1、考点规范练9碳的多样性(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第18页一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.北京大学和中国科学院的化学工作者合作已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,且有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析正确的是()A.K3C60中只含离子键,不含有共价键B.1 mol K3C60中含有的离子数目为636.021023C.该化合物在熔融状态下能导电D.该物质的化学式可定为KC20答案:C解析:K3C60中K+和之间为离子键,中C和C之间为共价键,A错;K3C60中的阴离子
2、是,1 mol K3C60中含有3 mol K+和1 mol ,离子数目为46.021023,B错;该物质由K+和构成,不含,故其化学式不是KC20,D错。2.(2015陕西榆林模拟)科学家在不断深入的研究中,发现了一系列新的碳单质,对碳单质的研究已发展成一门独立的科学碳科学。下列关于碳单质的叙述正确的是()A.碳的各种单质互称为碳的同素异形体B.碳元素的各种单质结构虽然不同,但性质差别不大C.碳元素的单质性质不同,其用途相同D.碳元素的单质只有金刚石、石墨和C60答案:A解析:碳的不同单质原子间的排列方式不同,物理性质差别较大,化学性质相似,如金刚石和石墨燃烧均生成CO2;金刚石、石墨和C6
3、0只是三种主要的碳单质。3.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2,溶液不变浑浊,先通入CO2再通入氨气,溶液变浑浊CaCl2溶液B通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色退去Ca(ClO)2溶液D通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊Ca(OH)2溶液导学号95380210答案:B解析:CO2通入CaCl2溶液中无浑浊,再通入NH3,与CO2、H2O反应生成C,故生成CaCO3沉淀,A项正确;B项CO2与Na
4、2SiO3溶液反应生成H2SiO3沉淀,继续通CO2沉淀不会消失,B项错误;CO2通入Ca(ClO)2溶液生成CaCO3沉淀和HClO,加入品红溶液退色,故C项正确;CO2通入Ca(OH)2溶液中生成CaCO3沉淀,继续通CO2生成可溶的Ca(HCO3)2,再加入NaOH溶液,又生成CaCO3沉淀。4.实验室用石灰石和盐酸制取CO2时,最佳的除杂试剂和方法是()A.水、浓硫酸洗气B.饱和Na2CO3溶液、浓硫酸洗气C.饱和NaHCO3溶液、浓硫酸洗气D.NaOH溶液、浓硫酸洗气答案:C解析:实验室制得的CO2中含有HCl和水蒸气,一般用饱和NaHCO3溶液吸收HCl,再用浓硫酸吸收水蒸气。5.
5、为验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠,下列实验操作及判断正确的是()A.观察加热时能否放出气体B.观察滴加盐酸时能否放出气体C.溶于水中,滴加澄清石灰水,观察是否有沉淀生成D.溶于水中,滴加少量氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成答案:D解析:NaHCO3稳定性不如Na2CO3,受热时NaHCO3分解放出气体,故A项不正确;加盐酸时均放出气体,现象不明显,B项不正确;滴加澄清石灰水,NaHCO3会与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,Na2CO3也会与Ca(OH)2反应生成沉淀,故C项不正确;滴加BaCl2溶液,Na2CO3能反应生成BaCO3沉淀,而NaHCO3不能与BaCl2溶液反应,故D项
6、正确。6.有两个分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶,因标签失落而无法区分。有4位同学为鉴别它们,分别设计了下列四种不同的方法,其中可行的是()A.分别取样配成溶液,再加入澄清石灰水,观察是否有沉淀生成B.分别取样后,加入相同浓度和相同体积的稀盐酸,观察反应的快慢C.分别取样加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生D.分别取样配成溶液,在火焰上灼烧,观察火焰的颜色答案:C解析:NaHCO3的稳定性比Na2CO3要差,受热时NaHCO3分解生成CO2气体而Na2CO3不分解,故C项正确。7.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1.06 g Na2CO3和0.8
7、4 g NaHCO3,A、B中分别有10 mL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.A装置的气球膨胀速率大B.若最终两气球体积相同,则盐酸的浓度一定大于或等于2 molL-1C.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1 molL-1D.最终两试管中Na+、Cl-的物质的量一定相同导学号95380211答案:B解析:n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.01 mol,依据Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2可知,当两者均完全反应时最终两气球体积相同,说明盐酸足量,B选项正确;C选项
8、应该小于2 molL-1,错误;依据元素守恒,可知最终两试管中Na+的物质的量一定不同,Cl-的物质的量一定相同,D选项错误。8.(2015河南南阳模拟)下列实验装置不能达到实验目的的是()答案:D解析:Na与水反应放热,气体压强增大,红墨水出现液面差,故A可达到实验目的;CO2与NaOH反应,压强减小,可形成喷泉,故B可达实验目的;可用光洁无锈的铁丝做焰色反应实验,故C可达到实验目的;套装大试管加热温度较高,NaHCO3放在大试管中,可能是由于温度高使NaHCO3分解,因此不能说明NaHCO3容易分解,故D不能达到实验目的。9.(2015山东潍坊模拟)将0.84 g NaHCO3和1.06
9、g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()导学号95380212答案:D解析:NaHCO3和Na2CO3的物质的量均为0.01 mol,当滴加0.1 molL-1盐酸时,发生的反应依次为:Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2,故开始滴加0.1 L盐酸时不会产生气泡,再滴加盐酸产生气泡,当滴加到0.3 L盐酸时,NaHCO3全部反应,故D正确。10.现有25 mL 2 molL-1的Na2CO3溶液和75 mL 1 molL-1的稀盐酸。(1)将N
10、a2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中;(2)将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中。两操作的现象及结果(标准状况下)为()A.现象相同,所得气体的体积相等B.现象相同,所得气体的体积不等C.现象不同,所得气体的体积相等D.现象不同,所得气体的体积不等答案:D解析:n(Na2CO3)=2510-3 L2 molL-1=0.05 mol,n(HCl)=7510-3 L1 molL-1=0.075 mol,操作(1)的反应为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2,还有Na2CO3有余,生成CO2的物质的量为 mol=0.037 5 mol,操作(2)的反应为Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl
11、,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2,生成的CO2的物质的量为0.075 mol-0.05 mol=0.025 mol。从反应方程式可知,两实验产生的现象不同,生成的CO2的体积也不同。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(2015江苏盐城模拟)(14分)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 molL-1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),其物质的量之比为。(2)在B情况下,溶质是(填化
12、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。答案:(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL-1解析:CO2通入NaOH溶液中进行反应时,有这样两个阶段:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(恰好反应);Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,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
13、。据元素守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 molL-10.15 L=0.03 mol,所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.03 mol0.02 L=1.5 molL-1。12.(16分)某研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质和用途,进行了如图所示实验:(1)若用实验来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则试管B中装入的固体最好是,实验现象是。(2)若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体,能达到实验目的的是(填装置序号)。其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO2而不选择碳酸钠的实验是。(3)若测定Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3的质量分数,
14、能否达到实验目的?若能,请说明其计算所需的数据;若不能,请简要说明理由。答案:(1)NaHCO3左边试管中的澄清石灰水变浑浊(2)、(3)能固体样品的质量和沉淀总质量(或反应前后固体的质量)解析:(1)因为NaHCO3不稳定,加热时易分解;而Na2CO3稳定,加热时不易分解,故把NaHCO3放入内层小试管中更有说服力。(2)因为Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应时都能放出CO2,故不可以;等物质的量浓度的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液与稀盐酸反应时,NaHCO3的反应更剧烈,故可以;加热NaHCO3和Na2CO3固体时,NaHCO3受热分解,Na2CO3不分解,故、也可以。(3)需要知道
15、混合物的总质量和生成沉淀的质量或反应前后试管内固体的质量。13.(2015北京理综)(20分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,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HC占95%,写出CO2溶于水产生HC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)x+x18O2+xH2O(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
16、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剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x molL-1 HCl溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度= molL-1。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理:。用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。导学号95380213答案:(1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HC(2)2HC+Ca2+CO2+CaCO3+H2OxCO22xO(3)(4)a室发
17、生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入b室,发生反应H+HCH2O+CO2c室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH解析:(1)CO2溶于水生成二元弱酸碳酸,碳酸电离出碳酸氢根和氢离子:CO2+H2OH2CO3、H2CO3H+HC。(2)根据示意图可知碳酸氢根与钙离子结合生成碳酸钙和CO2,则根据原子守恒可知还有水生成,离子方程式为2HC+Ca2+CO2+CaCO3+H2O。在光合作用中产生的氧气来自于水,因此反应为xCO2+2xO(CH2O)x+x18O2+xH2O。(3)根据实验原理可知装置的作用之一是酸化,其次还需要将CO2吹出,在酸化过程中要选择难挥发性的酸,因此选择酸化的试剂为稀硫酸,因此装置图为。根据化学方程式可知,在滴定过程中存在守恒关系:HCH+,则n(H+)=xy10-3 mol,溶液的体积V=0.001z L,所以根据c=可知c= molL-1。(4)电解池中,a室中发生反应:2H2O-4e-O2+4H+,H+通过阳离子交换膜进入b室,发生反应H+HCH2O+CO2,从而达到提取CO2的目的。c室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口的pH。
