碳及其化合物的性质与实验探究(含解析)

2020届高考化学第二轮专题复习课时提升训练碳及其化合物的性质与实验探究一、选择题1、通过资源化利用的方式将CO2转化为具有工业应用价值的产品(如图所示)，是一种较为理想的减排方式，下列说法中正确的是()A．CO2经催化分解为C、CO、O2的反应为放热反应B．除去碳酸钠固体中少量NaHCO3可用热分解的方法C．过氧化尿素和SO2都能使品红溶液褪色，其原理相同D．由CO2和H2合成甲醇，原子利用率达100%答案：B解析：A项，该反应应为吸热反应，故不正确；C项，过氧化尿素使品红溶液褪色是利用它的强氧化性，而二氧化硫使品红溶液褪色是利用它与品红试剂化合生成不稳定的无色物质，原理不相同，故不正确；D项，由图示可知，二氧化碳与氢气合成甲醇的原子利用率不是100%，故不正确。2、往含0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体的体积为6.72L(标准状况下)时立即停止，则在这一过程中，溶液中离子数目和通入CO2气体的体积关系正确的图像是(气体的溶解忽略不计)()答案：C3、用四种溶液进行实验，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，溶液变浑浊饱和Na2CO3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，红色褪去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，又变浑浊澄清石灰水答案：B解析：A项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，因而会析出NaHCO3晶体；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。4、下列除杂(括号内为杂质)所选用的试剂及操作方法均正确的一组是()选项待提纯的物质选用的试剂操作方法ANaOH(Na2CO3)盐酸BCO2(CO)CuO加热CFe(Zn)稀硫酸过滤DCO2(HCl)Na2CO3溶液洗气答案：B解析：A中NaOH、Na2CO3均与盐酸反应，C中Fe、Zn均与稀硫酸反应，D中CO2、HCl均与Na2CO3溶液反应，因此A、C、D均错误。B中CO还原CuO可生成CO2，正确5、高炉炼铁中，主要发生如下反应：①C＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))CO2②C＋CO2eq\o(=,\s\up8(高温))2CO③3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高温))2Fe＋3CO2④CaCO3eq\o(=,\s\up8(高温))CaO＋CO2↑⑤CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up8(高温))CaSiO3其中既属于化合反应又属于氧化还原反应的有()A．1个 B．2个C．3个 D．4个答案：B解析：①②③反应属于氧化还原反应，④⑤反应属于非氧化还原反应；①②反应既属于化合反应又属于氧化还6、适量CO2通入含0.8gNaOH的碱溶液中，将所得的溶液在减压、低温下蒸干后得到1.37g固体物质，则该固体物质的成分是()A．Na2CO3 B．NaHCO3C．Na2CO3、NaHCO3 D．Na2CO3、NaOH答案：C解析：n(NaOH)＝0.8g/40g·mol－1＝0.02mol。若CO2与NaOH恰好完全反应生成Na2CO3，则m(Na2CO3)＝eq\f(1,2)×0.02mol×106g·mol－1＝1.06g；若CO2与NaOH恰好完全反应生成NaHCO3，则m(NaHCO3)＝0.02mol×84g·mol－1＝1.68g，因1.06<1.37<1.68，故固体物质是Na2CO3和NaHCO3的混合物。]7、用四种溶液进行实验，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通入足量CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，再加入稀盐酸，浑浊消失Ba(OH)2溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入紫色石蕊试液，溶液最后变红色Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液先浑浊后澄清，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水答案：C解析：饱和Na2CO3溶液通入足量CO2，生成的NaHCO3溶解度较小，因此溶液中有晶体析出，A正确；Ba(OH)2溶液通入CO2，生成BaCO3沉淀，该沉淀溶于稀盐酸，B正确；Ca(ClO)2溶液通入CO2，生成CaCO3沉淀和HClO，而HClO可以使紫色石蕊试液先变红后退色，C错误；澄清石灰水通入CO2，先生成CaCO3沉淀，随后沉淀溶解生成Ca(HCO3)2，再加入NaOH溶液，Ca(HCO3)2与NaOH反应生成CaCO3沉淀，D正确。二、非选择题8、将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中，为了测定溶液的成分，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二氧化碳气体体积(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，所产生的CO2的体积(标准状况)是________mL。(3)溶液中所含的物质有__________________，其物质的量之比为______________。解析：由图像所消耗的盐酸的体积及产生的CO2的体积可知，此溶液的溶质是NaOH、Na2CO3。OA段H＋先与OH－反应生成H2O，再与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)。AB段发生反应H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O。35mL时产生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25)mL×10－3L·mL－1×1mol·L－1＝0.01mol，则V(CO2)＝224mL。由H＋＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，则n(COeq\o\al(2－,3))＝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n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝n(OH－)∶n(COeq\o\al(2－,3))＝0.005mol∶0.02mol＝1∶4。答案：(1)H＋＋OH－=H2O，COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)(2)224(3)NaOH、Na2CO31∶49、综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________(填字母)。a．可在碱性氧化物中寻找b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找c．可在具有强氧化性的物质中寻找(2)Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是_______________________________________。答案：(1)ab(2)CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3解析(1)CO2为酸性气体，故可用碱性氧化物Li2O、Na2O、MgO等来吸收，a正确；ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物多为碱性金属氧化物，可在其中寻找吸收CO2的其他物质，b正确；CO2中C元素呈最高价，加入具有强氧化性的物质不反应，c错误。(2)CO2与Li4SiO4反应生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3。10、如图所示为炼铁实验装置，按下列要求回答问题：(1)写出有标号的仪器名称：①________、②________。(2)在A装置的硬质玻璃管中观察到的现象是_______________；B装置中观察到的现象是________________________；装置C处气体燃烧时产生________色火焰。(3)写出B、C两部分所发生反应的化学方程式：B____________________________________________________。C____________________________________________________。解析：炼铁中的主要反应为3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高温))2Fe＋3CO2，反应物CO过量，通过点燃将尾气中的CO处理掉。答案：(1)铁架台酒精灯(2)红棕色粉末变黑澄清石灰水变浑浊淡蓝(3)CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O2CO＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2CO211、(1)通常用小苏打的饱和溶液除去CO2中的HCl，反应的离子方程式为________________________，不能用Na2CO3饱和溶液的原因是________________________(用离子方程式表示)。写出NaHCO3与NaOH反应的离子方程式：_______________________________。(2)如图为一定量Ca(OH)2饱和溶液中通入CO2后，产生CaCO3白色沉淀的质量与通入CO2体积之间的关系曲线。试回答：①AB段发生反应的化学方程式是________________。②OA段曲线和AB段曲线所消耗的CO2的体积之比是________。③B处溶液中存在的浓度较大的两种离子是________(填离子符号)。④将B处生成的溶液煮沸，可见到的现象是________。解析：(1)小苏打与CO2不反应，能与盐酸反应；Na2CO3饱和溶液能与CO2反应。(2)OA段发生反应：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，AB段发生反应：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2。B处溶液中的溶质是Ca(HCO3)2，受热分解生成CaCO3沉淀和CO2气体。答案：(1)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2OCOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)①CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2②1∶1③Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)④产生白色沉淀和气泡12、某同学用如下图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应，结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象，但通入SO2没有看到浑浊现象。经过思考分析后，该同学改用下图二的装置，将气体收集在注射器，缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先变浑浊再变澄清的现象，且通入SO2产生现象明显比通入CO2快。(1)对比分析两组实验，你认为用图一装置实验时，通入SO2不能出现浑浊的原因可能是______________