高中一轮复习化学跟踪检测（九）碳的多样性

跟踪检测（九）碳的多样性1．(2018·枣庄模拟)下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是()A．过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B．一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C．金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质也不同D．锅炉中水垢的主要成分为CaCO3和MgCO3解析：选D锅炉中水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，D项错误。2．碳元素单质及其化合物与人们的生活密切相关，某同学对其认识不正确的是()A．碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多症B．热的纯碱可去除油污C．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔D．C60可用于制作切削工具解析：选D用于制作切削工具的是硬度大的金刚石，C60可用作新型催化剂或催化剂的载体，D项错误。3．比较归纳是化学学习常用的方法。对C、CH4和CO三种物质的转化关系：①C→CO2；②CH4→CO2；③CO→CO2，比较归纳正确的是()A．三种转化发生的都是化合反应B．三种物质都只能跟氧气发生反应转化为CO2C．三种物质都能在点燃的条件下转化为CO2D．三种转化中所有的生成物在常温下都是气体解析：选CC与CO都可以通过化合反应转化为二氧化碳，而CH4在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，不属于化合反应，故A不正确；C与CO除可通过与氧气反应转化为二氧化碳外，还可与金属氧化物发生氧化还原反应转化为二氧化碳，故B不正确；三种物质C、CO、CH4都具有可燃性，点燃时都能生成二氧化碳，故C正确；C与CO都可与金属氧化物发生氧化还原反应转化为二氧化碳，同时生成固体金属单质，甲烷燃烧生成二氧化碳和常温下为液体的水，故D不正确。4．(2018·淮北模拟)某气体由常见的一种或多种气体组成，经测定其中只含有碳、氧两种元素，碳、氧元素的质量比为3∶8，则关于该气体的说法正确的是()A．该气体一定是纯净物B．该气体一定是CO、CO2的混合物C．该气体中所含的物质最多只有2种D．该气体可能含有3种成分解析：选D根据题意可知，碳、氧两种元素组成的气体可能为氧气、臭氧、一氧化碳、二氧化碳。其中氧气、臭氧中不含碳元素，即可理解为碳、氧元素质量比为0。碳、氧元素的质量比为3∶8，则C原子与O原子个数之比为1∶2，CO中C原子与O原子个数之比为1∶1，CO2中C原子与O原子个数之比为1∶2，故该气体中可能只含有CO2，若含有CO，另外组分的平均C原子与O原子个数比应小于1∶2，A、B项错误，该气体可能为CO2、CO、O2三种气体混合，C项错误，D项正确。5．(2018·枣庄模拟)CO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀，在如图右侧的Y形管中放置合适的药品，进行合理操作，在BaCl2溶液中可以看到白色沉淀。右侧Y形管中放置的药品是()A．CaO和浓氨水 B．Cu和浓硝酸C．Na2SO3和较浓硫酸 D．KMnO4溶液和浓盐酸解析：选A由图可知，右侧Y型管中应能生成碱性气体，CaO和浓氨水加热生成氨气，通入BaCl2溶液和CO2反应生成COeq\o\al(2－,3)，与Ba2＋结合生成BaCO3沉淀。6．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W0g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理(除W0外)的是()选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100mL溶液，取10mL，加入甲基橙，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重的质量C重量法样品放入烧瓶中，置于天平上，加入足量盐酸减轻的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排水体积解析：选AA项，用甲基橙作指示剂，发生反应Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑，根据消耗HCl的物质的量可确定Na2CO3的含量，正确；B项，CO2中含有水蒸气，导致结果偏大，错误；C项，CO2挥发带出水蒸气，导致结果偏大，错误；D项，CO2能溶于水，不能用排水法收集，可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集，错误。7.如图所示，甲、乙、丙、丁分别代表Na2CO3、NaOH、NaHCO3、CO2四种物质，a、b、c、d、e、f分别表示两种物质间的转化关系。对于图中两种物质间的转化，通过一步反应就能实现的有()A．只有a、b、c、d B．只有b、c、d、eC．只有c、d、e、f D．a、b、c、d、e、f解析：选Da反应可以是Na2CO3与Ba(OH)2的反应；向NaOH溶液中通入过量的CO2，可以实现反应b；NaHCO3与酸反应可以生成CO2，c反应能够实现；CO2与NaOH反应可以生成Na2CO3，d反应能够实现；Na2CO3溶液中通入CO2能够实现反应e；NaHCO3受热分解或与NaOH反应，能够实现反应f。8.(2018·淄博模拟)W、X、Y、Z都是中学化学中的常见物质，其中W、X、Y均含有同一种元素，W是一种强碱，Y为厨房中的用品，在—定条件下相互转化关系如图(部分反应中的水已略去)。下列有关X、Y的说法正确的是()A．可以用BaCl2或CaCl2稀溶液或Ba(OH)2稀溶液鉴别X、Y两种溶液B．分别取等质量的X、Y两种固体与等体积、等浓度的盐酸反应，产生气体的速率一样C．取agX、Y的混合物充分加热，固体质量减重bg，由此可计算出混合物中X的质量分数D．取agX、Y的混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被碱石灰完全吸收，增重bg，由此可计算出混合物中X的质量分数解析：选CW是一种强碱，Y为厨房中的用品，结合题图可知W为NaOH，Y为NaHCO3，X为Na2CO3，Z为CO2。A项，可以用BaCl2或CaCl2稀溶液鉴别NaHCO3、Na2CO3两种溶液，但不能用Ba(OH)2稀溶液鉴别，错误；B项，NaHCO3、Na2CO3两种固体与等体积、等浓度的盐酸反应，NaHCO3产生气体的速率要快一些，错误；C项，利用固体质量的差值，可根据NaHCO3分解的化学方程式计算出NaHCO3的质量，从而计算出Na2CO3的质量分数，正确；D项，增重的bg气体的质量不全是CO2的质量，还有H2O的质量，所以不能测定Na2CO3的质量分数，错误。9．(2018·哈尔滨模拟)将一定体积的CO2通入VLNaOH溶液中，已知NaOH无剩余。若在反应后的溶液中加入足量澄清石灰水，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的体积为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：选Ca、b的关系不确定，无法计算参加反应的CO2的体积，A错误；若NaOH完全反应，则产物可以是碳酸钠、碳酸氢钠或者是两者的混合物，由于氯化钙不与碳酸氢钠反应，所以当a＝b时，则CO2与NaOH溶液反应的产物盐只有碳酸钠，当b为0时，则CO2与NaOH溶液反应的产物盐只有碳酸氢钠，当a>b>0时，则CO2与NaOH溶液反应的产物盐为两者的混合物，所以C正确，D错误；若a＝b，由Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl,2NaCl～2NaOH可计算出NaOH的物质的量，溶液的体积已知，则可计算其浓度，B项错误。10.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是()A．Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2OB．ab段与cd段所发生的反应相同C．de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失D．bc段反应的离子方程式是2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：选BCO2优先与Ba(OH)2反应(图像中Oa段)，然后与KOH反应(图像中ab段)，接着与KAlO2反应(图像中bc段)，再与K2CO3反应(图像中cd段)，最后与BaCO3反应(图像中de段)。11．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且(2)(3)(4)图中分别有OA<AB，OA＝AB，OA>AB，则下列分析与判断不正确的是()A．M中只有一种溶质的有(1)和(3)B．M中有两种溶质的有(2)和(4)C．(2)图显示M中c(NaHCO3)<c(Na2CO3)D．(4)图显示M中的溶质为NaOH和Na2CO3解析：选C发生的反应为NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O，由方程式可知Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸与NaHCO3反应消耗盐酸体积相等。A项，图(1)中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种，为NaHCO3，图(3)中OA＝AB，说明溶质只有Na2CO3，正确；图(2)中OA<AB，说明含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，图(4)中OA>AB，说明含有NaOH和Na2CO3两种溶质，B、D项正确；C项，图(2)中OA<AB，说明含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，当AB<2OA时，M中c(NaHCO3)<c(Na2CO3)，当AB>2OA时，M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)，错误。12．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，如图所示。(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是________________________________________________________________________。(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)若用实验Ⅱ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(填化学式)________________________________________________________________________。解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3受热易分解的性质进行鉴别。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠受热易分解。答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的(2)2NaHCO3△,Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO313．我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(1)利用上述反应原理，设计如下图所示装置，制取碳酸氢钠晶体，B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，C烧杯中盛有冰水，D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去。制取碳酸氢钠晶体可供选用的药品有：a．石灰石b．生石灰c．6mol·L－1盐酸d．稀盐酸e．浓氨水f．饱和氯化钠溶液①A中制备气体时，所需药品是____________(填字母)；②B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是____________________________________________________________________________________________________________；③在实验过程中，向C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_____________________________________________________________________________________________________________________________________；④E装置向C中通气的导管不能插入液面下的原因是________________________________________________________________________。(2)该小组同学为了测定C中所得晶体碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质)，将晶体充分干燥后，称量质量为wg。再将晶体加热到质量不再变化时，称量所得粉末质量为mg。然后进行如图所示实验：①在操作Ⅱ中，为了判断加入氯化钙溶液是否过量，其中正确的是________(填字母)；a．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中继续加入少量氯化钙溶液b．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中再加入少量碳酸钠溶液c．在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，取上层清液再加入少量碳酸钠溶液②操作Ⅲ的方法为______________、________________、________________；③所得晶体中碳酸氢钠的纯度为________________________________________。解析：(1)①制取CO2是用石灰石和盐酸在烧瓶中发生反应产生的，由于CO2在水中溶解度不大，所以导气管要伸入到液面以下，而制取氨气是将e浓氨水滴入到盛有b生石灰的烧瓶中反应制取的，氨气在水中非常容易溶解，所以导气管要在液面以上，根据在C中导气管的长短可知：在A中制备CO2气体，所需药品是ac；②用盐酸制取CO2气体时，由于盐酸有挥发性，所以其中含有杂质HCl，在B中盛有饱和碳酸氢钠溶液，其作用就是除去CO2中的杂质HCl；③CO2在水中的溶解度小，产生的HCOeq\o\al(－,3)的浓度也就小，不容易形成NaHCO3的饱和溶液，所以难形成沉淀，因此在实验过程中，向C中先通入NH3使溶液呈碱性，能吸收大量CO2气体产生较高浓度的HCOeq\o\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶体；④E装置向C中通气的导管不能插入液面下是为了防止倒吸现象的发生。(2)①在操作Ⅱ中，为了判断加入氯化钙溶液是否过量，其中正确的是a。在加入氯化钙溶液后，振荡、静置，向溶液中继续加入少量氯化钙溶液，若不出现白色沉淀，就证明氯化钙溶液过量，若产生白色沉淀，就证明氯化钙溶液不足量。因此选项是a；②操作Ⅲ的方法是过滤、洗涤、干燥；③方法一、2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，根据方程式可知2×84g＝168gNaHCO3完全分解，会产生106gNa2CO3，固体质量会减轻2×84g－106g＝62g；现在固体质量减轻(w－m)g，所以其中含有的NaHCO3的质量是[2×84(w－m)÷62]g＝eq\f(84w－m,31g)，所以所得晶体中碳酸氢钠的纯度为eq\f(84w－m,31w)；方法二、2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl。根据方程式可得关系式：2NaHCO3～Na2CO3～CaCO3；若含有168gNaHCO3，发生反应会产生CaCO3沉淀100g，现在产生沉淀ng，所以原固体中含有NaHCO3的质量是(168n÷100)g，所以NaHCO3的质量分数是[(168n÷100)g÷wg]×100%＝eq\f(42n,25w)×100%。答案：(1)①ac②除去CO2中的HCl③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HCOeq\o\al(－,3)，才能析出NaHCO3晶体④防倒吸(2)①a②过滤洗涤干燥③eq\f(42n,25w)×100%eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(或\f(84w－m,31w)))14．烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是________________________________________________________________________。②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是________________________________________________________________________。(2)向100mL1mol·L－1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.______________________________________________________________________，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ._____________________________________________________________________。①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为________g。②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依