3 白色沉淀,故不能用 Ca(OH)2 溶液进行鉴别,c 错误;等物质的量的 Na2CO3 和 NaHCO3 与盐酸完全反应,由于二者含有的碳原子的物质的量相同,所以反应产生的 CO2 一样多,d 正确。(2)Na 2CO3 稳定,受热不分解,而NaHCO3 不稳定,受热会发生分解反应,所以在套管实验中进行 Na2CO3 和 NaHCO3 热稳定性对比实验,应该把 Na2CO3 放在外管中 ,将 NaHCO3 放在内管中,通过观察与试管连接的澄清石灰水是否变浑浊来证明二者的稳定性的大小,物质 A 是 Na2CO3;实验中所发生反应的化学方程式是 2N
11、aHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O。(3)若要除去碳酸钠溶液中的少量碳酸氢钠,可根据 NaHCO3 与 NaOH 发生反应产生碳酸钠来达到目的 ,该反应的化学方程式为 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O。答案 (1)d(2)Na2CO3 2NaHCO 3 Na2CO3+CO2+H2OCa(OH)2+CO2 CaCO3+H2O(3)NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O10. 导学号 50534094 某实验小组拟用 50 mL NaOH 溶液吸收 CO2 气体,制备Na2CO3 溶液。为防止通入的 CO2 气体过量而生成 NaH
12、CO3,设计了如下实验步骤:用 25 mL NaOH 溶液吸收 CO2 气体至 CO2 不再溶解;小火煮沸溶液 12 min;在得到的溶液中加入另一半(25 mL) NaOH 溶液,使其充分混合。此方案能制得较纯净的 Na2CO3。( 第一步的实验装置如下图所示)(1)将块状大理石加入试管中的正确方法是 。 (2)写出两步反应的化学方程式: 、 。 (3)装置 B 中盛放的试剂是 ,作用是 。 (4)有人认为将实验步骤的顺序对调,即先混合再煮沸更合理 ,你认为对吗? ( 填“对”或“不对”),理由是 。 解析 向试管中加入块状固体颗粒,为防止打破试管,一般采用的方法是:将试管横放,用镊子把固体
13、颗粒放在试管口,将试管慢慢竖起,使固体颗粒缓慢滑至试管底部。答案 (1)将试管横放,用镊子把块状大理石放在试管口,将试管慢慢竖起 ,使块状大理石缓慢滑至试管底部(2)NaOH+CO2 NaHCO3 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O(3)饱和 NaHCO3 溶液 除去 HCl(4)不对 若不加热除去溶液中溶解的 CO2 气体,则实验 中加入的 NaOH 溶液有一部分会与 CO2 气体反应,使 NaOH 溶液不能完全转化成 Na2CO3,使所得溶液中混有 NaHCO3B 组 能力提升1.不能够区分碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法是( )A.加热B.与等体积等浓度盐酸反应的剧烈程度C.与氯化钙
14、溶液反应的现象D.与澄清石灰水的反应现象解析 碳酸氢钠受热易分解,而碳酸钠受热不能分解,因此加热时,观察是否有使澄清石灰水变浑浊的气体放出可鉴别,故 A 可行;相同浓度的盐酸与碳酸钠、碳酸氢钠分别反应,碳酸氢钠与盐酸反应快,加盐酸时的反应现象不同,可鉴别,故 B 可行; 碳酸钠与氯化钙溶液反应,而碳酸氢钠与氯化钙溶液不反应,反应现象不同,可鉴别,故 C 可行; 碳酸氢钠、碳酸钠与澄清石灰水的反应现象相同,均生成白色沉淀碳酸钙,不能鉴别,故 D 不可行。答案 D2.某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应,消耗 H+和产生 CO2 的物质的量之比为 65,则该混合物中碳酸盐与碳酸氢盐的物
15、质的量之比是( )A.11 B.14 C.13 D.12解析 设二价金属(R)的碳酸盐 (RCO3)的物质的量为 n1,其碳酸氢盐 R(HCO3)2的物质的量为n2,则:RCO3+2HCl RCl2+CO2+H2On1 2n1 n1R(HCO3)2+2HCl RCl2+2CO2+2H2On2 2n2 2n2由:解之得: 。12=12答案 D3.1 mol 过氧化钠与 2 mol 碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )A.Na2CO3 B.Na2O2、Na 2CO3C.NaOH、Na 2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na 2CO3解析 根据
16、化学方程式:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2,2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2;根据计量关系,可知 2 mol NaHCO3 生成 CO2 和 H2O 各 1 mol,Na2O2 只有 1 mol,故其恰好与 CO2 反应生成 Na2CO3 和 O2,气体排出后,只剩余 Na2CO3。答案 A4. 导学号 50534095 某校学生课外活动小组的同学设计如图所示实验装置,用来验证一氧化碳具有还原性。回答下列问题:(1)装置 B 中最适宜的试剂是 ,其作用是 。 (2)装置 C 的作用是 ,若实验中没有装置 C,则不可以证明 CO
17、 具有还原性,原因是 。 (3)装置 D 中黑色固体为 ,反应的化学方程式为 。 (4)根据实验中的 现象,可证明 CO 具有还原性,有关反应的化学方程式是 。 (5)若要根据装置 F 中出现的现象确认一氧化碳具有还原性,应在上图装置 与 之间连接下图中的 装置(填序号) 。 解析 本实验的目的是验证一氧化碳的还原性。装置 A 是 CO2 的发生装置,装置 B 是除去CO2 中混有的 HCl 气体的除杂装置 ,故装置 B 中最好加入饱和碳酸氢钠溶液。装置 C 是CO2 的干燥装置,目的是除去水蒸气,因为碳与水蒸气在加热条件下会反应生成 H2,从而影响CO 性质的验证。经装置 C 干燥后的 CO
18、2 气体在装置 D 中与碳反应生成 CO。CO 在装置E 中与 CuO 反应生成 CO2 和红色的 Cu。若要根据装置 F 中出现的现象确认一氧化碳具有还原性,则必须除去装置 D 中未完全反应的 CO2,故在装置 D 与 E 之间连接一个盛有碱石灰的干燥管。答案 (1)饱和碳酸氢钠溶液 除去 CO2 中混有的 HCl 气体 (2)干燥 CO2 碳和 H2O 反应生成的 H2 也能还原氧化铜 (3)碳 CO 2+C 2CO (4)E 中黑色固体变为红色固体 CO+CuO Cu+CO2 (5)D E 5.如图表示往某 Na2CO3 溶液中滴入稀盐酸产生 CO2 的过程 :(1)写出 A 点以前发生
19、反应的化学方程式: 。 (2)写出 A 点到 B 点发生反应的离子方程式: 。 (3)若某 Na2CO3 溶液中含 m mol Na2CO3,滴入一定量的稀盐酸,恰好使溶液中 Cl-和 HC 的-3物质的量之比为 21,则滴入的盐酸中 HCl 的物质的量等于 mol( 用 m 表示)。 解析 (1)开始加入盐酸时,无气体生成,发生的反应是碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠 ,化学方程式为 Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3;(2)随着盐酸量的增多,碳酸氢钠与盐酸反应,离子方程式为 HC +H+ H2O+CO2;(3)此时溶液中的溶质为氯化钠和碳酸氢钠 ,由原子个数守-3恒知,当 Cl-和 HC 的物质的量之比为 21 时,则钠离子的物质的量为两者之和,说明原碳-3酸钠的物质的量为两者和的 ,所以加入 HCl 的物质的量和原溶液中碳酸钠的物质的量比为122 =4 3,即滴入的盐酸中 HCl 的物质的量等于 m mol。32 43答案 (1)Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3(2)HC +H+ H2O+CO2-3(3) m43