专题13碳的多样性1、实验室准备较快地制取氢气，可采用的方法是（）。A．用纯锌与稀硫酸反应B．用纯锌与稀硝酸反应C．用粗锌与稀硝酸反应D．在CuSO4溶液中浸泡过的纯锌与稀硫酸反应。【答案】D【解析】制取氢气不能用氧化性酸，为了加快反应速率可用粗锌，以形成原电池。2、科学家成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于该CO2晶体的说法正确的是（）A．CO2原子晶体与CO2分子晶体互为同素异形体B．CO2原子晶体与CO2分子晶体是同一种物质C．CO2原子晶体硬度大，可用作耐磨材料D．在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化【答案】C3、能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是（）A.甲烷比硅化氢稳定B.碳与SiO2反应生成硅C.硅酸与碳酸钠溶液反应生成碳酸D.高温下SiO2和Na2CO3反应【答案】A【解析】元素非金属性的比较，可以从其气态氢化物的稳定性来比较，也可以从最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较。当然还有其他比较方式。由此看A正确。4、下列所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是( )abcAAlAlCl3Al(OH)3BCuCuSO4Cu(OH)2CSiSiO2H2SiO3DCCOCO2【答案】D【解析】A项,不能一步实现Al(OH)3向Al的转化;B项,不能一步实现Cu(OH)2向Cu的转化;C项,不能一步实现SiO2向H2SiO3的转化,也不能一步实现H2SiO3向Si的转化。5、碳是组成自然界的基本元素之一，在自然界中，不停地转化、循环，构成了生机盎然的物质世界，如下图为自然界中碳的循环图。下列有关分析不合理的是（ ）10\nA．过程①中还可能有另外的含碳物质产生B．碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的C．加速过程②将有利于社会的可持续发展D．只有使图中所示的各转化的总体保持基本平衡，才能维持大气中CO2的含量相对稳定【答案】C【解析】腐生生物在微生物作用下分解，不但能生成CO2，也会生成其他含碳物质，如CH4等，A项正确；据题示可知，碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的，B项正确；加速化石燃料的开发利用不利于社会的可持续发展，C项不正确；只有CO2的释放和消耗保持基本平衡，才能维持大气中CO2的含量相对稳定。6、为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气（CNG）；另一类是液化石油气（LPG）。这两类燃料的主要成分都是（）A.碳水化合物B.碳氢化合物C.氢气D.醇类【答案】B【解析】天然气的主要成分是甲烷，石油气是烃，都是碳氢化合物。7、将SO2通入BaCl2溶液至饱和未见沉淀生成，继续通入某种气体仍无沉淀生成，则该气体可能是（ ）A.CO2B.NH3C.Cl2D.H2S【答案】A【解析】向所得溶液中通入某种气体产生沉淀可能有如下几种情况：碱性气体、氧化性气体、还原性气体（如H2S）。8、当下列的物质分别滴入醋酸时，会产生相同气体的是（ ）①大理石 ②钟乳石 ③贝壳 ④水垢 ⑤白云石A．只有①②③B．只有②④⑤C．只有①③④⑤D．①②③④⑤【答案】D【解析】上述五种物质的成分均为碳酸盐(都含有CaCO3)，分别与醋酸反应时，都会放出CO2气体。9、迄今为止，以下各族元素中生成化合物的种类最多的是（）A．ⅡA族B．ⅢA族C．ⅣA族D．ⅤA族【答案】C【解析】10\n化合物中种类最多的是有机物，有机物是含有碳元素的化合物，而碳元素位于IVA族。10、对于碳及其化合物间转化的说法中，正确的是( )A．大气中CO2含量的剧增，对自然界中碳及其化合物间的平衡没有影响B．木炭燃烧过程中，发生着碳单质、CO和CO2之间的转化C．碳的氧化物间的相互转化不属于氧化还原反应D．含碳的无机化合物和有机化合物之间存在着严格的界限，无机化合物不能合成有机化合物【答案】B11、只用胶头滴管和试管，不用其他试剂就可以区别的下列溶液(浓度均为0.1mol·L-1，)是()A．CaCl2和Na2CO3B．稀盐酸和K2CO3C．Ba(OH)2和NaHCO3D．AgNO3和盐酸【答案】B12、某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物，跟足量的稀盐酸反应，消耗的H＋和生成的CO2的物质的量之比为5∶4，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为（ ）A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．2∶3【答案】D【解析】设碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量分别为x、y，13、为了检验某含有杂质的样品的纯度，现将克样品加热，其质量变为g,，则该样品的纯度（质量分数）是()A．B．C．D．【答案】A【解析】2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O？m(减少)2×8410662x(w1-w2)解得x=，将其带入下式可得：w(Na2CO3)=(w1-x)/w1=，A项正确。14、将足量CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是（）10\n【答案】D【解析】在原溶液体系中同时存在Ca2+、OH—、K+等离子，当往体系中通入二氧化碳气体时，二氧化碳先与OH—反应生成CO32—，而CO32—与Ca2+作用生成CaO3沉淀。根据体系中量的关系，当CaCO3充分反应时，溶液中仍然存在OH—离子，此时继续通入CO2，CO2要先和OH—反应，待两者充分反应后，再通入CO2时才与沉淀CaCO3发生反应，此时CaCO3溶解，直到全部溶解。因此正确选项为D15、向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，结果有晶体析出，对析出晶体的原因分析错误的是()A.相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3B.溶液中溶剂减少了C.溶质质量增加了D.反应过程放热【答案】D【解析】产生沉淀的原因不是产生的碳酸氢钠不溶于水,而是因为碳酸氢钠溶液达到了饱和,不能溶解的碳酸氢钠沉淀了下来。从化学方程式中可以算出,如果有106克碳酸钠参加反应的话,可以生成168克碳酸氢钠.因为原溶液是"饱和"的碳酸钠,反应过程中又消耗了一部分的水。且同温度下,碳酸钠的溶解度要大于碳酸氢钠,所以产生的碳酸氢钠无法全部溶解.就产生了沉淀，D项不正确。16、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。⑴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。⑵设计方案如图11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。图11⑶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：。⑷实验步骤10\n①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。⑸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。⑹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：。【答案】⑴CO2、CO的混合物⑶NH4++NO2—N2↑+2H2O⑷步骤②中是为了排尽空气；步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收⑸2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑⑹①Ba(OH)2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全；M(BaCO3)＞M(CaCO3)，称量时相对误差小。②在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置【解析】（1）根据假设①②可知，假设③应该是CO2、CO的混合物。（3）生成物有氮气，说明是氧化还原反应，反应式为NH4++NO2—N2↑+2H2O。（4）在实验过程中应防止空气参与反应，所以实验前用氮气排尽装置中的空气。实验结束后，为了把生成的气体全部排出，又需要用氮气排尽生成的气体。（5）根据⑤可知生成物CO2的物质的量是，质量是0.88g。根据④可知反应中生成的气体共48.48g+3.2g+2.0g－52.24g＝1.44g，因此CO的质量是1.44g－0.88g＝0.56g，其物质的量是。即CO和CO2的体积之比是1︰1。所以反应式为2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑。（6）氢氧化钙的溶解度小，溶液的浓度低，吸收CO2的效果差。氢氧化钡的溶解度大，吸收CO2的效果要好。且碳酸钡的相对分子质量大于碳酸钙的，称量时误差小。CO有毒，因此要有尾气处理装置。17、CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料．大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物．实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体．下列装置可用于CO210\n气体的提纯和干燥．完成下列填空：（1）用浓盐酸配制1：1（体积比）的稀盐酸（约6mol？L﹣1），需要的玻璃仪器有 （2）上述装置中，A是 溶液，其作用是 ．（3）上述装置中，B物质是 ．（4）一次性饭盒中石蜡和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重①从物质分类的角度分析，石蜡属于有机物中的 类，为了将石蜡从饭盒中溶出，应选用下列试剂中的 ．a．氯化钠溶液b．稀醋酸c．稀硫酸d正已烷②饭盒中的碳酸钙常用稀醋酸将其溶出，试写出其反应的离子方程式 ．【答案】（1）烧杯、玻璃棒、量筒；（2）饱和NaHCO3；吸收HCl气体或吸收酸性气体；（3）无水CaCl2或硅胶或P2O5固体；（4）烃；d；CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO﹣+Ca2++H2O+CO2↑．【解析】（1）配制一定体积比的溶液时，应选用烧杯、玻璃棒和量筒，用量筒量出相同体积的浓盐酸和水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌加速溶解，（2）根据实验所用药品，制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气，除去H2S是可选用酸性KMnO4溶液；试剂B为饱和碳酸氢钠溶液，碳酸氢钠溶液用于吸收HCl气体或吸收酸性气体（3）B是用来除去水份的，但这种干燥剂又不能与CO2反应，可以用无水CaCl2或硅胶或P2O5固体（4）①石蜡是有C、H元素组成烃类混合物，有机物类型为烃；根据实验步骤，为将石蜡和碳酸钙溶出，因为醋酸和碳酸钙反应，稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，可选用稀醋酸溶出碳酸钙，根据相似相容的原理，选择正己烷溶出石蜡，所以d正确；②稀醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳气体和水，反应的离子方程式为：CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO﹣+Ca2++H2O+CO2↑，18、实验室可以选用下图所示的装置，制取二氧化碳气体（混有氯化氢气体、水蒸气）和进行有关实验，回答下列问题：（1）写出制取二氧化碳反应的化学方程式:10\n（2）要验证制得的气体中混有氯化氢气体，应将A装置与E装置连接，写出有关反应的化学方程式:（3）要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的（填装置字母，下同）．（4）要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述装置中选择适当的装置进行连接，连接顺序是:，其中B装置中浓硫酸的作用是:【答案】（1）2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑（2）HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3（3）C（4）AEBD吸收二氧化碳中的水蒸气19、0．4g氢氧化钠恰好与10ml的盐酸完全反应，试求这种盐酸的物质的量浓度是多少？【答案】10mol/L20、在下列条件下能否发生离子反应？请说明理由。(1)CH3COONa溶液与HCl溶液混合。(2)向澄清的Ca(OH)2溶液中通入少量CO2。(3)CuCl2溶液与H2SO4溶液混合。【答案】(1)能反应，因为H＋可与CH3COO－结合生成难电离的弱电解质。(2)能反应，因为Ca2＋和OH－可吸收CO2生成难溶物CaCO3和弱电解质H2O。(3)不能反应，因为CuCl2、H2SO4、CuSO4、HCl均为易溶的强电解质。【解析】(1)CH3COONa在溶液中存在以下电离CH3COONa===Na＋＋CH3COO－，HCl在溶液中存在以下电离：HCl===H＋＋Cl－，H＋可与CH3COO－结合生成难电离的弱电解质CH3COOH。(2)Ca(OH)2电离出的Ca2＋和OH－，可吸收CO2生成难溶物CaCO3和弱电解质H2O。(3)因CuCl2、H2SO4、CuSO4、HCl均为易溶的强电解质，故CuCl2不能与H2SO4反应。21、下图由短周期元素形成的物质之间的转化关系，其中A、D、L为单质，其他为化合物。其中化合物I、J、K中含有两种相同的元素，G和I的反应⑤是一种重要化工生产中的主要反应之一。B常温下为液态化合物，F是一种直线型的非极性气体分子。试回答下列有关问题：(1)以上7个化学反应属于自身氧化还原反应的是(用编号①→⑦填写)(2)在G、J、H中含有相同的元素是______________；(3)J的水溶液和F(填写”能”或”否”)发生反应，其理由是(4)反应⑤的化学方程式是。10\n(5)写出电解溶液H的阴极电极反应方程式是。【答案】（1)③(2)Na(3)能(2分)，较强酸制较弱的酸(4)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(5)2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑【解析】此题没有明显的突破口，需综合分析题给条件。G能与盐酸反应生成H+B+F，说明G为一种的弱酸的含氧盐。结合由B常温下为液态化合物，推出B为是水。J与盐酸反应生成H+K，则J可能是一种不易分解的弱酸的盐。再综合考虑G和I的反应是在高温下进行的一种重要的化工生产中的主要反应，可联想玻璃工业（SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑）。由短周期元素组成物质，可知G：Na2CO3、I：SiO2、J：Na2SiO3、F：CO2、K:H2SiO3或H3SiO4、H：NaCl。G：Na2CO3是CO2和NaOH反应生成，A是Na。逆推反应③,得到E是Na2O2，D是O2，满足题意，E和D是单质。（5）电解NaCl溶液，阴极是阳离子H＋放电，阳极是Cl－放电，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极区域留下了大量的OH－，总方程式是：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑+Cl2↑，总方程式减去阳极反应式即为阴极反应式：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑。22、A、B、C、D、E、G、H、I、J是前20号元素组成中学化学常见的化合物，F、H常温下呈气态，B常温下呈液态，其中F是人类生存不能离开的气态单质，反应③常用于焊接和切割金属，其转化关系如下图，据此回答下列问题：（1）C为四原子的化合物，请写出C的电子式（2）写出反应①的化学反应方程式（3）列出两种E的工业用途和（用化学方程式表示）（4）写出过量的H与D溶液反应的离子反应方程式（5）实验室中选择合适的试剂，可以用下列一套装置中来制取E、F、H三种气体是（）【答案】（1）或10\n（2）CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑20220430（3）2HC≡CH＋5O24CO2＋2H2O；HC≡CH+HCl→H2C=CHCl。(写形成聚氯乙烯或聚乙炔其他合理答案也给分)(4)CO2+OH-=HCO3-(5)B【解析】本题推断应抓住特征物质进行突破，F是人类生存不能离开的气态单质，F为O2，B常温下呈液态，通常为水，反应③常用于焊接和切割金属，E为乙炔，所以A为CaC2，H为CO2，I为CaCO3。O2、HC≡CH和CO2的制备需要用固体液体不加热制气体的装置（注意要形成密封体系），综合的考查气体的制备，一套装置制备多种气体。选B。乙炔用途很广，氧炔焰焊接金属、制备聚氯乙烯塑料等。23、为了测定MgCO3·nH2O中的n值。某同学设计实验如图实验装置：①称量1.0gMgCO3·nH2O晶体，放入广口瓶中加一定量的水。②滴入稀硫酸与MgCO3·nH2O反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，反应后期将温度升到30℃，③用已知浓度的盐酸与烧杯中液体反应测得CO2的总量；④重复上述操作2次。回答下列问题：①b装置的名称是：②第②步中升温至30℃的目的：③少量的CO2与NaOH反应的离子方程式④设通过实验测得每1.0gMgCO3·nH2O产生的CO2平均值为amol，则n值为（用含a的表达式表示）⑤该同学测得的n值偏大（实验过程中无任何操作错误），原因可能是【答案】①分液漏斗②广口瓶内水中溶解的二氧化碳充分逸出，被NaOH吸收③CO2+2OH-=CO32-+H2O④⑤10\n【解析】24、从下列选项中选择适当的字母填入下列横线上：A．过滤 B．聚沉 C．凝胶 D．布朗运动 E．电泳F．丁达尔效应(1)Fe(OH)3胶体呈红褐色，插入两个惰性电极，通直流电一段时间，阴极附近的颜色逐渐变深，这种现象叫________________；(2)光束通过Fe(OH)3胶体，可看到明亮的通路，这种现象叫________；(3)Fe(OH)3胶体中加入硅酸胶体，胶体变得浑浊，这是发生了________；(4)鉴别Fe(OH)3胶体和盐酸的方法是________。【答案】(1)E (2)F (3)B (4)F【解析】(1)因Fe(OH)3胶粒带有正电荷，所以在电场力作用下，向阴极区移动，而使该区颜色加深，这种现象称为电泳。(2)光束通过胶体时，产生光亮的通路，称为丁达尔效应。(3)加入与胶粒带相反电荷的胶体，胶体会发生聚沉。(4)鉴别胶体和溶液利用丁达尔效应。25、Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe所属基本反应类型是______。(1)在该反应中________元素的化合价升高，该元素的原子________电子，被________；而________元素的化合价降低，该元素的原子________电子，被________。该反应中，Fe2O3发生了________反应，Al发生了________反应。(2)通过此反应的分析可知，氧化还原反应中元素化合价升高总数________元素化合价降低总数，还原剂失电子总数________氧化剂得电子总数，化合价升降总数________电子转移总数。【答案】置换反应(1)Al失氧化Fe得还原还原氧化(2)等于等于等于【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题综合考察了基本反应类型和氧化还原反应。10
