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2019-2020年高考化學一輪復習知能演練高分跨欄 第3章第1節(jié) 碳的多樣性 魯科版 1．下列說法正確的是(　　) A．碳元素在自然界存在的單質只有石墨和金剛石 B．金剛石與C60兩種碳的同素異形體物理性質相差無幾，化學性質相似 C．CO2和CO都是碳的氧化物，也都是酸性氧化物 D．等物質的量的Na2CO3和NaHCO3與足量的鹽酸反應放出的CO2相等 解析：選D。A項，自然界中存在著碳元素的多種同素異形體；B項，金剛石與C60兩種晶體物理性質差異較大；C項，CO屬于不成鹽氧化物。 2．近幾年6月5日世界環(huán)境日中國主題都是圍繞“低碳生活”而確立，下列有關說法正確的是(　　) A．大力發(fā)展綠色經濟，告別含碳物質 B．盡量節(jié)約能源，推廣使用新能源，減少二氧化碳的排放 C．盡量使用含12C 的產品，減少使用含13C或14C的產品 D．逐步推廣天然氣，代替石油和煤的使用 解析：選B。綠色植物中也含有碳元素；12C、13C、14C互為同位素，它們都是碳元素，燃燒后都生成CO2；天然氣主要成分為CH4，燃燒后也釋放出CO2。 3．不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的實驗操作是(　　) A．分別加熱這兩種固體物質，并將生成的氣體通入澄清的石灰水中 B．分別在這兩種物質的溶液中，加入CaCl2溶液 C．分別在這兩種固體中，滴加同濃度的稀鹽酸 D．分別在這兩種物質的溶液中，加入少量澄清的石灰水 解析：選D。在加熱時2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，產生的氣體使澄清石灰水變渾濁，故A可以；加入CaCl2溶液時，只有Na2CO3產生CaCO3白色沉淀，B也可以；加入鹽酸后Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3冒出氣泡快，C可以；加入少量澄清的石灰水，兩者都產生白色沉淀，無法鑒別。 4．(xx山東濟南高三月考)有A、B兩個完全相同的裝置，某學生分別在它們的側管中裝入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分別有10 mL相同濃度的鹽酸，將兩個側管中的物質同時倒入各自的試管中，下列敘述正確的是(　　) A．A裝置的氣球膨脹速率大 B．若最終兩氣球體積相同，則鹽酸的濃度一定大于或等于2 molL－1 C．若最終兩氣球體積不同，則鹽酸的濃度一定小于或等于1 molL－1 D．最終兩試管中Na＋、Cl－的物質的量一定相同 解析：選B。無論鹽酸濃度大小，是否過量，加入Na2CO3的裝置產生CO2的速率慢，A項不正確；n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝0.01 mol，若產生的CO2相同，則n(HCl)≥0.02 mol，即c(HCl)≥2 molL－1，B項正確；若c(HCl)≤1 molL－1，A裝置不會產生CO2氣體，C項不正確；A裝置中c(Na＋)是B裝置中c(Na＋)的2倍，D項不正確。 5．(xx河南鄭州一中高三期中考試)如圖所示為常見氣體制備、分離、干燥和性質驗證的部分儀器裝置(加熱設備及夾持固定裝置均略去)，請根據(jù)要求完成下列各題(儀器裝置可任意選用，必要時可重復選擇，a，b為活塞)。 (1)若氣體入口通入CO和CO2的混合氣體，E內放置CuO，選擇裝置獲得純凈干燥的CO，并驗證其還原性及氧化產物，所選裝置的連接順序為____________________________ (填字母)，能驗證CO氧化產物的現(xiàn)象是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)停止CO和CO2混合氣體的通入，E內放置Na2O2，按A→E→D→B→H裝置順序制取純凈干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此時，活塞a應________，活塞b應________，需要加熱的儀器裝置有________(填代號)，m中反應的化學方程式為_ _______________________________________________________________________。 解析：(1)目的之一：獲得純凈干燥的CO：可首先使CO、CO2混合氣體通入A裝置中，以吸收其中的CO2，從A中逸出的氣體再進入C，通過澄清石灰水是否變渾濁檢驗CO2是否已完全被NaOH溶液吸收，從C中逸出的氣體通過盛有濃硫酸的B裝置進行干燥。目的之二：驗證CO的還原性及氧化產物：CO的還原性可通過盛有CuO的E管中固體顏色的變化來證明，氧化產物CO2可用澄清石灰水檢驗。因此總的連接順序是ACBECF，若A、B之間的C裝置中溶液保持澄清，E、F之間的C裝置中溶液變渾濁，則證明CO的氧化產物是CO2。 (2)實驗(1)中通入CO、CO2時，A中的NaOH已與CO2反應生成了Na2CO3，只要將稀硫酸滴下就可以與Na2CO3反應生成CO2，然后CO2氣體經過Na2O2后又反應生成O2，將O2依次通過D(除去未反應的CO2)、B(除去水蒸氣)，就可以得到純凈干燥的O2，乙醇催化氧化可生成乙醛。 答案：(1)ACBECF　A、B之間的C裝置中溶液保持澄清，E、F之間的C裝置中溶液變渾濁 (2)關閉　打開　k、m　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O 1．(xx高考大綱全國卷)將足量CO2通入下列各溶液中，所含離子還能大量共存的是(　　) A．K＋、SiO、Cl－、NO B．H＋、NH、Al3＋、SO C．Na＋、S2－、OH－、SO D．Na＋、C6H5O－、CH3COO－、HCO 解析：選B。A項通入足量CO2氣體時，生成H2SiO3沉淀；C項通入足量CO2時，OH－與CO2反應生成HCO；D項通入足量CO2時，C6H5O－與CO2、H2O反應生成C6H5OH和HCO。 2．(xx高考福建卷)下表各組物質中，滿足下圖物質一步轉化關系的選項是(　　) 選項 X Y Z A Na NaOH NaHCO3 B Cu CuSO4 Cu(OH)2 C C CO CO2 D Si SiO2 H2SiO3 　 解析：選C。NaHCO3不能一步到Na，A錯誤；Cu(OH)2不能一步到Cu，B錯誤；2C＋O22CO,2CO＋O22CO2,2Mg＋CO22MgO＋C，C正確；SiO2不能一步到H2SiO3，H2SiO3也不能一步到Si，D錯誤。 3．(xx高考重慶卷)減緩溫室氣體排放是xx年哥本哈根氣候變化會議的議題。下列反應不產生溫室氣體的是(　　) A．用純堿制玻璃　　　　　B．用煤炭作燃料 C．用鐵礦石煉鐵 D．用氨制碳酸銨 解析：選D。純堿制玻璃反應式為Na2CO3＋SiO2高溫,Na2SiO3＋CO2↑；煤炭燃燒反應式為C＋O2CO2；鐵礦石煉鐵的反應式為FexOy＋yCOxFe＋yCO2；用氨制碳酸銨的反應式為2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3，只有D項不產生CO2。 1．碳是自然界的基本構成元素之一，在自然界中，不停地轉化、循環(huán)，構成了生機盎然的物質世界，如圖為自然界中碳的循環(huán)圖。下列有關分析不合理的是 (　　) A．過程①中還可能有另外的含碳物質產生 B．碳元素在自然界中的循環(huán)主要是通過CO2的生成和消耗來實現(xiàn)的 C．加速過程②將有利于社會的可持續(xù)發(fā)展 D．只有使圖中所示的各轉化的總體保持基本平衡，才能維持大氣中CO2的含量相對穩(wěn)定 解析：選C。首先讀懂圖，看清楚過程①、②表示的意義，再根據(jù)所學知識逐項驗證。腐生生物在微生物作用下分解，不但能生成CO2，也會生成其他含碳物質，如CH4等，A項正確；據(jù)題示可知，碳元素在自然界中的循環(huán)主要是通過CO2的生成和消耗來實現(xiàn)的，B項正確；加速化石燃料的開發(fā)利用不利于社會的可持續(xù)發(fā)展，C項不正確；只有CO2的釋放和消耗保持基本平衡，才能維持大氣中CO2的含量相對穩(wěn)定。 2．(xx北京朝陽區(qū)高三模擬)炭雕(如圖)是一種集觀賞與空氣凈化為一體的產品，這種產品可對車內及室內空氣中的一氧化碳、苯、甲醛、煙霧等有害氣體進行有效吸附。取一塊制作炭雕的下腳料，進行下面的實驗。下列有關敘述不正確的是(　　) A．將炭雕下腳料在空氣中加熱，可以得到使澄清石灰水變渾濁的氣體 B．將炭雕下腳料研成粉末，加入到稀的紅墨水中，紅墨水退色 C．將炭雕下腳料研成粉末，與氧化銅粉末混合加熱，可以得到紅色固體 D．將炭雕下腳料加入到盛有氯氣的集氣瓶中，靜置一段時間，黃綠色變淺，其原因是炭雕下腳料中的物質與氯氣發(fā)生氧化還原反應 解析：選D。含有活性炭的炭雕具有活性炭的性質，在空氣中能夠燃燒產生二氧化碳，具有吸附性，既能吸附氣體，也能吸附有色液體，加熱條件下還具有碳的還原性，故選項A、B、C正確。選項D錯誤。 3．由一氣體甲開始，可發(fā)生如下四個變化：甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體，則甲、乙、丙、丁分別為(　　) A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3 C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2 解析：選C。以丙氣體作為突破口，丙通過灼熱的CuO后生成的乙氣體可與石灰水反應生成沉淀，說明乙是CO2，丁是CaCO3，丙是CO，則甲是O2。 4．(xx山東師大附中高三質檢)向一定量的K2CO3溶液中緩慢滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中各離子數(shù)目也相應地發(fā)生變化。溶液中各離子數(shù)目與圖中四條曲線的對應關系完全正確的是(　　) a b c d A Cl－ K＋ CO HCO B K＋ CO Cl－ HCO C K＋ CO HCO Cl－ D K＋ HCO Cl－ CO 解析：選C。分析過程中的化學反應，書寫離子方程式：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，由此分析n(K＋)不變，n(Cl－)一直增大，n(CO)減小，n(HCO)先增大后減小，符合的只有C。 5．實驗室用石灰石和鹽酸制取CO2時，最佳的除雜試劑和方法是(　　) A．水、濃H2SO4洗氣 B．飽和Na2CO3溶液、濃H2SO4洗氣 C．飽和NaHCO3溶液、濃H2SO4洗氣 D．NaOH溶液、濃H2SO4洗氣 解析：選C。用石灰石與鹽酸制取的CO2中含有HCl和H2O(g)，用飽和NaHCO3溶液吸收HCl(同時又產生CO2)，用濃H2SO4吸收水蒸氣。 6．已知X、Y、Z、W均為中學化學中常見的單質或化合物，它們之間的轉化關系如圖所示(部分產物已略去)。則W、X不可能是(　　) W X ① 鹽酸 Na2CO3溶液 ② Cl2 Fe ③ CO2 Ca(OH)2溶液 ④ NH3H2O AlCl3溶液 A.僅① B．僅② C．②③ D．②④ 解析：選D。Fe與Cl2反應的產物與反應物的量無關，只能生成FeCl3；NH3H2O與AlCl3反應的產物只能是Al(OH)3。 7．(xx安徽蚌埠高三六校聯(lián)考)向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當通入氣體為8.96 L(0 ℃，1.01105Pa)時立即停止，則這一過程中，溶液中離子的物質的量與通入CO2氣體的體積關系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽略不計)(　　) 解析：選C。本題涉及的化學反應方程式： Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O?、? 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O?、? BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2　③ Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3?、? 當未通入CO2氣體時，溶液中離子的物質的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol OH－；當通入2.24 L CO2氣體時，發(fā)生反應①，此時溶液中離子的物質的量為0.2 mol Na＋、0.2 mol OH－；當通入4.48 L CO2時，發(fā)生反應②，此時溶液中離子的物質的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol CO；當通入6.72 L CO2時，發(fā)生反應④，此時溶液中離子的物質的量為0.2 mol Na＋、0.2 mol HCO；當通入8.96 L CO2時，發(fā)生反應③，此時溶液中離子的物質的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol HCO。對比圖像可知選項C正確。 8．(xx上海浦東區(qū)高三第一次模擬)800 ℃時，將1 mol CO和1 mol水蒸氣通入2 L密閉容器中進行反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達到平衡時測得容器內CO2的濃度為0.3 mol/L，此時再向容器內通入1 mol水蒸氣，并保持溫度不變，則達到平衡時CO2的物質的量可能為(　　) A．0.9 mol B．0.6 mol C．0.3 mol D．1.2 mol 解析：選A。由于反應是可逆的，反應物不可能完全轉化為生成物，因此再向容器內通入1 mol水蒸氣時，CO2的物質的量應大于0.6 mol，但CO又不可能完全轉化為CO2，所以CO2的物質的量應介于0.6～1 mol之間。 9. 如圖所示，試管①中盛有96 ℃的水，試管②中充滿氣體B，將液體A滴入試管②中，充分反應后打開試管夾K，發(fā)現(xiàn)試管①中的水立刻沸騰。則A與B可能是(　　) A．水與甲烷 B．稀硫酸與一氧化碳 C．飽和碳酸氫鈉溶液與二氧化碳 D．濃氫氧化鈉溶液與二氧化碳 解析：選D。由①中水沸騰推斷B中氣體被A中液體吸收，導致體系壓強變小，選項中只有濃NaOH溶液可吸收CO2氣體。 10．碳酸鈉和碳酸氫鈉是日常生活中常見的鹽，可用做去垢劑和食用堿。某研究性學習小組的同學設計了如圖所示裝置進行實驗，用來探究比較碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質。下列描述正確的是(　　) A．甲裝置能用于說明Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定 B．乙裝置能用于說明Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定 C．甲乙兩裝置都不能用于Na2CO3、NaHCO3穩(wěn)定性的比較 D．實驗過程中，兩個燒杯中都有氣泡冒出，說明Na2CO3、NaHCO3受熱均可分解 解析：選A。甲裝置中碳酸氫鈉受熱溫度低，反而能產生CO2，而受熱溫度高的碳酸鈉卻不能產生CO2，能說明Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定。乙裝置由于碳酸氫鈉受熱溫度高而不能說明問題。因而A正確，B、C錯誤。受熱時，無論分解與否，都會因氣體膨脹而有氣泡冒出，D錯誤。 11．在濃CaCl2溶液中通入氨氣和CO2，再經過濾可以制得納米碳酸鈣。 (1)除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是________。 (2)若不通入氨氣能否生成CaCO3？________。 (3)根據(jù)上述反應原理，向飽和食鹽水中通入氨氣和CO2能得到NaHCO3，若食鹽水中含有KCl雜質，則檢驗得到的NaHCO3中是否混有鉀鹽的方法是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)過濾操作需燒杯、漏斗、玻璃棒三種玻璃儀器，其中玻璃棒主要起引流作用；(2)不通入氨氣則不能生成CaCO3，因為此時弱酸不能制強酸； 答案：(1)引流　(2)不能　(3)用潔凈的鉑絲蘸取固體粉末于火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色 12.往100 mL的NaOH溶液中通入CO2充分反應后，在減壓和較低溫度下，小心地將溶液蒸干，得到白色固體M。通入的CO2的體積V(標準狀況)與M的質量W的關系如圖所示。 試解答下列問題： (1)A點時，白色固體M的化學式為________，通入的CO2的體積為________mL(標準狀況下，下同)。 (2)C點時，白色固體M的化學式為________，通入的CO2的體積為________mL。 (3)B點時M的組成成分為________(用化學式表示)，通入的CO2的體積為________mL。 (4)該NaOH溶液的物質的量濃度為________。 解析：向NaOH溶液中逐漸通入CO2至過量發(fā)生的反應為：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 從圖可知NaOH的質量為4 g，n(NaOH)＝0.1 mol，c(NaOH)＝＝1 molL－1。NaOH完全轉化為Na2CO3時，根據(jù)Na守恒，n(Na2CO3)＝0.05 mol，m(Na2CO3)＝0.05 mol106 gmol－1＝5.3 g，A點為Na2CO3。V(CO2)＝22.4 Lmol－1＝1.12 L＝1120 mL。完全轉化為NaHCO3時，m(NaHCO3)＝8.4 g，C點為NaHCO3，V(CO2)＝0.1 mol22.4 Lmol－1＝2.24 L＝2240 mL，因B點時M質量為7.16 g,5.3<7.16<8.4，知M為Na2CO3和NaHCO3的混合物。設B點時Na2CO3的物質的量為x，NaHCO3的物質的量為y，則有：，解得x＝0.02 mol，y＝0.06 mol，所以V(CO2)＝(0.02＋0.06)mol22.4 Lmol－11000 mLL－1＝1792 mL。 答案：(1)Na2CO3　1120 (2)NaHCO3　2240 (3)Na2CO3、NaHCO3　1792 (4)1 molL－1 13．(xx陜西渭南高三質檢)Na2CO3是一種重要的化工原料，某學生甲擬在實驗室中測Na2CO3的純度。他利用圖1中給出的儀器設計了圖2所示的裝置(裝置圖中所用塞子均未畫出；雜質不參與反應)，其中M內盛有Na2CO3樣品10.0 g，分液漏斗內盛有稀硫酸，N內盛有堿石灰固體。他利用堿石灰的增重來求算Na2CO3的純度。 圖1 圖2 (1)學生乙認為，按學生甲設計的裝置進行實驗，存在明顯缺陷，其中導致測定結果偏低的是________________________________________________________________________。 (2)學生乙對學生甲設計的實驗裝置進行了改進(如圖3)。實驗室中可供選擇的藥品：Zn粒、濃H2SO4、稀H2SO4、NaOH溶液、堿石灰、CaCO3、水。 圖3 請回答下列問題： ①B、D虛線框內是否需要添加裝置，若需要，在相應虛線框內畫出裝置圖(并注明藥品)；若不需要，在相應虛線框內打“”； ②A裝置中分液漏斗內液體為__________，U形管內藥品為________；裝置F的作用為________________________________________________________________________； ③如果B、D內部不設計任何裝置而直接連通A、C、E，則實驗結果將________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)； ④如果實驗后E裝置質量增重3.96 g，則該Na2CO3樣品的純度為________。 解析：(1)M中H2SO4與Na2CO3反應產生的CO2不能完全進入N裝置，還有部分殘留在M及導氣管中，可在M之前加一產生H2的裝置，利用生成的H2將產生的CO2全部趕至N裝置中。(2)進入B中的氣體有H2、H2O(g)，因此B中不需要添加裝置，D中需濃H2SO4進行干燥，否則E中堿石灰會增重偏多，導致結果偏高，F(xiàn)則是防止空氣中的CO2和水蒸氣被堿石灰吸收。 n(CO2)＝n(Na2CO3)＝＝0.09 mol， m(Na2CO3)＝0.09 mol106 gmol－1＝9.54 g， w(Na2CO3)＝100%＝95.4%。 答案：(1)反應產生的CO2氣體沒有被堿石灰完全吸收 (2)①B中： D中： ②稀H2SO4　Zn粒　防止空氣中的CO2和水蒸氣被E中堿石灰吸收 ③偏高?、?5.4%