高中鲁科版第1节 碳的多样性第1课时课后测评

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(C2O3)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CO2

C.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,燃烧均生成碳的最高价氧化物CO2。

答案B

2.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B

3.当分别向下列物质中滴加醋酸时,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.①②③ B.②④⑤

C.①③④⑤ D.①②③④⑤

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D

4.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,CO2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B

5.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B

6.导学号50534093将106 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1mol,加热时,Na2CO3不反应,NaHCO3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1mol。

答案A

7.用20 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液与20 mL 3 mol·L-1的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CHCCO2,故当试剂的量一定时,将Na2CO3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体最多。

答案A

8.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,并写出相应的化学方程式:

(1)Na2CO3固体(NaHCO3):　                   ,　               。 

(2)NaHCO3溶液(Na2CO3):　                   ,　               。 

(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)Na2CO3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　2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

(2)通入足量的CO2　Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3

(3)滴加盐酸至不再有气泡产生　Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O

(4)加入适量的Ca(OH)2溶液　Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH

9.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,Na2CO3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,Na2CO3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;Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ca(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)Na2CO3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2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+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+NaOHNa2CO3+H2O。

答案(1)d

(2)Na2CO3　2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O

(3)NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O

10.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NaHCO3,设计了如下实验步骤:

①用25 mL NaOH溶液吸收CO2气体至CO2不再溶解;

②小火煮沸溶液1~2 min;

③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①③两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②③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+CO2NaHCO3　NaHCO3+NaOHNa2CO3+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③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NaHCO3

B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D

2.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6∶5,则该混合物中碳酸盐与碳酸氢盐的物质的量之比是(　　)

A.1∶1 B.1∶4 C.1∶3 D.1∶2

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+2HClRCl2+CO2↑+H2O

n1 2n1 n1

R(HCO3)2+2HClRCl2+2CO2↑+2H2O

 n2 2n2 2n2

由:解之得:。

答案D

3.1 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、Na2CO3

C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3

解析根据化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;根据计量关系,可知2molNaHCO3生成CO2和H2O各1mol,Na2O2只有1mol,故其恰好与CO2反应生成Na2CO3和O2,气体排出后,只剩余Na2CO3。

答案A

4.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CO2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　CO2+C2CO　(4)E中黑色固体变为红色固体　CO+CuOCu+CO2　(5)D　E　②

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的物质的量之比为2∶1,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+HClNaCl+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,由原子个数守恒知,当Cl-和HC的物质的量之比为2∶1时,则钠离子的物质的量为两者之和,说明原碳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2∶=4∶3,即滴入的盐酸中HCl的物质的量等于mmol。

答案(1)Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3

(2)HC+H+H2O+CO2↑

(3) m