1、第1讲碳的多样性【2021备考】最新考纲素养落地1.了解碳的主要化合物的性质及应用。2.了解硅及其化合物的主要性质。3.认识碳、硅在生产中的应用和对生态环境的影响。从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次地分析、认知碳元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体赞赏化学对社会发展的重大贡献；了解二氧化碳对环境的影响，树立低碳绿色可持续发展意识。知识梳理1.碳(1)存在形式既有游离态又有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60、C70，互为同素异形体。(2)结构、物理性质及用途(3)化学性质2.碳的氧化物(CO、CO2)(1)一氧化碳物理性质无色无味的气体，难溶于水，有毒与人体内血红
2、蛋白相结合，因缺氧而中毒。化学性质a.可燃性：2COO22CO2。b.还原性：工业炼铁原理为：Fe2O33CO2Fe3CO2。用途：气体燃料、冶金工业还原剂。(2)二氧化碳物理性质无色、无味的气体，能溶于水(11)，固态CO2俗称干冰。化学性质用途制饮料、灭火剂、干冰可用于人工降雨，化工原料如制纯碱。CO2在自然界中的循环CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。自然界消耗CO2的主要反应：a.溶于江水、海水中：CO2H2OH2CO3；b.光合作用：6CO26H2OC6H12O66O2；c.岩石的风化：CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2。3.碳酸弱酸、不稳定。常用CO2H2O代替H2CO3
3、4.碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在水中的溶解性含K、Na、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3NaHCO3。(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸，如稳定性：Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(3)其它性质见Na2CO3、NaHCO3。考向突破考向一碳及其化合物的性质与应用题目设计1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)向空气中
4、排放二氧化碳会形成酸雨()(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质()(3)CO2是一种常用灭火剂，故Na、Mg着火时可用液态二氧化碳灭火()(4)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查()(5)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊()题目设计2.将碳单质与其物理性质或用途用短线连接起来 提示cadb考向二二氧化碳与碱、盐反应产物探析命题素材CO2与碱反应产物的判断(1)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)具体分析过程用数轴表示如下：(2)CO2与多组分反应如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液，反应的顺序是Ca(OH)
5、2CO2=CaCO3H2O2NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3CO2H2O=2NaHCO3CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2题目设计3.标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中溶质为_。提示Na2CO30.05 molNaHCO30.1 mol命题素材CO2与盐溶液反应产物及现象的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、Al(OH)3的酸性强，向上述盐溶液中通入CO2可生成对应弱酸。常涉及变化如下：(1)酸性：H2CO3HCl、CH3COOHCO2不反应(2)酸性：H2CO3Al(
6、OH)3、H2SiO3、HClOCO2(过量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO32CO2(过量)Ca(ClO)22H2O=Ca(HCO3)22HClOCO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClOCO2NaClOH2O=HClONaHCO3CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3题目设计4.(1)向下列四种溶液中通入过量CO2，生成沉淀的是_。a.饱和Na2CO3溶液 b.澄清石灰水c.漂白粉溶液 d.水玻璃(2)已知KH2CO3KHClOKHCO。写出向NaClO溶液中通入少量CO2反应的离子方程式为
7、_。(3)下列离子方程式能发生的是_(填字母)。A.HClOCO=ClOHCOB.2HClOCO=2ClOCO2H2OC.2ClOCO2H2O=2HClOCO提示(1)ad(2)ClOCO2H2O=HClOHCO(3)A考向三二氧化碳与环境题目设计5.CO2是自然界中碳循环中的重要物质。回答相关问题。(1)CO2的过度排放会导致_(填污染名称)。(2)CO2的消除途径主要有：光合作用，溶于水等。室温下CO2饱和溶液的pH_。(3)为减缓CO2对环境的污染，下列措施可行的是_。a.植树造林b.开发新能源减少化石燃料的用量c.利用CO2制造全降解塑料提示(1)温室效应(2)5.6(3)a、b、c知
8、识梳理1.硅 (1)硅的结构与物理性质(2)化学性质在化学反应中性质稳定，一般表现还原性(3)用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片(4)制备方法制取粗硅：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO22CSi2CO。粗硅提纯：Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HCl。2.二氧化硅(1)存在石英、水晶、玛瑙、沙子(含杂质)等。(2)物理性质熔、沸点高，硬而脆，不溶于水。(3)化学性质特性与HF反应SiO24HF=SiF42H2O(4)用途：光导纤维、光学仪器。SiO2虽能与HF反应，但不是两性氧化物，是酸性氧化物。SiO2虽是酸酐，但难溶于水，不能直接与水作用
9、制备H2SiO3。H2CO3酸性强于H2SiO3，但高温下可发生Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2。Si还原性强于C，但高温下可发生2CSiO2Si2CO。3.硅酸4.硅酸盐(1)硅酸钠白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(2)硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示硅酸盐的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2OSiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO3MgO4SiO2。5.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐
10、材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石英、石灰石黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)新型无机非金属材料高温结构陶瓷如氮化硅陶瓷、生物陶瓷如氧化铝陶瓷、光导纤维、压电陶瓷等。链接新教材(新教材RJ 第二册 P285习题变式练)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，熔点高，硬度大，具有电绝缘性，化学性质稳定，但生产成本高。根据以上描述，氮化硅的晶体类型为_晶体。氮化硅的可能用途为_。a.制作坩埚 b.用作建筑陶瓷c.制作耐高温轴承 d.制作切削刀具氮化硅可由石英、焦炭在高温氮气流
11、中反应制备：3SiO26C2N2Si3N46CO反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。答案(1)原子晶体a、c、d(2)13考向突破考向一硅及其化合物的性质与应用题目设计1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料()(2)工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应方程式为SiO2CSiCO2()(3)实验室中保存烧碱溶液不能用磨口玻璃塞()(4)因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记()(5)下列转化在给定条件下能够实现：SiO2SiCl4Si()题目设计2.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图所示。回答相关问题。(1)
12、干冰属于_晶体，石英属于_晶体，晶体结构中最小环上原子个数为_。(2)高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，但光导纤维遇强碱会造成信号中断，原因是_(用化学方程式表示)。(3)熔化纯碱时不能选用普通坩埚，理由是_(用化学方程式表示)。提示(1)分子原子12(2)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O(3)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2考向二硅的制备与提纯 题目设计3.晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下：粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)3HClSiHCl3H2；经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 0001 100 下反应制得纯硅。回答相
13、关问题：(1)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 )，只含有少量SiCl4(沸点为57.6 )和HCl(沸点为84.7 )，提纯SiHCl3的方法为_。(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去)：在加热D处前应先打开A处分液漏斗的活塞，目的是_。C处烧瓶需要加热，采用的方法是_。D处发生化学的化学方程式为_。提示(1)蒸馏(2)排出系统内的空气，以防爆炸水浴加热SiHCl3H2Si3HCl考向三无机非金属材料题目设计4.陶瓷是中华民族的骄傲。有许多相关诗篇流传，如赞誉越窑的“九秋风露越窑升，夺得千峰翠色来”。描述钧窑窑变“入
14、窑一色，出窑万彩”等。回答相关问题。(1)人类最早使用的硅酸盐产品为_。(2)烧制元青花瓷的原料高岭土化学式为Al2Si2O5(OH)4，改写成氧化物的形式为_。(3)窑变的原因为_。(4)有些同学认为合成纤维、光学纤维都是新型无机非金属材料，另外一部分同学不同意他们的观点。这些同学的依据是_。提示(1)陶瓷(2)Al2O32SiO22H2O(3)原料中的金属氧化物在灼烧的过程中发生了氧化还原反应导致物质变化与颜色变化(4)合成纤维为有机物知识梳理1.Na2CO3与NaHCO3的比较(用离子方程式表示)名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱或苏打小苏打主要性质水溶性易溶于水
15、，溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性稳定性稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO310H2O)易风化受热易分解，其分解反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与H反应CO2H=H2OCO2HCOH=H2OCO2与碱反应NaOH不反应HCOOH=COH2OCa(OH)2Ca2CO=CaCO3Ca2OHHCO=CaCO3H2O(碱过量)Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O(碱不足)与盐反应CaCl2Ca2CO=CaCO3不反应硫酸铝2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2Al33HCO=Al(OH)33CO2相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻
16、璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一2.Na2CO3的制备侯氏制碱法(1)原料食盐、氨气、二氧化碳合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气其反应为CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2。(2)工艺流程(3)反应原理产生NaHCO3反应：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl。产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(4)循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。链接新教材(根据新教材LK第一册“微项目”探秘膨松剂改编)一天，小影惊奇地发现妈妈蒸馒头时用的不是纯碱，而是小苏打，她好奇地问：“为什么不用纯碱而用小苏打呢？”妈
17、妈说：“面团没有发酵，不能用纯碱。”通过查阅资料小影发现小苏打是一种常用的膨松剂，加热后可转化为纯碱。下列有关推断不合理的是()A.小苏打对人体无害B.小苏打能用作膨松剂是因为能产生二氧化碳气体C.吃这种馒头可中和过多的胃酸D.小苏打能和酸反应，所以小苏打属于碱推测碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理推测的具体数据推测的作用原理活动1加入NaHCO3后，蒸出的馒头较为松软，_，略带碱味活动2加入NaHCO3和食醋后，蒸出的馒头更松软答案(1)D(2)色泽发黄NaHCO3受热发生分解产生的CO2气体使馒头变得较为松软，产生的碳酸钠使馒头发黄、略带碱味食醋与NaHCO3反应可产生CO2气体考向突破考向一碳
18、酸钠与碳酸氢钠的性质及应用题目设计1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一()(2)碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效()(3)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异()(4)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化()(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液()题目设计2.(1)等物质的量a.Na2CO3b.NaHCO3分别与足量盐酸反应产生CO2的体积为Va、Vb，Va_Vb(填“”“”或“”，下同)；消耗相同浓度的盐酸体积为Va、Vb，Va_Vb。(2)等质量c.Na2CO3d.NaHCO3分别与足量盐酸反应产生CO
19、2的体积为Vc、Vd，Vc_Vd；消耗相同浓度的盐酸体积为Vc、Vd，Vc_Vd。提示(1)(2)命题素材Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法题目设计3.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，具体情况如图所示。(1)只根据图、(盐酸足量且固体质量相同)所示实验，能够达到实验目的的是_(填装置序号)，写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象_。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质，写出共同发生的反应的化学方程式(若为离子反应，则写离子方程式)：_、_。(3)若用实验确定NaHCO3比Na2CO3易分解，则试管B中装入的固体是_(填化学式)，原因是_
20、。提示(1)气球膨胀较大；产生气泡较剧烈(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2OCa22OHCO2=CaCO3H2O(3)NaHCO3B试管中的温度低于A试管中的温度考向二侯氏制碱法题目设计4.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。据图回答以下问题：(1)a处通入_(填“CO2”或“NH3”)。(2)c处所放试剂为_。(填“碱石灰”或“蘸稀硫酸的脱脂棉”)提示(1)NH3(2)醮稀硫酸的脱脂棉题目设计5.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：(1)往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是_。(2)从生产
21、流程图可知，可循环利用的物质是_。(3)写出沉淀池中、煅烧炉中反应的化学方程式：_。提示(1)由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生较高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体(2)食盐水，CO2(3)NH3CO2H2ONaCl=NaHCO3NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3CO2H2O基础知识巩固1.(2018江苏化学，1)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()A.光合作用 B.自然降雨C.化石燃料的燃烧 D.碳酸盐的沉积答案C2.(2020武汉模拟)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义
22、。下列说法错误的是()A.碳是构成有机物的主要元素B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C.化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志答案D3.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2，2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Si
23、O2Na2CO3Na2SiO3CO2，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A。答案A4.科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8NaCCl4SiCl4=SiC8NaCl。下列说法不正确的是(双选)()A.SiC和SiO2中Si元素的化合价不相同B.上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物C.SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应D.一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力解析SiC和SiO2中Si元素的化合价均为4，A项错误；SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，B项错误；SiO2制备单质Si需加入还原
24、剂，单质Si制备SiCl4需加入氧化剂，C项正确；一维粒子上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力，D项正确。答案AB5.碳和碳的氧化物是生活中的常见物质，回答下列问题：(1)下列有关说法正确的是_(填字母)。a.利用二氧化碳制造全降解塑料，可以减缓二氧化碳对环境的影响b.金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异c.木炭、一氧化碳在一定条件下都能还原氧化铜d.大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用(2)吸烟对人体有害，燃着的香烟产生的烟气含有一种能与血液中的血红蛋白结合的有毒气体，它是_(填化学式)。(3)影视舞台上经常看到云雾缭绕，使人如入
25、仙境的景象，产生这一影象可用的物质是_(填物质名称)。(4)为减少二氧化碳对环境影响，可将二氧化碳与氢气在300 、200 kPa和催化剂的条件下，反应生成一种清洁燃料甲醇(CH3OH)和水，其反应的化学方程式为_。答案(1)abcd(2)CO(3)干冰(4)CO23H2CH3OHH2O考试能力过关6.(2020南通二调)我国可再生能源法倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是()A.大力发展煤的气化及液化技术B.加快石油等化石燃料的开采和使用C.以CO2为原料生产可降解塑料D.将秸秆进行加工转化为乙醇燃料答案B7.(2015北京理综，27)研究CO2在海洋中的
26、转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式：_。(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：_(CH2O)xx18O2xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试
27、剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x molL1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度_ molL1。解析(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO 。(2) 根据钙化作用的反应物是HCO 和Ca2，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCOCa2=CaCO3CO2H2O。根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的填空为xCO2和2xHO。(3) 该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。根据该滴定过程得关系式：CO2HCOHCl
28、，n(CO2) n(HCl)x molL1y103Lxy103 mol，所以c(CO2) molL1。答案(1)CO2H2OH2CO3、H2CO3HHCO (2)2HCOCa2=CaCO3CO2H2OxCO22xHO(3)A级全员必做题1.(2020昭通模拟)下列我国古代优秀艺术作品中，所用材料不属于无机非金属材料的是()A.商代后母戊鼎B.新石器时代人面鱼纹彩陶盆C.明永乐青花竹石芭蕉纹梅瓶D.三国青瓷羊形烛台答案A2.新材料的新秀石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是()A.石墨烯是一种新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化
29、物C.二者和石墨都是碳的同素异形体D.氧化石墨烯具有一定的亲水性解析石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯因为还含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以具有一定的亲水性，D正确。答案D3.如图是碳循环中的一部分。以下对该图示的理解不正确的是()A.倡导“低碳生活、减少CO2的排放”的思想主要涉及反应B.反应是在植物体内完成的C.反应是造成大气中CO2浓度逐渐升高的主要原因D.反应是人为缓解温室效应的措施答案C4.(2020浙江舟山模拟)月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿
30、物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石(Mg或Fe)2 SiO4等，下列说法或分析不正确的是()A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B.斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O33SiO2C.月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气D.橄榄石中铁为2价解析B项，斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O36SiO2，错误。答案B5.根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是()解析NH4Cl在试管底部分解为NH3和HCl，温度一降低又会生成N
31、H4Cl，无法得到NH3，A错误；通入CO2的导管应长进短出，B错误；CO2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO3沉淀：NH3NaClCO2H2O =NaHCO3 NH4Cl，可用过滤方法分离NaHCO3，C正确；加热NaHCO3会分解：2NaHCO3Na2CO3CO2 H2O，同时对固体加热应在坩埚中进行，D错误。答案C6.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 molL1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(双选)()A.原NaOH溶液的浓度为0.2 molL1B.通入的CO2在标准状况下的体积为44
32、8 mLC.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)n(Na2CO3)13D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)21解析A项，滴加VHCl100 mL时，CO2完全放出，溶液中溶质只有NaCl，nNaOHnHCl0.2 molL10.1 L0.02 mol，c(NaOH)0.2 molL1，正确；B项，由图知，25 mL100 mL段发生反应为HHCO=H2OCO2，n(CO2)n(H)(10025) mL103 LmL10.2 molL11.5102 mol，VCO21.5102 mol22 400 mLmol1336 mL，错误；C项，由2501
33、0025知溶液中溶质成分为Na2CO3、NaHCO3，错误；D项，025 mL段反应为COH=HCO，n(Na2CO3)n(HCl)25 mL103 LmL10.2 molL15103 mol，n(NaHCO3)1.5102mol5103 mol1102 mol，n(NaHCO3)n(Na2CO3)1102 mol5103 mol21，正确。答案AD7.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是()A.实验前两溶液的pH相等B.实验前两溶液中离子种类完全相同C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多D.加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是COCa2=CaCO3
34、解析CO的水解程度大于HCO，Na2CO3溶液的pH较大，A项错误；实验前两溶液中都存在Na、CO、HCO、H、OH，B项正确；题图中左、右两支试管中发生反应的离子方程式分别为COCa2=CaCO3、Ca22HCO=CaCO3H2OCO2，右边试管中HCO不足，生成的沉淀比左边试管中的沉淀少，故C、D项均错误。答案BB级拔高选做题8.(2020淄博实验中学考试)有甲、乙两个完全相同的装置，分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，试管中各有10 mL相同浓度的盐酸(如图)，同时将两个侧管中的物质全部倒入各自的试管中，下列叙述正确的是()A.甲装置的气球膨胀速
35、率大B.若最终两气球体积相同，则一定有c(HCl)2 molL1C.若最终两气球体积不同，则一定有c(HCl)1 molL1D.最终甲、乙试管的溶液中Na、Cl的物质的量相同解析碳酸钠和盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钠，后碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳，所以甲装置的气球膨胀速率小，故A项错误；1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量都是0.01 mol，根据化学方程式：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，若最终两气球体积相同，则说明试管中HCl的物质的量大于或等于0.02 mol，所以其浓度大于或等于2 molL1，故
36、B项正确；若最终两气球体积不同，则所需HCl的物质的量的范围是0n(HCl)0.02 mol，所以0c(HCl)2 molL1，故C项错误；1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3的物质的量相同，都是0.01 mol，所以Na2CO3和NaHCO3中钠离子的物质的量不同，故最终两试管的溶液中Na的物质的量一定不相同，故D项错误。答案B9.(2020会宁高三月考)Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()A.a点对应的溶液中：Na、OH、SO、NOB.b点对应的溶液中：Al3、Fe3
37、、NO、ClC.c点对应的溶液中：Na、Ca2、NO、ClD.d点对应的溶液中：Cl、NO、Fe2、Na解析A项，a点对应溶液中溶质为NaCl、Na2CO3、NaHCO3，OH不能共存，错误；B项，b点对应溶液中溶质为NaHCO3、NaCl，Al3、Fe3不能共存，错误；C项，c点对应溶液中溶质为NaCl，离子组可以共存，正确；D项，d点对应溶液中溶质为NaCl、HCl，NO、Fe2不能共存，错误。答案C10.(2019江西南昌一模，26)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 。在铜催化作用下，HCl与硅在250260 反应可以制得
38、SiH2Cl2。(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的_性。(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为_。(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a()()()()()()()(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为_，后面装置C的作用为_。(5)反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和_、_等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300350 反应生成SiCl4，然后再与HCl在250260 反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会_
39、(用化学方程式表示)。解析(3)A装置制取HCl，连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发出来，在B装置中收集，SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，应选用P2O5或CaCl2，后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中。(6)如果通入气体次序相反，SiH2Cl2会与Cl2继续反应，生成SiCl4、SiHCl3。答案(1)吸水(2)Si2HClSiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2尾气处理和防止空气中的水进入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)Si
40、H2Cl22Cl2SiCl42HCl(或SiH2Cl2Cl2SiHCl3HCl)11.(2017课标全国)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_(填化学式)。解析(1)Fe3容易在pH较小时转换为沉淀，所以需要将Fe2氧化为
41、Fe3。双氧水可以将Fe2氧化为Fe3且不会引入杂质。(2)二氧化硅不与强酸反应，但与HF反应，所以沉淀A是二氧化硅。SiO24HF=SiF42H2O。(3)加热可以促进Fe3、Al3水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。pH为45时Ca2、Mg2不沉淀，Fe3、Al3沉淀，所以沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3。答案(1)将Fe2氧化为Fe3 双氧水(2) SiO2 SiO24HF=SiF42H2O(3)防止胶体生成，易沉淀分离Fe(OH)3 Al(OH)3 12.(2019天津理综，10节选)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：(1)硅
42、粉与HCl在300 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_。SiHCl3的电子式为_。(2)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外，还有_(填分子式)。答案(1)Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)H225 kJmol1(2)HCl、H213.(2020云南模拟)某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL 水(20 )，搅拌，测量温度为T1；.静置恒温后测量温度为T2；.分别加入1
43、0 mL密度约为1.1 gmL1 20%的盐酸(20 )，搅拌，测量温度T3。得到如表1所示的数据：温度试剂T1/T2/T3/Na2CO323.320.023.7NaHCO318.520.020.8回答下列问题：(1)Na2CO3溶于水显碱性，其原因是_(用离子方程式表示)。(2)根据附表(表2)判断：步骤中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解：_。(3)分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水_(填“放热”或“吸热”，下同)，NaHCO3固体溶于水_。(4)甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实
44、验：向盛有10 mL水(20 )的烧杯中加入10 mL_，搅拌，测量温度为22.2 。(5)结合上述探究，下列说法正确的是_。(填标号)A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1 g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2 g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为_(用含m1、m2的代数式表示)。附表：溶解度表(表2)温度溶解度10 20 30 40 Na2CO312.5 g21.5
45、g39.7 g40.0 gNaHCO38.1 g9.6 g11.1 g12.7 g解析(1)Na2CO3为强碱弱酸盐，CO水解导致溶液呈碱性，以第一步水解为主，水解离子方程式为COH2OHCOOH。(2)10 mL水(20 )溶解Na2CO3固体质量为m21.5 g2.15 g0.5 g，10 mL水(20 )溶解NaHCO3固体质量为m9.6 g0.96 g0.5 g，Na2CO3、NaHCO3固体都是全部溶解。(3)分析表1的数据得出：T1 时，Na2CO3固体溶于水温度从20 升高到23.3 ，放热，NaHCO3固体溶于水温度从20 降低到18.5 ，吸热。(4)强酸溶于水放热，盐酸为强
46、酸，所以需增加探究盐酸溶于水温度的变化，即加入10 mL密度约为1.1 gmL1 20%的盐酸搅拌，测量温度为22.2 。(5)盐酸溶于水放热，测量温度为22.2 ，T1 时，NaHCO3固体溶于水温度从20 降低到18.5 ，吸热，两者反应恒温后测量温度T3为20.8 低于22.2 ，所以NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，A正确；用稀盐酸鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液，反应较快的为NaHCO3，能鉴别，B错误；从上述温度变化数值可知Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，C正确。(6)设样品中碳酸氢钠的质量为x。，x，样品中碳酸氢钠的质量分数100
47、%。答案(1)COH2OHCOOH(2)Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解(3)放热吸热(4)密度约为1.1 gmL1 20%的盐酸(20 )(5)AC(6)100%素养说明：近年来，高考中“动态多变量”图像题高频出现，此类试题隐含信息量大，对学生读图获取信息的能力要求较高。解答时多角度、多层面地观察图像，结合化学原理运用数形结合思想建模即可突破问题的关键点。(1)化学原理：向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量依次发生COH=HCO、HCOH=H2OCO2，完成时消耗盐酸的量相等。(2)图像分析依据图像特点判断溶液溶质成分若V(Oa)V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中
48、的溶质为Na2CO3涉及离子方程式Oa：COH=HCOab：HCOH=H2OCO2若V(Oa)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH涉及离子方程式Oa：OHH=H2OCOH=HCOab：HCOH=H2OCO2若V(Oa)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3涉及离子方程式Oa：COH=HCOab：HCOH=H2OCO2若a0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为NaHCO3涉及离子方程式HCOH=H2OCO2题型一已知溶质种类分析反应阶段【典例1】向NaOH和Na2CO3混合溶液
49、中滴加0.1 molL1的稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。据图回答下列问题(1)Oa段发生反应的离子方程式为_。(2)a的值为_。(3)原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为_。解析(1)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1的稀盐酸，发生的反应依次为OHH=H2O、COH=HCO、HCOH=CO2H2O。(2)从图像知生成0.01 mol CO2，根据HCOH=CO2H2O知，消耗HCl的物质的量为0.01 mol，ab段消耗盐酸的体积为0.1 L，a0.40.10.3。(3)根据离子方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01
50、mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol0.02 mol0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此，原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为21。答案(1)OHH=H2OCOH=HCO(2)0.3(3)21题型二分析图像确定溶质种类【典例2】分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 molL1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如下图(分A、B两种情况)：(1)在A情况下，溶质是_(填化学式)，其物质的量之
51、比为_。(2)在B情况下，溶质是_(填化学式)，其物质的量之比为_。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。解析CO2与NaOH溶液反应时，据CO2量与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：CO22NaOH=Na2CO3H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。(3)当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)n(Na)n(Cl)0.2 molL10.15 L0.03 mol，所以c(NaOH)1.5 molL1。答案(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL1
