2022年高中化學(xué)魯科版必修1教學(xué)案:第3章 第1節(jié) 第2課時(shí) 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化
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1、第2課時(shí) —————————————————————— 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化 ————————————————————————— [課標(biāo)要求] 1.了解碳單質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的轉(zhuǎn)化,從而進(jìn)一步了解它們的性質(zhì)。 2.能夠解釋與含碳物質(zhì)有關(guān)的現(xiàn)象和解決簡(jiǎn)單的問題。, 1.溶洞形成涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式: CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2; Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O。 2.高爐煉鐵的原料:鐵礦石、焦炭、空氣。 3.高爐煉鐵中碳的轉(zhuǎn)化:C+O2CO2,C+CO22CO,F(xiàn)exOy+yCOxFe+yCO2。
2、 4.水垢的主要成分:CaCO3、Mg(OH)2。 5.碳及其化合物的轉(zhuǎn)化:CCO 1.CO2的產(chǎn)生和消耗 2.溶洞及鐘乳石、石筍的形成(模擬溶洞形成的實(shí)驗(yàn)) (1)溶洞形成的化學(xué)方程式為 CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2。 (2)鐘乳石、石筍形成的化學(xué)方程式為 Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O。 1.將少量CO2通入NaOH溶液中的離子方程式如何書寫? 提示:CO2+2OH-===CO+H2O。 2.將足量CO2通入少量NaOH溶液中,所得溶液中溶質(zhì)的成分是什么? 提示:Na
3、+、HCO。 2022年高中化學(xué)魯科版必修1教學(xué)案:第3章 第1節(jié) 第2課時(shí) 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化 CO2與堿反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物與二者的量有關(guān),當(dāng)堿過量時(shí),生成碳酸鹽;當(dāng)CO2過量時(shí),生成碳酸氫鹽?,F(xiàn)以CO2與NaOH溶液反應(yīng)為例,歸納如下: NaOH過量時(shí):CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O① NaOH不足時(shí):CO2+NaOH===NaHCO3② (1)當(dāng)≤1時(shí),發(fā)生反應(yīng)②,所得產(chǎn)物為NaHCO3。 (2)當(dāng)≥2時(shí),發(fā)生反應(yīng)①,所得產(chǎn)物為Na2CO3和H2O。 (3)當(dāng)1<<2時(shí),發(fā)生反應(yīng)①和②,所得產(chǎn)物為Na2CO3、NaHCO3和H2O。 上述關(guān)系可用數(shù)軸表示如下
4、: 1.CO2通入下列溶液中,不可能產(chǎn)生沉淀的是( ) A.CaCl2溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.Ca(ClO)2溶液 解析:選A B中生成CaCO3,C中生成BaCO3,D中生成CaCO3,CO2與CaCl2溶液不反應(yīng)。 2.用1 L 1.0 mol·L-1 NaOH溶液吸收0.8 mol CO2,所得溶液中CO與HCO的物質(zhì)的量濃度之比約是( ) A.1∶3 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2 解析:選A 根據(jù)碳原子守恒可得n(CO)+n(HCO)=0.8 mol,根據(jù)鈉離子守恒可得2n(CO)+n(HCO)
5、=1 mol,n(CO)=0.2 mol,n(HCO)=0.6 mol,同一溶液中,濃度之比即為物質(zhì)的量之比,為1∶3。 1.高爐煉鐵 (1)原料:焦炭和鐵礦石(主要成分是Fe2O3)。 (2)過程 ①CO的產(chǎn)生:C+O2CO2、C+CO22CO。 ②鐵礦石被還原:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 [特別提醒] 金屬氧化物與CO反應(yīng)時(shí)符合通式: MxOy+yCOxM+yCO2。 2.木炭的燃燒 C、CO、CO2的轉(zhuǎn)化關(guān)系為 用化學(xué)方程式表示為 ①2C+O22CO(不完全燃燒); ②2CO+O22CO2; ③C+O
6、2CO2(完全燃燒); ④C+CO22CO。 [特別提醒] (1)CO是一種無色無味有毒的氣體,具有還原性和可燃性,屬于不成鹽氧化物。 (2)CO2是一種無色無味氣體,具有弱氧化性,屬于酸性氧化物。 3.水垢 (1)成分:CaCO3、Mg(OH)2。 (2)形成過程反應(yīng)的化學(xué)方程式: ①Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O, ②Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑; MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。 [特別提醒] (1)H2CO3的酸性比CH3COOH弱,所以生活中可以用醋酸除水垢。 (2)溶解性:Ca(HCO3)2>CaCO3,MgC
7、O3>Mg(OH)2。 4.碳在無機(jī)物和有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化 1828年,德國(guó)化學(xué)家維勒用無機(jī)化合物氰酸銨(NH4CNO)合成出有機(jī)化合物尿素[CO(NH2)2],突破了無機(jī)化合物與有機(jī)化合物之間的界限。 1.判斷正誤。 (1)高爐煉鐵過程中,碳元素只顯示還原性( ) (2)CO、CO2均屬于溫室氣體( ) (3)用醋酸除水垢的離子方程式為2CH3COOH+CaCO3===Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O( ) (4)在Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O中,碳元素既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× 2
8、.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為活塞,b為分液漏斗的活塞,通過Y形管和止水夾c、d接兩球膽,現(xiàn)裝置內(nèi)的空氣已排盡。為使實(shí)驗(yàn)成功,甲、乙、丙分別盛入的溶液是( ) A.飽和NaHCO3溶液、12 mol·L-1鹽酸、濃H2SO4 B.飽和Na2CO3溶液、2 mol·L-1H2SO4、飽和NaOH溶液 C.飽和NaOH溶液、2 mol·L-1H2SO4、濃H2SO4 D.18.4 mol·L-1H2SO4、飽和NaOH溶液、濃H2SO4 解析:選C 依據(jù)CO2、CO的性質(zhì)可以判斷,必須先將CO2吸收,收集CO后再將CO2釋放出來。C項(xiàng)中飽和NaOH溶液
9、吸收CO2生成Na2CO3溶液,濃H2SO4干燥CO氣體,打開a、c,關(guān)閉b、d,可收集CO氣體,然后關(guān)閉a、c,排盡裝置中殘余的CO后,打開b、d,Na2CO3溶液與稀H2SO4反應(yīng)釋放出CO2,并收集CO2氣體。 1.轉(zhuǎn)化關(guān)系圖示 2.上圖所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)方程式 ①2C+O2(少量)2CO ②C+O2(足量)CO2 ③CO2+2Mg2MgO+C ④2CO+O22CO2、yCO+FexOyxFe+yCO2 ⑤CO2+C2CO ⑥CO2+2OH-===CO+H2O ⑦CO+2H+===CO2↑+H2O ⑧CO+CO2+H
10、2O===2HCO ⑨HCO+OH-===CO+H2O、 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ⑩HCO+H+===CO2↑+H2O、 Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O ?CO2+OH-===HCO、 CO+CO2+H2O===2HCO 1.某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的一種或幾種,依次進(jìn)行如下連續(xù)處理(假定每步處理均反應(yīng)完全): ①通過堿石灰時(shí),氣體體積減小;②通過熾熱的氧化銅時(shí),固體變成紅色;③通過白色硫酸銅粉末時(shí),粉末變成藍(lán)色;④通過澄清石灰水時(shí),溶液變成渾濁。 由此可以確定原混合氣體中( ) A.一定含有
11、CO2、H2O,至少含有H2、CO中的一種 B.一定含有H2O、CO,至少含有CO2、H2中的一種 C.一定含有CO、CO2,至少含有H2O、H2中的一種 D.一定含有CO、H2,至少含有H2O、CO2中的一種 解析:選D 由①知至少含有H2O或CO2中的一種。結(jié)合②③④可知,一定含有CO和H2。 2.A、B、C、D、E五種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。已知A為二元堿,微溶于水且溶解度隨溫度升高而降低。 (1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式: A__________;B__________;C__________;D__________; E__________。 (2)寫出下列兩個(gè)變化的
12、離子方程式: B→D______________________________________________________________________。 B→E______________________________________________________________________。 解析:解答框圖推斷題的關(guān)鍵是明確“題眼”,然后圍繞題眼展開推斷。如本題中的“題眼”是:A為溶解度隨溫度升高而降低的二元堿,只能是Ca(OH)2。A為Ca(OH)2,Ca(OH)2與過量CO2反應(yīng)生成B,B為Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2受熱分解成C,C為CaCO3,CaC
13、O3與鹽酸反應(yīng)生成D,D為CaCl2。 答案:(1)Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CaCl2 Na2CO3 (2)HCO+H+===CO2↑+H2O Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O [三級(jí)訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過關(guān)] 1.下列關(guān)于一氧化碳的用途源于一氧化碳的還原性的是( ) ①作燃料?、诟鷼錃夂铣杉状?CH3OH) ③和水蒸氣反應(yīng)制H2 ④與灼熱的Fe3O4反應(yīng) A.只有①② B.只有①②③ C.只有①②④ D.只有①③④ 解析:選D?、?/p>
14、O→O2,CO表現(xiàn)還原性;②O→H3OH,CO表現(xiàn)氧化性,H2表現(xiàn)還原性;③CO+H2OCO2+H2,CO表現(xiàn)還原性;④Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,CO表現(xiàn)還原性。 2.欲除去氧氣中混有的二氧化碳?xì)怏w,可選用的方法是( ) A.將氣體通入足量的水中 B.將氣體通過灼熱的木炭 C.將氣體通入足量的澄清石灰水中 D.將氣體通過灼熱的銅 解析:選C A項(xiàng)CO2在水中溶解度不大,不正確;B項(xiàng)CO2+C2CO,除去CO2但又引入CO,不正確;C項(xiàng)CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,正確;D項(xiàng)CO2與Cu不反應(yīng),且2Cu+O22CuO,不正確。 3.將過量的CO2分別
15、通入①BaCl2 溶液;②Ca(OH)2溶液;③飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有沉淀析出的是( ) A.①②③ B.②③ C.② D.③ 解析:選D 根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律知,CO2通入BaCl2溶液,不發(fā)生反應(yīng),無明顯現(xiàn)象;CO2通入Ca(OH)2溶液至過量,發(fā)生反應(yīng):Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2,最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀產(chǎn)生;過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓,生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小而結(jié)晶析出。 4.向0.1
16、mol·L-1 NaOH溶液中通入過量CO2后,溶液中存在的主要離子是( ) A.Na+、CO B.Na+、HCO C.HCO、CO D.Na+、OH- 解析:選B 向NaOH溶液中通入過量的CO2,發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+CO2===NaHCO3,因此通入過量CO2后溶液中的溶質(zhì)主要是NaHCO3,主要離子為Na+、HCO。 5.如圖所示為煉鐵實(shí)驗(yàn)裝置,按下列要求回答問題: (1)寫出有標(biāo)號(hào)的儀器名稱:①________,②________。 (2)在A裝置的硬質(zhì)玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是________________________________;B裝置中觀察到的現(xiàn)
17、象是________________________________________________________; 裝置C處氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生________色火焰。 (3)寫出B、C兩部分所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: B________________________________________________________________________。 C________________________________________________________________________。 解析:煉鐵中的主要反應(yīng)為3CO+Fe2O32Fe+3CO2,反應(yīng)物CO過量
18、,通過點(diǎn)燃將尾氣中的CO處理掉。 答案:(1)鐵架臺(tái) 酒精燈 (2)紅棕色粉末變黑 澄清石灰水變渾濁 淡藍(lán) (3)CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2 1.以下屬于自然界中碳及其化合物間轉(zhuǎn)化過程的是( ) ①植物通過光合作用吸收二氧化碳形成葡萄糖?、谝詿o機(jī)化合物氰酸銨(NH4CNO)與氨水為原料合成尿素[CO(NH2)2]?、坨娙槭?、石筍的形成?、苁?、天然氣等化石燃料的形成 A.①②③④ B.只有②③④ C.只有①②③ D.只有①③④ 解析:選D?、谝詿o機(jī)物合成有機(jī)物屬于人工合成過程,即為生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的
19、轉(zhuǎn)化過程。 2.下列能與人體血液中血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體是( ) A.氯氣 B.氮?dú)? C.一氧化碳 D.甲烷 解析:選C 一氧化碳為有毒氣體。 3.要除去二氧化碳?xì)怏w中的一氧化碳,常用的方法是( ) A.通過澄清的石灰水 B.通過灼熱的炭層 C.通過水 D.通過灼熱的氧化銅粉末 解析:選D 一氧化碳具有還原性,二氧化碳不具有還原性,要除去一氧化碳應(yīng)選擇具有氧化性的物質(zhì)通過反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化,氧化銅具有氧化性,可將CO2中的CO轉(zhuǎn)化為CO2。 4.高爐煉鐵中,主要發(fā)生如下反應(yīng): ①C+O2點(diǎn)燃,CO2 ②C+CO2高溫,2CO ③3CO+Fe2O3高溫,2Fe+3
20、CO2 ④CaCO3高溫,CaO+CO2↑?、軨aO+SiO2高溫,CaSiO3 其中既屬于化合反應(yīng)又屬于氧化還原反應(yīng)的有( ) A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè) 解析:選B?、佗冖鄯磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng),④⑤反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng);①②反應(yīng)既屬于化合反應(yīng)又屬于氧化還原反應(yīng)。 5.向飽和石灰水中不斷通入二氧化碳(如圖所示),其溶液導(dǎo)電性的變化是( ) A.由弱變強(qiáng) B.由強(qiáng)變?nèi)? C.由強(qiáng)變?nèi)酰僮儚?qiáng) D.由弱變強(qiáng),再變?nèi)? 解析:選C 溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O===C
21、a2++2HCO。開始產(chǎn)生沉淀,離子濃度減小,導(dǎo)電性變?nèi)?;繼續(xù)通二氧化碳,沉淀溶解生成Ca2+和HCO,離子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng)。 6.下列反應(yīng)的離子方程式中,正確的是( ) A.Na2CO3溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng): CO+Ba2+===BaCO3↓ B.少量NaOH溶液與Ca(HCO3)2溶液反應(yīng): HCO+OH-===CO+H2O C.NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng): NaHCO3+H+===Na++CO2↑+H2O D.NaHCO3溶液與CaCl2溶液反應(yīng): CO+Ca2+===CaCO3↓ 解析:選A B項(xiàng),應(yīng)為Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
22、;C項(xiàng),應(yīng)為HCO+H+===CO2↑+H2O;D項(xiàng),不反應(yīng)。 7.氣體X與赤熱的炭反應(yīng)得到一種無色氣體Y,Y和灼熱的氧化鐵反應(yīng)又得到X和鐵,則X和Y依次是( ) A.CO、CO2 B.H2O(g)、H2 C.O2、CO D.CO2、CO 解析:選D Y能將Fe2O3還原為Fe,則Y具有還原性,又知Y是炭與氣體X反應(yīng)生成的,故Y為CO,X為CO2。 8.下列現(xiàn)象可以說明溶液中有大量CO存在的是( ) A.加入AgNO3溶液有白色沉淀生成 B.加入鹽酸產(chǎn)生無色無味氣體 C.加入氯化鈣溶液時(shí)有白色沉淀生成,且加入稀鹽酸產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體 D.加入氫
23、氧化鋇溶液有白色沉淀生成,再加入稀鹽酸沉淀溶解,且產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體 解析:選C A項(xiàng),溶液中含Cl-時(shí)加入AgNO3溶液也產(chǎn)生白色沉淀;B項(xiàng),溶液中可能含有HCO;C項(xiàng),反應(yīng)原理為Ca2++CO===CaCO3 ↓,CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;D項(xiàng),若溶液中含HCO也能產(chǎn)生該現(xiàn)象。 9.(1)通常用小蘇打的飽和溶液除去CO2中的HCl,反應(yīng)的離子方程式為_____________,不能用Na2CO3飽和溶液的原因是____________________________(用離子方程式表示)。寫出
24、NaHCO3與NaOH反應(yīng)的離子方程式:__________________________________________。 (2)如圖為一定量Ca(OH)2飽和溶液中通入CO2后,產(chǎn)生CaCO3白色沉淀的質(zhì)量與通入CO2體積之間的關(guān)系曲線。試回答: ①AB段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。 ②OA段曲線和AB段曲線所消耗的CO2的體積之比是________。 ③B處溶液中存在的濃度較大的兩種離子是________(填離子符號(hào))。 ④將B處生成的溶液煮沸,可見到的現(xiàn)象是_____________________________
25、________。 解析:(1)小蘇打與CO2不反應(yīng),能與鹽酸反應(yīng);Na2CO3飽和溶液能與CO2反應(yīng)。(2)OA段發(fā)生反應(yīng):CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,AB段發(fā)生反應(yīng):CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2。B處溶液中的溶質(zhì)是Ca(HCO3)2,受熱分解生成CaCO3沉淀。 答案:(1)HCO+H+===CO2↑+H2O CO+CO2+H2O===2HCO HCO+OH-===CO+H2O (2)①CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2?、?∶1 ③Ca2+、HCO?、墚a(chǎn)生白色沉淀 10.A、B、C、D、E都是含碳元素的物質(zhì),它們之間
26、的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:①C和D在高溫下反應(yīng)生成B;②E和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成A和水;③B和氧氣反應(yīng)生成C;④在氫氧化鈉溶液中通入C生成A,繼續(xù)通入C,則有E生成。 (1)試寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:A________;B_______;C__________;D__________;E__________。 (2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是___________________________________________________, 該反應(yīng)在________(填名稱)工業(yè)上提供反應(yīng)所需的還原劑。 解析:該題中的轉(zhuǎn)化關(guān)系可表示為①C+DB,②E+NaOH―→A+水,③B+O2―→C,④C(少量
27、)+NaOH―→A,C(過量)+NaOH―→E。結(jié)合碳的化合物間轉(zhuǎn)化關(guān)系可推知A為Na2CO3,B為CO,C為CO2,D為C,E為NaHCO3。 答案:(1)Na2CO3 CO CO2 C NaHCO3 (2)CO2+C2CO 高爐煉鐵 1.將Ca(HCO3)2加熱分解產(chǎn)生的混合氣體通過足量的Na2O2,最后得到的氣體是( ) A.CO2 B.H2O C.N2 D.O2 解析:選D Ca(HCO3) CaCO3↓+CO2↑+H2O,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。 2.某實(shí)驗(yàn)工作者欲使1.6 g Fe
28、2O3完全還原為Fe,則他實(shí)驗(yàn)前應(yīng)準(zhǔn)備的CO的體積(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)( ) A.為672 mL B.為336 mL C.大于672 mL D.小于672 mL 解析:選C Fe2O3的物質(zhì)的量為=0.01 mol,根據(jù)反應(yīng)3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知,0.01 mol Fe2O3消耗 0.03 mol CO,其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.03 mol×22.4 L·mol-1=0.672 L=672 mL。實(shí)驗(yàn)前后還需消耗一部分CO,故準(zhǔn)備的CO的體積大于672 mL。 3.“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“
29、捕捉”CO2,其基本過程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。 下列有關(guān)該方法的敘述中不正確的是( ) A.能耗大是該方法的一大缺點(diǎn) B.整個(gè)過程中,只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用 C.“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是過濾 D.該方法可減少碳排放,捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品 解析:選B 可以依據(jù)如下反應(yīng)流程進(jìn)行分析: 碳酸鈣高溫分解時(shí),需要吸收大量的熱,所以該方法的缺點(diǎn)是能耗大,A項(xiàng)正確;整個(gè)過程中,CaO和NaOH兩種物質(zhì)可以循環(huán)利用,B項(xiàng)錯(cuò)誤;“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中分離的是NaOH溶液和碳酸鈣沉淀的混合物,只需過濾即可,C項(xiàng)正確;該方法吸收了CO2,并且對(duì)重新收
30、集到的CO2進(jìn)行利用,制備甲醇等化工產(chǎn)品,可減少碳排放,符合“低碳經(jīng)濟(jì)”原則。 4.將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是( ) 解析:選D CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合溶液中發(fā)生的反應(yīng)可以分為以下幾個(gè)階段。 ①產(chǎn)生沉淀階段: CO2+2OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O; ②無沉淀產(chǎn)生階段: CO2+2OH-===CO+H2O, CO+CO2+H2O===2HCO; ③沉淀溶解階段: CO2+CaCO3+H2O===Ca2++2HCO。 5.由氣體甲開始,可發(fā)生如下四個(gè)變化
31、: 甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體,則甲、乙、丙、丁分別為( ) A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3 C.O2、CO2、CO、CaCO3 D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2 解析:選C 將各項(xiàng)物質(zhì)代入,結(jié)合反應(yīng)過程進(jìn)行判斷,只有C項(xiàng)符合題意。 6.適量CO2通入含0.8 g NaOH的堿溶液中,將所得的溶液在減壓、低溫下蒸干后得到1.37 g固體物質(zhì),則該固體物質(zhì)的成分是( ) A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2CO3、NaHCO3 D.Na2CO3、NaOH 解析:選C n(NaOH)=0.8 g/4
32、0 g·mol-1=0.02 mol。若CO2與NaOH恰好完全反應(yīng)生成Na2CO3,則m(Na2CO3)=×0.02 mol×106 g·mol-1=1.06 g;若CO2與NaOH恰好完全反應(yīng)生成NaHCO3,則m(NaHCO3)=0.02 mol×84 g·mol-1=1.68 g,因1.06<1.37<1.68,故固體物質(zhì)是Na2CO3和NaHCO3的混合物。 7.用足量的CO還原4.64 g某鐵氧化物,把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g,則此鐵氧化物的化學(xué)式是( ) A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe5O7
33、 解析:選C 設(shè)此鐵氧化物的化學(xué)式為FexOy,根據(jù)原子守恒,F(xiàn)exOy~yO~yCO~yCO2~yCaCO3 16y 100y m(O)=1.28 g 8.0 g 所以m(Fe)=4.64 g-1.28 g=3.36 g x∶y=∶=3∶4,則此鐵氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。 8.為探究CO2與過量的NaOH溶液確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了下列三種實(shí)驗(yàn)裝置,如下圖所示,請(qǐng)回答下列問題: (1)請(qǐng)寫出CO2與過量的NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________。 (2)
34、選擇任意一種實(shí)驗(yàn)裝置,簡(jiǎn)述預(yù)計(jì)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并解釋產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。你選擇的實(shí)驗(yàn)裝置是________,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________ ________________________________________________________________________, 產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因是____________________________________________________ __________________________________________________________
35、______________。 (3)甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的三個(gè)方案中,有一個(gè)方案在實(shí)際操作中可行性和安全性均存在問題,該方案是______(填“甲”“乙”或“丙”)。 (4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)生成的產(chǎn)物中是否含有Na2CO3(簡(jiǎn)述所有試劑、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論):________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________
36、_____________________________________________________。 解析:(1)CO2與過量的NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,將此方程式改寫為離子方程式即可;(2)甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)均是利用CO2與NaOH反應(yīng)后,導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,而發(fā)生一系列現(xiàn)象;(3)NaOH溶液具有腐蝕性,若用甲裝置,操作不當(dāng)可能會(huì)腐蝕手指;(4)證明產(chǎn)物中是否含有Na2CO3,利用CO與Ba2+反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。 答案:(1)CO2+2OH-===CO+H2O (2)甲 試管內(nèi)液面上升,燒杯內(nèi)的液面下降 二氧化碳和氫氧化鈉溶液
37、反應(yīng),使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,液體被壓入試管中(或乙 氣球脹大 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng),使錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小,大氣壓使氣球脹大或丙 燒杯內(nèi)的水流入錐形瓶中 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng),使錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小,大氣壓將液體壓入錐形瓶) (3)甲 (4)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加氯化鋇溶液,若有白色沉淀生成,可證明有Na2CO3存在(其他合理答案也可) 9.將一定體積的CO2通入到一定濃度的NaOH溶液中,為了測(cè)定溶液的成分,向該溶液中逐滴加入1 mol·L-1的鹽酸。所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示。 (1)寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_
38、______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)當(dāng)加入35 mL鹽酸時(shí),所產(chǎn)生的CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)是________ mL。 (3)溶液中所含的物質(zhì)有________________________,其物質(zhì)的量之比為______________________。 解析:由圖像所消耗的鹽酸的體積及產(chǎn)生的CO2的體積可知,此溶液的溶質(zhì)是NaOH、Na2CO3。OA段H+先與OH-反應(yīng)生成H2O,再與CO
39、反應(yīng)生成HCO。AB段發(fā)生反應(yīng)H++HCO===CO2↑+H2O。35 mL時(shí)產(chǎn)生的n(CO2)=n(H+)=(35-25)mL×10-3L·mL-1×1 mol·L-1=0.01 mol,則V(CO2)=224 mL。由H++CO===HCO,HCO+H+===H2O+CO2↑,則n(CO)=nAB(H+)=(45-25) mL×10-3 L·mL-1×1 mol·L-1=0.02 mol,n(OH-)=[25-(45-25)] mL×10-3 L·mL-1×1 mol·L-1=0.005 mol,所以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=n(OH-)∶n(CO)=0.005 mol∶0.02 mol=1∶4。 答案:(1)H++OH-===H2O,CO+H+===HCO (2)224 (3)NaOH、Na2CO3 1∶4
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