2021_2021学年高中化学第三章第1节第1课时碳单质的多样性及含碳化合物练习鲁科版必修1.doc

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1、第三章自然界中的元素 第1节碳的多样性第1课时碳单质的多样性及含碳化合物1了解同素异形体的概念。2了解碳元素的多种存在形态及碳的多种同素异形体。3掌握碳酸钠与碳酸氢钠的主要性质以及二者的相互转化、区别与鉴定。一、多种多样的碳单质1同素异形体。由同一种元素组成的性质不同的几种单质，如氧元素的同素异形体有O2和O3，碳元素的同素异形体有石墨、金刚石和C60等。2碳的同素异形体。物质性质 金刚石(C)石墨(C)C60 外观无色透明晶体深灰色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由正四面体构成的空间网状结构由平面六边形构成的层状结构由正五边形和正六边形排列而成的“足球”分子硬度很大质软，在纸上可留痕迹导电性

2、不导电良好不导电1.金刚石、石墨和C60均是由碳元素组成的单质，为什么物理性质不同？答案：物质的结构决定物质的性质。金刚石、石墨和C60内部碳原子的排列方式不同，决定了其性质的不同。2如何证明石墨、金刚石、C60是同素异形体？答案：在一定条件下，使金刚石、石墨、C60分别与氧气反应都生成CO2气体就可以说明三者是同素异形体。二、广泛存在的含碳化合物1种类繁多的含碳化合物。碳的化合物2碳酸钠和碳酸氢钠。碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色状态白色固体白色固体溶解性易溶于水易溶(相同条件下比Na2CO3溶解度小)稳定性稳定，受热难分解受热分解，化学方程式为2NaHC

3、O3Na2CO3H2OCO2与盐酸反应Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2NaHCO3HCl=NaClH2OCO2与NaOH反应不反应NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O(续上表)与Ca(OH)2反应Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O与BaCl2反应Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl不反应转化Na2CO3 NaHCO3用途玻璃、造纸发酵粉、治疗胃病3.碳酸钠固体中混有碳酸氢钠杂质，如何除去？答案：可用加热的方法。碳酸氢钠受热不稳定可分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。1下列各组物质，不属于同素异形体的是(

4、C)A金刚石和石墨B白磷和红磷CNa2O和Na2O2 D氧气和臭氧解析：同素异形体的研究对象是单质。2下列物质的化学名称、化学式和俗名一致的是(C)A碳酸钙、CaCO3、生石灰B氢氧化钠、NaOH、纯碱C碳酸钠、Na2CO3、苏打D碳酸氢钠、NaHCO3、苏打解析：A项中生石灰是CaO；B项中纯碱是Na2CO3；D项中苏打是Na2CO3。3(双选)关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，正确的是(BD)ANa2CO3的溶解度在相同条件下比NaHCO3的溶解度大，NaHCO3比Na2CO3稳定BNa2CO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石灰水反应CNaHCO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石

5、灰水反应D等物质的量的Na2CO3和NaHCO3 与足量盐酸反应，消耗HCl的物质的量之比为21，而放出的气体的物质的量之比为11解析：稳定性与溶解性无关，A不对；Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，B对。NaHCO3与CaCl2溶液不反应，与石灰水反应生成CaCO3沉淀，C不对。Na2CO32HCl=2NaCl2H2OCO2，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，当n(Na2CO3)n(NaHCO3)时，消耗n(HCl)之比为21，放出CO2气体物质的量相等，D对。1下列叙述中，正确的是(B)A由碳元素的单质组成的物质一定是纯净

6、物B金刚石和石墨具有相同的化学组成C金刚石与石墨之间的转化不属于化学变化DC60是新发现的一种碳的化合物解析：碳元素形成的单质有多种，不同的单质组成的物质是混合物，金刚石、石墨、C60都是碳元素的单质，它们之间的转化属于化学变化。2不用任何试剂就能鉴别的一组物质是(C)ANa2CO3和NaHCO3 BNa2CO3和NaClCNa2CO3和盐酸 DNaHCO3和盐酸解析：将盐酸逐滴滴加到Na2CO3溶液中，开始时无气体生成，而将Na2CO3溶液滴加到盐酸中时，开始便有气体生成，滴加顺序不同，现象不同，不用其他试剂就能鉴别。3除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(A)A通入二

7、氧化碳气体 B加入氢氧化钡溶液C加入澄清石灰水 D加入稀盐酸解析：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，CO2与NaHCO3不再反应，A对。Ba(OH)2、Ca(OH)2和稀盐酸都能与NaHCO3和Na2CO3反应，故B、C、D错。4向碳酸钠浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液中碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是(C)A逐渐减小 B逐渐增大C先逐渐增大，而后减小 D先逐渐减小，而后增大解析：反应过程可表示为：先：COH=HCO；后：HCOH=H2OCO2。所以c(HCO)先增大后减小。5下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的是(C)A碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠

8、B与盐酸反应放出等量的二氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠C与等浓度的盐酸反应，碳酸氢钠反应的速率快D与等质量的碳酸钠和碳酸氢钠反应，碳酸钠消耗盐酸少解析：NaHCO3的溶解性较小，A项错误。放出1 mol CO2消耗Na2CO3 106 g ，消耗NaHCO3 84 g, B项错误。NaHCO3与盐酸反应的速率比Na2CO3要快，这是因为HCOH=H2OCO2，而CO与H结合生成CO2分两步进行，先要生成HCO，后再生成CO2，C项正确。106 g Na2CO3耗73 g HCl，而106 g NaHCO3耗HCl少于73 g，D项不正确。6可以说明溶液中大量存在CO的理由是(C)A加入Ag

9、NO3溶液有白色沉淀产生B加入盐酸有无色无味气体产生C加入MgCl2时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀全部溶解，且产生可以使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体D加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，反应现象如选项C所述解析：A项不可说明，与AgNO3作用生成白色沉淀的还有Cl等；B项不可说明，与盐酸作用产生无色无味气体的还有NaHCO3等；D项不可说明，NaHCO3等物质亦会有此现象。7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和无色无毒的气体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

10、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_。(3)B溶液与C溶液反应的离子方程式为_。(4)仅凭有气体E生成，_选填“能”或“否”断定A、C的组成。解析：气体E无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，为CO2，C为KHCO3，A为K2CO3；B与KHCO3溶液混合可生成K2CO3，B为KOH，A、B、C和足量的盐酸反应后，均可生成D，D为KCl。HCO和CO都可与盐酸反应生成CO2气体，所以不能仅凭有CO2气体生成，断定哪个是K2CO3，哪个是KHCO3。答案：(1)K2CO3KOHKHCO3KCl(2)COCO2

11、H2O=2HCO(3)OHHCO=H2OCO(4)否8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，用不同的方法做以下实验，如图所示。(1)写出中与盐酸发生反应的化学方程式。Na2CO3时_，NaHCO3时_，由此可知此装置_(填“能”或“不能”)鉴别Na2CO3和NaHCO3。(2)装置能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是_。(3)、装置均利用了Na2CO3和NaHCO3_性的区别。有关化学方程式为_。(4)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是_(填化学式)。有的同学在盛Na2CO3的导管口观察到开始加热时也有气泡产生，据此认为Na2CO3加热也能分解

12、。你认为此观点_(填“正确”或“错误”)。分析此现象的原因为_。_。(5)除了以上方法，请你再举出一例鉴别二者的方法_。解析：鉴别Na2CO3和NaHCO3是利用二者性质的差别，中二者均能与盐酸反应产生CO2，现象相同，不能鉴别；中Na2CO3、NaHCO3加入等浓度的盐酸中，NaHCO3反应剧烈，产生的气体多，气球膨胀的快；NaHCO3不稳定，受热分解，而Na2CO3稳定，受热不分解，中的试管B在试管A内部，不能直接接触到火焰，温度相对较低，故试管B中装入的固体是易分解的NaHCO3，NaHCO3受热分解产生的CO2使澄清石灰水变浑浊；鉴别Na2CO3和NaHCO3还可利用其在溶液中电离出的

13、阴离子的不同选择试剂，CO与Ba2或Ca2反应生成白色沉淀，HCO不反应。答案：(1)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2NaHCO3HCl=NaClH2OCO2不能(2)盛NaHCO3的装置反应比盛Na2CO3的装置剧烈，气球膨胀的快(3)热稳定2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(4)NaHCO3错误大试管中空气受热膨胀时逸出(5)把二者分别配成溶液后滴加BaCl2试剂，有白色沉淀生成的为Na2CO3，无现象的为NaHCO39将碳酸钠晶体和碳酸氢钠的混合物n g溶于水制成200 mL 溶液，钠离子的物质的量浓度为0.5 molL1；若将n g该混合物加热至质量不再改变时，得到固体

14、物质的质量是(B)A3.1 g B5.3 g C9.0 g D11.0 g解析：n g混合物中n(Na)0.2 L0.5 mol/L0.1 mol。混合物加热后变为Na2CO3，根据Na守恒可知所得产物n(Na2CO3)0.05 mol。则m(Na2CO3)0.05 mol106 g/mol5.3 g。10根据如图所示提供的仪器装置，完成提纯并测定Na2CO3样品纯度(其中只含NaHCO3杂质)的实验，试回答有关问题： 实验1：测定Na2CO3样品中NaHCO3分解放出的CO2的体积。(1)连接装置的正确顺序是：_(填序号)。(2)完成该实验尚缺的仪器是_。(3)产生的气体从装置的_端进入，从

15、装置的_端进入。实验2：测定上述实验完成后的剩余固体与盐酸反应产生的CO2的体积。(4)应将实验1的装置作哪些调整？_。(5)当实验1加热到样品不再产生气体时，产生CO2为a L(已折算成标准状况)。实验2在加入盐酸至无气体产生时，生成了CO2为b L(已折算成标准状况)。则样品中Na2CO3纯度的实测值为_；测得的CO2的体积与理论值相比较，结果_(填“偏大”“偏小”或“相等”)。若要使实验值更接近于理论值，该实验应该怎样改进？_。解析：本实验给固体样品加热制气体所用装置应由、和仪器组装，而的作用是吸收水蒸气(干燥气体)，气体在经过时，应遵循“粗口进，细口出”的原则；的作用是让气体将其中的水排出，以测定气体的体积，因此气体要从短管进入。由于CO2可溶于水，故测得的体积偏小。如果让气体排饱和NaHCO3溶液，则会降低CO2的溶解度，减小误差。样品中含有的Na2CO3物质的量为mol，样品总质量为加热后的质量(106 g)与实验1加热生成的CO2、H2O质量(62 g)之和。答案：(1)(2)酒精灯(3)db(4)将换成，同时撤走酒精灯(5)%偏小将装置中的水换成饱和NaHCO3溶液