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第1節(jié) 碳的多樣性 [課后達(dá)標(biāo)檢測] 一、選擇題 1．(教材改編題)下列環(huán)境問題與二氧化碳的排放有關(guān)的是(　　) A．酸雨　　　　　　　　 B．霧霾 C．溫室效應(yīng) D．赤潮 解析：選C。酸雨——SO2、NOx的排放，霧霾——化石燃料的大量燃燒，溫室效應(yīng)——CO2的排放，赤潮——N、P營養(yǎng)素的排放。 2．(2019亳州模擬)下列物質(zhì)不屬于同素異形體的是(　　) A．金剛石和石墨 B．水晶和石英 C．紅磷和白磷 D．氧氣和臭氧 解析：選B。水晶和石英的主要成分均為SiO2，SiO2為化合物，同素異形體是指由同一種元素組成性質(zhì)不同的單質(zhì)。 3．下列關(guān)于碳和碳的化合物的說法不正確的是(　　) A．過多CO2排放會(huì)導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，應(yīng)提倡“低碳生活” B．一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結(jié)合 C．金剛石和石墨都是碳單質(zhì)，但原子排列方式不同，物理性質(zhì)差別很大 D．石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng) 解析：選D。A項(xiàng)，二氧化碳是一種溫室氣體；B項(xiàng)，一氧化碳有毒，容易與血紅蛋白結(jié)合；C項(xiàng)，金剛石是空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大、熔點(diǎn)高，石墨是層狀結(jié)構(gòu)，每一層是平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，可導(dǎo)電，二者物理性質(zhì)差別較大；D項(xiàng)，二者的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)中沒有元素化合價(jià)的改變，不屬于氧化還原反應(yīng)。 4．(2019渭南模擬)下列各物質(zhì)以不同比例混合后，只能生成一種含鈉化合物的是(　　) A．碳酸鈉，鹽酸 B．氫氧化鈉，二氧化碳 C．碳酸氫鈉，石灰水 D．過氧化鈉，二氧化碳 解析：選D。A項(xiàng)，Na2CO3＋HCl(少量)===NaHCO3＋NaCl、Na2CO3＋2HCl(足量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O；B項(xiàng)，2NaOH＋CO2(少量)===Na2CO3＋H2O、NaOH＋CO2(足量)===NaHCO3；C項(xiàng)，NaHCO3＋Ca(OH)2(足量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O、2NaHCO3＋Ca(OH)2(少量)===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。 5．Na2CO3和NaHCO3是常見的兩種鈉鹽，它們廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。下列有關(guān)碳酸鈉和碳酸氫鈉的說法中，不正確的是(　　) A．小蘇打能中和胃酸，對胃壁不產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激或腐蝕作用，可用于治療胃酸過多癥，但不適合胃潰瘍病人 B．NaHCO3能中和面粉發(fā)酵后產(chǎn)生的酸，并且產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，可用于做饅頭 C．可以用澄清石灰水來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 D．往Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體，可獲得NaHCO3沉淀 解析：選C。Na2CO3和NaHCO3遇澄清石灰水都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，所以C不正確。 6．近年來科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì)，對下列三種物質(zhì)的相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) 石墨烯：從石墨中分離出來，是最薄、最堅(jiān)硬的納米材料 石墨炔：平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性 納米碳管：具有優(yōu)良的場發(fā)射性能，制作陰極顯像管、儲(chǔ)氫材料 A．石墨烯具有良好的導(dǎo)電性 B．上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體 C．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜 D．上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物不同 解析：選D。A項(xiàng)，石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，它的物理性質(zhì)是拉力好、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好、硬度大、熔點(diǎn)高等；B項(xiàng)，同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體；C項(xiàng)，碳原子半徑大于氫原子，則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑，可以容納H2分子；D項(xiàng)，碳與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物均為二氧化碳、二氧化硫和水。 7．將空氣緩慢通過如圖所示裝置后，在試管中收集到少量稀有氣體?？諝庠谕ㄟ^a～d裝置時(shí)，依次除去的氣體是(　　) A．O2、N2、H2O、CO2 B．CO2、H2O、O2、N2 C．H2O、CO2、N2、O2 D．N2、O2、CO2、H2O 解析：選B。空氣通過不同試劑除去的氣體依次為CO2、H2O、O2、N2，余下稀有氣體。 8．如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。下列操作正確的是(　　) A．a(chǎn)通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰 B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰 C．a(chǎn)通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 解析：選C。侯氏制堿法的原理是向飽和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氫鈉溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大，所以先通NH3，但為了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考慮NH3的尾氣處理所以c中放蘸稀硫酸的脫脂棉，即C選項(xiàng)正確。 9. (2019會(huì)寧高三月考)向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀鹽酸，生成氣體的量隨鹽酸加入量的變化關(guān)系如圖所示。下列離子組在對應(yīng)的溶液中一定能大量共存的是(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Na＋、OH－、SO、NO B．b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Al3＋、Fe3＋、NO、Cl－ C．c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Na＋、Ca2＋、NO、Cl－ D．d點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Cl－、NO、Fe2＋、Na＋ 解析：選C。O～b段發(fā)生的反應(yīng)是Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，a點(diǎn)對應(yīng)的溶液中有HCO，OH－和HCO不能大量共存，A錯(cuò)誤；b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中有HCO，與Al3＋、Fe3＋發(fā)生強(qiáng)烈的相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，不能大量共存，B錯(cuò)誤；b～c段發(fā)生的反應(yīng)是NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中有Na＋、Cl－，Ca2＋、NO能大量共存，C正確；d點(diǎn)對應(yīng)的溶液中有大量的H＋，在酸性條件下NO能將Fe2＋氧化，不能大量共存，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 10．現(xiàn)有A、B、C、D四種化合物都含鉀元素，A、B、C和足量的鹽酸反應(yīng)后，均可生成D；若將固體C加熱后可生成A和無色無味的氣體E，該氣體能使澄清石灰水變渾濁；若在A溶液中通入足量E，可生成C；若B與C的溶液混合可生成A。請回答下列問題。 (1)推斷A、B、C、D的化學(xué)式： A______________；B______________； C______________；D______________。 (2)A溶液中通入足量E反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。 (3)B溶液與C溶液反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。 解析：該題的突破口是C加熱后生成A和E，E能使澄清石灰水變渾濁，再結(jié)合B與C反應(yīng)生成A，可推出各物質(zhì)。 答案：(1)K2CO3　KOH　KHCO3　KCl (2)CO＋CO2＋H2O===2HCO (3)OH－＋HCO===H2O＋CO 11．如圖實(shí)驗(yàn)裝置用于驗(yàn)證某些物質(zhì)的性質(zhì)。在試管A中裝入足量的固體NaHCO3，D為固定蚊香的硬紙片。試回答下列問題： (1)在A試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。 (2)B裝置的作用是______________________________________________________。 (3)在雙球干燥管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。 (4)雙球干燥管內(nèi)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________。 (5)若將干燥管內(nèi)的Na2O2換成Na2O，則雙球干燥管內(nèi)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 解析：NaHCO3受熱發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生的CO2經(jīng)濃硫酸干燥后，與雙球干燥管中Na2O2發(fā)生反應(yīng)：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，淡黃色的Na2O2固體逐漸變?yōu)榘咨勰?，同時(shí)由于O2的產(chǎn)生，使點(diǎn)燃的蚊香燃燒更加劇烈；若換為Na2O，則只發(fā)生反應(yīng)CO2＋Na2O===Na2CO3，點(diǎn)燃的蚊香逐漸熄滅。 答案：(1)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (2)吸收氣體中的水蒸氣(干燥CO2) (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (4)淡黃色的固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨勰?，點(diǎn)燃的蚊香燃燒更加劇烈 (5)點(diǎn)燃的蚊香逐漸熄滅 12．化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定某Na2CO3和NaCl的固體混合物樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答。 (1)甲同學(xué)用圖1所示裝置測定CO2的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)時(shí)稀硫酸是與樣品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)發(fā)生反應(yīng)，儀器b的名稱是__________，洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，其作用是____________________________________________________。 (2)乙同學(xué)用圖2所示裝置，取一定質(zhì)量的樣品(m g)和足量稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成樣品中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定。 ①實(shí)驗(yàn)前，檢查該裝置氣密性的方法是先打開活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再將針筒活塞向內(nèi)推壓，若b下端玻璃管中的__________，則裝置氣密性良好。 ②在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)，能直接測得的數(shù)據(jù)是CO2的______(填“體積”或“質(zhì)量”)。 (3)丙同學(xué)用下圖所示方法和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①操作Ⅰ涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有______、洗滌；操作Ⅱ涉及的實(shí)驗(yàn)名稱有干燥、________。 ②丙同學(xué)測得的樣品中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為____________。 解析：(1)NaCl不與稀硫酸反應(yīng)，Na2CO3與稀硫酸反應(yīng)。儀器b的名稱是分液漏斗。濃硫酸的作用是除去CO2中的水蒸氣(或干燥CO2氣體)。 (2)①將針筒活塞向內(nèi)推壓，增大了容器中的壓強(qiáng)，故若b下端玻璃管中的液面上升，則裝置氣密性良好。②CO2是氣體，用針筒直接測得的數(shù)據(jù)是CO2的體積。 (3)①通過操作Ⅰ得到沉淀，故操作Ⅰ涉及實(shí)驗(yàn)名稱有過濾、洗滌。要知道固體的質(zhì)量需要稱重。②經(jīng)過計(jì)算，樣品中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為。 答案：(1)Na2CO3　分液漏斗　除去CO2中的水蒸氣(或干燥CO2氣體) (2)①液面上升?、隗w積 (3)①過濾　稱量?、? 13．(2016高考全國卷Ⅲ)過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法?；卮鹣铝袉栴}： (一)碳酸鈣的制備 (1)步驟①加入氨水的目的是_______________________________________________。 小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________________。 (2)如圖是某學(xué)生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是______(填標(biāo)號)。 a．漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁 d．濾紙邊緣高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動(dòng)以加快過濾速度 (二)過氧化鈣的制備 CaCO3濾液白色結(jié)晶 (3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時(shí)溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是________________________。 (4)步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是________________________。 (5)將過濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是________________________________________________________________________。 (6)制備過氧化鈣的另一種方法是將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是_______________，產(chǎn)品的缺點(diǎn)是_______________。 解析：(1)含有少量鐵的氧化物的石灰石與鹽酸反應(yīng)后得到CaCl2和含鐵的鹽的混合溶液，加入H2O2的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于沉降鐵元素，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀。根據(jù)題目信息可知，小火煮沸能使Fe(OH)3沉淀顆粒長大，F(xiàn)e(OH)3沉淀顆粒長大有利于過濾時(shí)盡可能除去鐵元素。(2)過濾操作過程中，漏斗末端頸尖應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁，玻璃棒應(yīng)緊靠三層濾紙?zhí)?，用玻璃棒引流時(shí)燒杯應(yīng)緊靠玻璃棒，濾紙應(yīng)緊貼漏斗內(nèi)壁，濾紙邊緣應(yīng)低于漏斗邊緣，液體液面應(yīng)低于濾紙邊緣，不能攪拌液體，故選項(xiàng)a、d、e符合題意。(3)加入鹽酸至溶液中尚存有少量固體(CaCO3)，說明鹽酸不足，但產(chǎn)生的CO2溶解在水中形成H2CO3，此時(shí)溶液呈酸性。CO2在溶液中存在會(huì)影響產(chǎn)品的純度，CO2屬于揮發(fā)性氣體，加熱能使其從溶液中逸出。(4)CaCl2與H2O2發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成CaO2：CaCl2＋H2O2===CaO2↓＋2HCl，HCl再與NH3H2O反應(yīng)生成NH4Cl和H2O，總反應(yīng)為CaCl2＋H2O2＋2NH3H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。H2O2受熱易分解，所以反應(yīng)需在冰浴中進(jìn)行。(5)結(jié)晶用蒸餾水洗滌后吸附有H2O，結(jié)晶不溶于CH3CH2OH，而H2O溶于CH3CH2OH，所以用CH3CH2OH洗滌可除去結(jié)晶表面的水分。(6)石灰石煅燒后的CaO直接與H2O2反應(yīng)得到CaO2，其優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡單、操作方便。由于所得CaO中雜質(zhì)較多，得到的CaO2純度較低。 答案：(1)調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀　過濾分離 (2)ade (3)酸　除去溶液中的CO2 (4)CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl(或CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O)　溫度過高時(shí)雙氧水易分解 (5)去除結(jié)晶表面水分 (6)工藝簡單、操作方便　純度較低