5、分。根據(jù)固體質量和碳原子(或鈉原子)守恒建立方程。
[特別提醒]
過量CO2與NaOH溶液和Ca(OH)2溶液反應的實質相同，都是CO2＋OH－===HCO，而少量CO2與兩者反應的離子方程式不同：
NaOH：CO2＋2OH－===CO＋H2O，
Ca(OH)2：CO2＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O。
[典例印證]
[例題1] 在標準狀況下，0.672 L CO2通入含1.6 g NaOH的溶液中，反應后得到Na2CO3和NaHCO3的混合物2.74 g，則混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質的量之比為( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1
6、D．2∶3
[解析] NaOH與CO2反應時，隨著二者相對量的不同，產物會有所不同，解答此類題目時可依據(jù)兩個守恒：鈉守恒和碳守恒。n(NaOH)＝＝0.04 mol，n(CO2)＝＝0.03 mol，假設混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質的量分別為x和y，
根據(jù)鈉元素守恒得：2x＋y＝0.04 mol；
根據(jù)碳元素守恒得：x＋y＝0.03 mol；
解得：x＝0.01 mol，y＝0.02 mol，
所以n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶2。
[答案] B
CO2與堿反應的有關計算，常采用守恒法，一般考慮碳原子和鈉原子的守恒關系列方程解，可省去寫方程式的步驟，
7、簡化計算。
1．向100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO2，充分反應，測得最后溶液的pH>7。
(1)如果此時溶液的溶質是單一成分，可能是______。
(2)如果反應后溶液中有兩種溶質，然后逐滴緩慢滴加1 mo1·L－1的鹽酸，所得氣體(不考慮溶解于水)的體積與所加鹽酸的體積關系如圖所示。
①開始滴加鹽酸時，無氣體產生，寫出OA段發(fā)生反應的離子方程式：_____________。
②產生的CO2在標準狀況下的體積為________mL。
③B點時，反應所得溶液中溶質的物質的量濃度是________mo1·L－1(溶液體積的變化忽略不計)。
8、解析：(1)CO2和NaOH反應的產物要根據(jù)二者的量的相對多少來確定，如果是單一成分，則為Na2CO3或NaHCO3。(2)①OA段消耗的HCl多于AB段消耗的HCl，故反應后的溶質為Na2CO3和NaOH，OA段發(fā)生反應：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl。
AB段發(fā)生反應：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
②n(CO2)＝nAB(H＋)＝0.1 mol，V(CO2)＝2 240 mL。
③B點恰好完全反應，溶質為NaCl，根據(jù)Na原子守恒，n(NaCl)＝n(NaOH)＝0.3 mol，c(NaCl)＝0.7
9、5 mol·L－1。
答案：(1)Na2CO3或NaHCO3 (2)①OH－＋H－===H2O，CO＋H＋===HCO?、? 240 ③0.75
[重點剖析]
實現(xiàn)上述六個轉化的反應有：
①
②與過量酸反應：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑；
③
④
⑤
⑥
[特別提醒]
(1)與稀鹽酸反應生成無色無味且使澄清石灰水變渾濁氣體的離子可是CO或HCO。
(2)
(3)H2O＋COHCOH2O＋CO2。
[典例印證]
[例題2] 現(xiàn)有A、B、C、D四種化合物都含鉀元素，A、B、C和足量的鹽酸反應后，均可生成D；若將固體C加熱后可生成A和無色無毒的氣體E，
10、該氣體能使澄清石灰水變渾濁；若在A溶液中通入足量E，可生成C；若B與C的溶液混合可生成A。請回答下列問題。
(1)推斷A、B、C、D的化學式
A________________；B________________；
C________________；D________________。
(2)A溶液中通入足量E反應的離子方程式為：_________________。
(3)B溶液與C溶液反應的離子方程式為：_________。
(4)僅憑有氣體E生成，能否斷定A、C的組成？________。
[解析] 氣體E無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，為CO2，C為KHCO3，A為K2CO
11、3；B與KHCO3溶液混合可生成K2CO3，B為KOH，A、B、C和足量的鹽酸反應后，均可生成D，D為KCl。HCO和CO都可與鹽酸反應生成CO2氣體，所以不能僅憑有CO2氣體生成，斷定哪個是K2CO3，哪個是KHCO3。
[答案] (1)K2CO3 KOH KHCO3 KCl
(2)CO＋CO2＋H2O===2HCO
(3)OH－＋HCO===H2O＋CO (4)不能
推斷題的解題關鍵是找出推斷的突破口，該題的突破口是“氣體E能使澄清石灰水變渾濁”，可知E是CO2，再分析其他條件，可推出其他物質。
2．下列敘述中正確的是( )
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至
12、沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質的量的稀鹽酸，生成的CO2與原Na2CO3的物質的量之比為1∶2
C．等質量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應，在同溫同壓下，生成的CO2體積相同
D．向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，有NaHCO3結晶析出
解析：選D CaCO3與CO2、H2O反應生成Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2與NaHCO3不反應，A錯誤；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質的量的稀鹽酸，只發(fā)生反應：CO＋H＋===HCO，無氣體放出，B錯誤；根據(jù)反應方程式可知，84 g NaHC
13、O3與106 g Na2CO3生成的CO2相同，C錯誤；D中發(fā)生了反應：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，由于生成的NaHCO3的溶解度
小于Na2CO3，所以NaHCO3結晶析出。
題組 碳及其化合物間的轉化
1．判斷正誤
(1)高爐煉鐵過程中，碳元素只顯示還原性。( )
(2)所有物質都不能在CO2中燃燒。( )
(3)CO、CO2均屬于溫室氣體。( )
(4)用醋酸除水垢的離子方程式為2CH3COOH＋CaCO3===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O。( )
(5)在Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O中，碳元素既表
14、現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．下列有關碳及其化合物間的相互轉化屬于氧化還原反應的是( )
A．NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
B．CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
C．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
D．Ca(HCO3)2CaCO3＋H2O＋CO2↑
解析：選C 反應前后元素化合價發(fā)生變化的反應為氧化還原反應。
3．CO2是造成“溫室效應”的主要氣體，對于在自然界中的轉化，下列說法正確的是________。
(1)大氣中的CO2能被海洋溶解一部分。
(2)自然界中同時存在產
15、生CO2和消耗CO2的過程。
(3)CO2主要是植物的光合作用消耗，因此植樹造林能有效減弱“溫室效應”。
(4)加熱碳酸氫鈣溶液會變渾濁，加熱碳酸氫鈉溶液也會變渾濁。
(5)鐘乳石、石筍是由于CaCO3和Ca(HCO3)2的相互轉化形成的。
解析：CO2氣體在水中的溶解度不大，但海洋中的水可溶解一部分CO2氣體，自然界中同時存在產生CO2和消耗CO2的過程，正常條件下CO2“收支平衡”，自然界中的CO2就會保持不變，否則就會產生溫室效應；Ca(HCO3)2不穩(wěn)定，其溶液加熱會分解，而NaHCO3固體受熱分解，在溶液中不分解。
答案：(1)(2)(3)(5)
一、選擇題
1．下
16、列各組物質中的兩種物質作用時，反應物用量的改變對生成物沒有影響的是( )
A．C和O2 B．CO2和Ca(OH)2
C．Na2CO3和鹽酸 D．Na2O2和CO2
解析：選D A項，2C＋O2(不足)點燃,2CO，C＋O2(足量)點燃,CO2；B項，Ca(OH)2＋CO2(少量)===CaCO3↓＋H2O，Ca(OH)2＋2CO2(足量)===Ca(HCO3)2；C項，Na2CO3＋HCl(少量)===NaCl＋NaHCO3，Na2CO3＋2HCl(足量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O。
2．下列反應的離子方程式正確的是( )
A．Na2CO3
17、溶液與石灰乳：Ca2＋＋CO===CaCO3↓
B．NaHCO3溶液與NaOH溶液：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．NaOH溶液中通入足量CO2：
CO2＋2OH－===CO＋H2O
D．Na2CO3溶液中滴加少量鹽酸：
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
解析：選B A項，Ca(OH)2應寫成化學式，不能拆開；C項，NaOH與足量CO2反應，應生成HCO；D項，CO與少量H＋反應，生成HCO，不放出CO2。
3．在含有7.4 g Ca(OH)2的澄清石灰水中通入CO2氣體后，得到8 g白色沉淀，則通入CO2氣體的體積在標準狀況下為( )
A．一定是2.24 L
B．
18、一定小于2.24 L
C．一定大于2.24 L
D．可能小于2.24 L，也可能大于2.24 L
解析：選D 往Ca(OH)2溶液中通入CO2氣體，可能發(fā)生兩個反應：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，當CO2過量時：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，由題目可知所給Ca(OH)2的物質的量n[Ca(OH)2]＝＝0.1 mol，理論上最多可制得碳酸鈣10 g，消耗CO2 2.24 L。而現(xiàn)在只制得碳酸鈣8 g，則可能有兩種情況：一種是CO2的量少了，只發(fā)生第一個反應，另一種情況是CO2稍過量，一部分參與了第二個反應。
4．不能用來鑒別Na2CO3和NaH
19、CO3兩種白色固體的實驗操作是( )
A．分別在這兩種物質的溶液中，加入少量澄清石灰水
B．分別加熱這兩種固體，將生成的氣體通入澄清石灰水中
C．分別在這兩種物質的溶液中，加入少量氯化鈣溶液
D．分別在這兩種物質的等濃度的溶液中，加入少量的稀鹽酸
解析：選A A項，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；依題意知NaHCO3過量，則2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，均產生白色沉淀，無法區(qū)分兩者。B項，加熱兩固體時，NaHCO3受熱分解產生CO2，Na2CO3無變化，可用加熱來區(qū)分兩者。C項，向兩物質的溶液中加CaCl2，N
20、a2CO3與CaCl2反應生成沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應。D項，在等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中加少量的鹽酸，NaHCO3溶液中先有氣體產生。
5．可以說明溶液中大量存在CO的理由是( )
A．加入AgNO3溶液有白色沉淀產生
B．加入鹽酸有無色無味氣體產生
C．加入MgCl2時有白色沉淀產生，再加稀鹽酸沉淀全部溶解，且產生可以使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體
D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀產生，再加稀鹽酸，反應現(xiàn)象如選項C所述
解析：選C A項不可說明，與AgNO3作用生成白色沉淀的還有Cl－等；B項不可說明，與鹽酸作用產生無色無味氣體的還有NaHCO
21、3等；D項，不可說明，NaHCO3等物質亦會有此現(xiàn)象。
6．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是( )
解析：選D CO2通入KOH和Ca(OH)2溶液中發(fā)生的反應可以分為以下幾個階段：
產生沉淀階段：
CO2＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O；
無沉淀產生階段：
CO2＋2OH－===CO＋H2O，
CO＋CO2＋H2O===2HCO；
沉淀溶解階段：
CO2＋CaCO3＋H2O===Ca2＋＋2HCO。
7．標準狀況下將4.48 L CO2通入1 L 0.3 mol·L－1N
22、aOH溶液中，當CO2與NaOH完全反應時，則下列說法正確的是( )
A．溶液中只有一種陰離子(OH－除外)
B．溶液中溶質的物質的量之比為1∶2
C．反應后有CO2逸出
D．反應后的溶液還可以吸收部分CO2
解析：選D n(CO2)＝0.2 mol，n(NaOH)＝0.3 mol。因＜＝＜1，故反應后溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，則還可以吸收部分CO2。
所以A、C錯，D正確。由碳元素和鈉元素守恒得：
解得B錯誤。
8．CO2通入下列溶液中，不可能產生沉淀的是( )
A．CaCl2溶液 B．Ca(OH)2溶液
C．Ba(OH)2溶液 D．C
23、a(ClO)2溶液
解析：選A B中生成CaCO3，C中生成BaCO3，D中生成CaCO3，A不反應。
二、非選擇題
9．實驗室中氫氧化鈉溶液在空氣中放置，因密封不好會變質，有關反應的離子方程式為_______________；
為了檢驗一瓶氫氧化鈉溶液是否已變質，可取少量該溶液向其中加入______，若________________，則說明燒堿溶液已經(jīng)變質。為了除去燒堿溶液中的雜質，應加入適量的________，并進行過濾。
解析：空氣中含少量CO2，與NaOH反應：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，檢驗NaOH溶液是否變質，實質是鑒定CO的存在；除去NaOH溶液中的
24、Na2CO3時，實質是除CO，且注意不要引入雜質離子。
答案：2OH－＋CO2===CO＋H2O 氯化鈣溶液(其他合理答案也可) 有白色沉淀生成 氫氧化鈣溶液
10．有一種黑色固體A在氧氣中充分燃燒生成氣體B。向充有B的集氣瓶中加入少量澄清石灰水，出現(xiàn)白色沉淀C，振蕩后沉淀消失得溶液D。把D分成兩份，一份中加入稀鹽酸，又生成氣體B，另一份中加入過量NaOH溶液又生成C?；卮穑?
(1)則A、B、C、D的名稱分別為________、________、__________、__________。
(2)寫出有關反應的離子方程式：
B→C_________。
C→D_________。
25、D→B___________。
D→C___________。
解析：澄清石灰水中通入CO2生成沉淀C，則C為CaCO3，繼續(xù)通入CO2，沉淀消失得D溶液，則D為Ca(HCO3)2?！?
答案：(1)碳 二氧化碳 碳酸鈣 碳酸氫鈣
(2)CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O
11．有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的幾種：K＋、H＋、Ba2＋、Mg2＋、CO、SO，現(xiàn)取兩份該溶液各100 mL進行如下實驗：
26、
①第一份加入足量NaHCO3溶液后，收集到氣體 0.03 mol。
②第二份加入足量Ba(NO3)2溶液充分反應后過濾干燥，得沉淀4.66 g。
根據(jù)上述實驗回答：
(1)原溶液中一定不存在的離子是________。
(2)原溶液中可能存在的離子是________。
(3)①中發(fā)生反應的離子方程式為__________。
(4)經(jīng)計算，原溶液中一定存在的陰離子的物質的量濃度為________。
解析：(1)根據(jù)①現(xiàn)象知，該溶液中一定存在與碳酸氫根離子反應生成氣體的H＋，一定不存在與H＋反應的碳酸根離子；所以溶液中存在的陰離子為硫酸根離子，一定不存在與硫酸根離子反應的Ba2＋；(
27、2)根據(jù)實驗現(xiàn)象無法確定溶液中是否含有K＋、Mg2＋；(3)碳酸氫根離子能和酸反應生成二氧化碳和水HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；
(4)設硫酸根的物質的量為xmol?！?
Ba2＋?。O===BaSO4 ↓
1 mol 233 g
x mol 4.66 g
x＝0.02，所以c＝＝0.2 mol·L－1。
答案：(1)CO、Ba2＋
(2)K＋、Mg2＋
(3)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
(4)0.2 mol·L－1
12．某固體物質A受熱分解，生成B、C、D三種物質。B是一種鉀鹽，向B的水溶液中加入澄清石灰水
28、，產生白色沉淀E；E溶于鹽酸放出無色無味氣體D；將D通入澄清石灰水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清；C在常溫下是一種無色液體。
(1)寫出A、B、E的化學式。
A________，B________，E________。
(2)寫出反應的化學方程式。
①A受熱分解：__________________。
②將D通入澄清石灰水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清：___________。
(3)寫出反應的離子方程式。
①向B的水溶液中加入澄清石灰水，產生白色沉淀E：___________；
②E溶于鹽酸放出無色無味的氣體D：_________________。
解析：無色無味能使澄
29、清石灰水出現(xiàn)渾濁的氣體D是CO2，白色沉淀E為CaCO3，鉀鹽B為K2CO3，受熱分解能生成K2CO3和CO2的A為KHCO3，C為H2O。
答案：(1)KHCO3 K2CO3 CaCO3
(2)①2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O
②CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
(3)①CO＋Ca2＋===CaCO3↓
②CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
13．將一定體積的CO2通入到一定濃度的NaOH溶液中，為了測定其溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1 mol·L－1鹽酸。所加入鹽酸的體積與產生二氧
30、化碳氣體體積(標準狀況)的關系如圖所示。
(1)寫出OA段所發(fā)生反應的離子方程式：_____________。
(2)當加入35 mL鹽酸時，所產生的二氧化碳的體積(標準狀況)是________mL。
(3)溶液中所含的物質有________________，其物質的量之比為________________。
解析：由圖像所消耗的鹽酸的體積及產生的V(CO2)可知，此溶液的溶質是NaOH、Na2CO3。OA段H＋先與OH－反應生成H2O，再與CO反應生成HCO。AB段發(fā)生反應H＋＋HCO===CO2↑＋H2O。35 mL時產生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25) mL×10－
31、3 L·mL－1×1 mol·L－1＝0.01 mol，
則V(CO2)＝224 mL。
由H＋＋CO===HCO，
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，
則n(CO)＝nAB(H＋)＝(45－25) mL×10－3L·mL－1×1 mol·L－1＝0.02 mol，n(OH－)＝ [25－(45－25)]×10－3L×1 mol·L－1＝0.005 mol，
所以n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝n(OH－)∶n(CO)＝
0．005 mol∶0.02 mol＝1∶4。
答案：(1)H＋＋OH－===H2O，CO＋H＋===HCO
(2)224 (3)NaOH、Na2CO3 1∶4
2022年高一化學魯科版必修1教學案：第3章 第1節(jié) 第2課時 碳及其化合物間的轉化 Word版含解析
