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【步步高】2022届高考化学一轮复习 3-1 碳的多样性 鲁科版
【步步高】2022届高考化学一轮复习 3-1 碳的多样性 鲁科版
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第三章自然界中的元素第一讲碳的多样性一、选择题1.碳是自然界的基本构成元素之一,在自然界中,不停地转化、循环,构成了生机盎然的物质世界,如图为自然界中碳的循环图。下列有关分析不合理的是( )A.过程①中还可能有另外的含碳物质产生B.碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的C.加速过程②将有利于社会的可持续发展D.只有使图中所示的各转化的总体保持基本平衡,才能维持大气中CO2的含量相对稳定解析 首先读懂图,看清楚过程①、②表示的意义,再提取所学知识逐项验证。腐生生物在微生物作用下分解,不但能生成CO2,也会生成其他含碳物质,如CH4等,A项正确;据图示可知,碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的,B项正确;加速化石燃料的开发利用不利于社会的可持续发展,C项不正确;只有CO2的释放和消耗保持基本平衡,才能维持大气中CO2的含量相对稳定。答案 C2.C60的发现导致了一门新兴学科——球碳化学的兴起。C60指由60个碳原子结合在一起形成的C60分子所组成的物质,C60分子与现代足球非常相似,故C60又叫足球烯。目前已证明,C60与金属钾作用得到一种物质K3C60,其在低温下具有超导性能。下列说法中,不正确的是( )A.C60是一种含碳化合物B.C60是碳元素的一种单质C.K3C60是一种新型的化合物D.在C60和K3C60中,碳元素分别以游离态和化合态存在解析 C60是单质。8\n答案 A3.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H2SO4洗气B.饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4洗气C.饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4洗气D.NaOH溶液,浓H2SO4洗气解析 实验室用石灰石和盐酸制取的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。答案 C4.有关Na2CO3和NaHCO3的下列叙述中错误的是()A.相同质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2少B.将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀,加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀C.向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2气体会出现浑浊D.Na2CO3中含少量NaHCO3,可用加热的方法除去答案 B5.将CO2通入100mL某浓度的石灰水中,所得沉淀质量与通入CO2体积(标准状况)的关系如图所示,则石灰水浓度为( ) A.0.03mol·L-1B.0.015mol·L-1C.0.025mol·L-1D.0.0125mol·L-1解析 当生成的CaCO3沉淀恰好溶解时,消耗CO256mL,此时恰好发生反应:Ca(OH)2+2CO2===Ca(HCO3)2n[Ca(OH)2]=×=0.00125mol,[Ca(OH)2]==0.0125mol·L-1。答案 D6.将空气缓慢通过如图所示装置后,在试管中收集到少量稀有气体。空气在通过a~d装置时,依次除去的气体是( )8\nA.O2、N2、H2O、CO2 B.CO2、H2O、O2、N2C.H2O、CO2、N2、O2D.N2、O2、CO2、H2O解析 空气通过不同试剂除去的气体依次为CO2、H2O、O2、N2,余下稀有气体。答案 B7.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A.取a克混合物充分加热,减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体答案 C8.将一定体积的CO2通入VLNaOH溶液中,已知NaOH完全反应。若在反应后的溶液中加入足量石灰水,得到ag沉淀;若在反应后的溶液中加入足量CaCl2溶液,得到bg沉淀,则下列说法正确的是( )A.参加反应的CO2体积为0.224aLB.用上述数据不能确定NaOH溶液的物质的量浓度C.若a=b,则CO2与NaOH溶液反应的产物盐只有Na2CO3D.b可能等于a、小于a或大于a解析 A项,题目未告知是否是标准状况,故CO2物质的量不可求;B项,根据bg可求n(Na2CO3),再利用(a-b)g可求出n(NaHCO3),故n(NaOH)可求;D项,b只能小于或等于a。答案 C二、非选择题9.现有A、B、C、D四种化合物都含钾元素,A、B、C和足量的盐酸反应后,均可生成D;若将固体C加热后可生成A和无色无味的气体E,该气体能使澄清石灰水变浑浊;若在A溶液中通入足量E,可生成C;若B与C的溶液混合可生成A。请回答下列问题。(1)推断A、B、C、D的化学式:A:____________;B:____________;C:____________;D:____________。(2)A溶液中通入足量E反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________。8\n(3)B溶液与C溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________。解析 该题的突破口是C加热后生成A和E,E能使澄清石灰水变浑浊,再结合B与C反应生成A,可推出各物质。答案 (1)K2CO3 KOH KHCO3 KCl(2)CO32-+CO2+H2O===2HCO3-(3)OH-+HCO3-===H2O+CO32-10.Na2CO3是一种重要的化工原料,某学生甲拟在实验室中测Na2CO3的纯度。他利用图1中给出的仪器设计了图2所示的装置(装置图中所用塞子均未画出;杂质不参与反应),其中M内盛有Na2CO3样品10.0g,分液漏斗内盛有稀硫酸,N内盛有碱石灰固体。他利用碱石灰的增重来求算Na2CO3的纯度。图1图2(1)学生乙认为,按学生甲设计的装置进行实验,存在明显缺陷,其中导致测定结果偏低的是_______________________________________________________。(2)学生乙对学生甲设计的实验装置进行了改进(如图3)。实验室中可供选择的药品:Zn粒、浓H2SO4、稀H2SO4、NaOH溶液、碱石灰、CaCO3、水。图3请回答下列问题:①B、D虚线框内是否需要添加装置,若需要,在相应虚线框内画出装置图(并注明药品);若不需要,在相应虚线框内打“×”;②A装置中分液漏斗内液体为__________,U形管内药品为________;装置F的作用为________________________________________________________________________;③如果B、D内部不设计任何装置而直接连通A、C、E,则实验结果将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);8\n④如果实验后E装置质量增重3.96g,则该Na2CO3样品的纯度为________。解析 (1)M中H2SO4与Na2CO3反应产生的CO2不能完全进入N装置,还有部分残留在M及导气管中,可在M之前加一产生H2的装置,利用生成的H2将产生的CO2全部赶至N装置中。(2)进入B中的气体有H2、H2O(g),因此B中不需要添加装置,D中需浓H2SO4进行干燥,否则E中碱石灰会增重偏多,导致结果偏高,F则是防止空气中的CO2和水蒸气被碱石灰吸收。n(CO2)=n(Na2CO3)==0.09mol,m(Na2CO3)=0.09mol×106g·mol-1=9.54g,w(Na2CO3)=×100%=95.4%。答案 (1)反应产生的CO2气体没有被碱石灰完全吸收(2)①B中:×D中:②稀H2SO4 Zn粒 防止空气中的CO2和水蒸气被E中碱石灰吸收③偏高 ④95.4%11.某天然碱(纯净物)可看作是由CO2和NaOH反应后的产物所组成,其化学式为xNa2CO3·yNaHCO3·zH2O。某化学兴趣小组为确定x、y、z的值进行如下实验:称取3.32g天然碱样品于装置Ⅰ或装置Ⅱ中加热至300℃,恒重后停止加热;过滤沉淀,洗涤、烘干、称重。(1)按照上述实验过程,该化学兴趣小组至少使用________次天平。(2)将天然碱样品加热,冷却至室温,称量其质量为b1g,再次加热并冷却至室温称量其8\n质量为b2g,且b1-b2=0.3,接下来的操作应当是________。(3)你认为选择________(填“装置Ⅰ”或“装置Ⅱ”)进行实验为佳。选择的理由是________________________________________________________________________。(4)有一学生在加热过程中对剩余固体进行多次称重(处理数据时已经减去仪器质量),并描出如下曲线:①写出t1→t2反应的化学方程式:___________________________________________。②通过上述曲线确定天然碱样品的化学式:_____________________________________。解析 本题用实验的方法确定CO2与NaOH的物质的量,进而确定反应物的化学式。第(1)问应称五次质量,分别是称样品的质量、样品和试管的总质量、加热后的质量、再加热后的质量、过滤后沉淀的质量。第(2)问,只有当两者之间的差值小于0.1g时,才认为失水结束,所以还要继续加热。(3)选装置Ⅱ,因为Ⅰ中会有部分CO2滞留在试管和导管中,从而影响测量结果;而装置Ⅱ,生成的CO2可以用右侧的空气推动进入澄清石灰水中。第(4)题从图象分析知两次减小质量,第1次应是失水,第2次是NaHCO3的分解。分析出水的质量为3.32-2.96=0.36(g),NaHCO3的质量(利用差量法)为(2.96-2.65)×2×84/62=0.84(g),Na2CO3的质量为3.32-0.36-0.84=2.12(g),其物质的量比值为n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)∶n(H2O)=2∶1∶2,化学式为2Na2CO3·NaHCO3·2H2O。答案 (1)5(2)继续加热(3)装置Ⅱ 选用装置Ⅰ会有少量CO2仍留在试管中,造成的误差大(4)①2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(或xNa2CO3·yNaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑)②2Na2CO3·NaHCO3·2H2O12.(1)有关研究表明CO28\n在大气中含量增大,导致地球表面的温度升高,即温室效应。①为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人设想将CO2分子液化或制成干冰,封存于地下或海底,以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化,可采用的措施是________。A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温快速、有效地减缓大气中的CO2,可采用的生态学措施是____________。A.使用天然气等燃料B.控制全球人口增长C.植树造林,保护森林D.立即停止煤和石油的燃烧(2)将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中,为了测定其溶液的成分,向该溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸。所加入盐酸的体积与产生CO2气体的体积(标准状况)的关系如图所示。①写出OA段所发生反应的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________________。②当加入35mL盐酸时,产生CO2的体积为____________mL(标准状况)。③溶液中所含的物质有____________________________________________________,其物质的量之比为________________________________________________________。解析 (1)①气态CO2变为液态或固态,需要减小分子间距离,加压、降温都可达到这一目的。②树木生长过程中的光合作用消耗CO2,如果大量植树,则消耗CO2的量是巨大的。(2)由图像所消耗的盐酸及产生的V(CO2)可知,此溶液的溶质是NaOH、Na2CO3。OA段H+先与OH-反应生成H2O,后又与CO32-反应生成HCO3-。AB段发生反应H++HCO3-===CO2↑+H2O,当加入35mL盐酸时,消耗的n(H+)=(35-25)mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1=0.01mol,则V(CO2)=224mL。由CO32-+H+===HCO3-,H++HCO3-===CO2↑+H2O,则n(CO32-)=nAB(H+)=(45-25)mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1=0.02mol,n(OH-)=[25-(45-25)]mL×10-3L·mL-1×1mol·L-1=0.005mol,所以8\nn(NaOH)∶n(Na2CO3)=n(OH-)∶n(CO32-)=0.005∶0.02=1∶4。答案 (1)D C (2)①H++OH-===H2O;CO32-+H+===HCO3- ②224 ③NaOH、Na2CO3 1∶48
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高考 - 一轮复习
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