碳及其化合物的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)探究(含解析)

2020屆高考化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)課時提升訓(xùn)練碳及其化合物的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)探究一、選擇題1、通過資源化利用的方式將CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應(yīng)用價值的產(chǎn)品(如圖所示)，是一種較為理想的減排方式，下列說法中正確的是()A．CO2經(jīng)催化分解為C、CO、O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．除去碳酸鈉固體中少量NaHCO3可用熱分解的方法C．過氧化尿素和SO2都能使品紅溶液褪色，其原理相同D．由CO2和H2合成甲醇，原子利用率達(dá)100%答案：B解析：A項(xiàng)，該反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故不正確；C項(xiàng)，過氧化尿素使品紅溶液褪色是利用它的強(qiáng)氧化性，而二氧化硫使品紅溶液褪色是利用它與品紅試劑化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，原理不相同，故不正確；D項(xiàng)，由圖示可知，二氧化碳與氫氣合成甲醇的原子利用率不是100%，故不正確。2、往含0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當(dāng)通入氣體的體積為6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時立即停止，則在這一過程中，溶液中離子數(shù)目和通入CO2氣體的體積關(guān)系正確的圖像是(氣體的溶解忽略不計)()答案：C3、用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項(xiàng)操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁澄清石灰水答案：B解析：A項(xiàng)，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，因而會析出NaHCO3晶體；B項(xiàng)，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項(xiàng)，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項(xiàng)，首先CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。4、下列除雜(括號內(nèi)為雜質(zhì))所選用的試劑及操作方法均正確的一組是()選項(xiàng)待提純的物質(zhì)選用的試劑操作方法ANaOH(Na2CO3)鹽酸BCO2(CO)CuO加熱CFe(Zn)稀硫酸過濾DCO2(HCl)Na2CO3溶液洗氣答案：B解析：A中NaOH、Na2CO3均與鹽酸反應(yīng)，C中Fe、Zn均與稀硫酸反應(yīng)，D中CO2、HCl均與Na2CO3溶液反應(yīng)，因此A、C、D均錯誤。B中CO還原CuO可生成CO2，正確5、高爐煉鐵中，主要發(fā)生如下反應(yīng)：①C＋O2eq\o(=,\s\up8(點(diǎn)燃))CO2②C＋CO2eq\o(=,\s\up8(高溫))2CO③3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高溫))2Fe＋3CO2④CaCO3eq\o(=,\s\up8(高溫))CaO＋CO2↑⑤CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up8(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 B．2個C．3個 D．4個答案：B解析：①②③反應(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6、適量CO2通入含0.8gNaOH的堿溶液中，將所得的溶液在減壓、低溫下蒸干后得到1.37g固體物質(zhì)，則該固體物質(zhì)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與NaOH恰好完全反應(yīng)生成Na2CO3，則m(Na2CO3)＝eq\f(1,2)×0.02mol×106g·mol－1＝1.06g；若CO2與NaOH恰好完全反應(yīng)生成NaHCO3，則m(NaHCO3)＝0.02mol×84g·mol－1＝1.68g，因1.06<1.37<1.68，故固體物質(zhì)是Na2CO3和NaHCO3的混合物。]7、用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項(xiàng)操作及現(xiàn)象溶液A通入足量CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液變渾濁，再加入稀鹽酸，渾濁消失Ba(OH)2溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入紫色石蕊試液，溶液最后變紅色Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液先渾濁后澄清，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁澄清石灰水答案：C解析：飽和Na2CO3溶液通入足量CO2，生成的NaHCO3溶解度較小，因此溶液中有晶體析出，A正確；Ba(OH)2溶液通入CO2，生成BaCO3沉淀，該沉淀溶于稀鹽酸，B正確；Ca(ClO)2溶液通入CO2，生成CaCO3沉淀和HClO，而HClO可以使紫色石蕊試液先變紅后退色，C錯誤；澄清石灰水通入CO2，先生成CaCO3沉淀，隨后沉淀溶解生成Ca(HCO3)2，再加入NaOH溶液，Ca(HCO3)2與NaOH反應(yīng)生成CaCO3沉淀，D正確。二、非選擇題8、將一定體積的CO2通入到一定濃度的NaOH溶液中，為了測定溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1mol·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：________________________________________________________________。(2)當(dāng)加入35mL鹽酸時，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COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)。AB段發(fā)生反應(yīng)H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O。35mL時產(chǎn)生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25)mL×10－3L·mL－1×1mol·L－1＝0.01mol，則V(CO2)＝224mL。由H＋＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，則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、綜合利用CO2對環(huán)境保護(hù)及能源開發(fā)意義重大。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，下列建議合理的是________(填字母)。a．可在堿性氧化物中尋找b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找c．可在具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)中尋找(2)Li2O吸收CO2后，產(chǎn)物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、釋放CO2。原理是在500℃，CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3；平衡后加熱至700℃，反應(yīng)逆向進(jìn)行，放出CO2，Li4SiO4再生，說明該原理的化學(xué)方程式是_______________________________________。答案：(1)ab(2)CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3解析(1)CO2為酸性氣體，故可用堿性氧化物L(fēng)i2O、Na2O、MgO等來吸收，a正確；ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物多為堿性金屬氧化物，可在其中尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，b正確；CO2中C元素呈最高價，加入具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)不反應(yīng)，c錯誤。(2)CO2與Li4SiO4反應(yīng)生成物有Li2CO3，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li2SiO3，所以化學(xué)方程式為CO2＋Li4SiO4eq\o(,\s\up7(500℃),\s\do5(700℃))Li2CO3＋Li2SiO3。10、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)象是________________________；裝置C處氣體燃燒時產(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＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高溫))2Fe＋3CO2，反應(yīng)物CO過量，通過點(diǎn)燃將尾氣中的CO處理掉。答案：(1)鐵架臺酒精燈(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↓＋H2O2CO＋O2eq\o(=,\s\up8(點(diǎn)燃))2CO211、(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)。④將B處生成的溶液煮沸，可見到的現(xiàn)象是________。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沉淀和CO2氣體。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產(chǎn)生白色沉淀和氣泡12、某同學(xué)用如下圖一所示的裝置來探究CO2、SO2與澄清石灰水的反應(yīng)，結(jié)果通入CO2可以看到先渾濁后澄清的現(xiàn)象，但通入SO2沒有看到渾濁現(xiàn)象。經(jīng)過思考分析后，該同學(xué)改用下圖二的裝置，將氣體收集在注射器，緩慢地將氣體一個氣泡一個氣泡地通入澄清石灰水中，都能看到石灰水先變渾濁再變澄清的現(xiàn)象，且通入SO2產(chǎn)生現(xiàn)象明顯比通入CO2快。(1)對比分析兩組實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為用圖一裝置實(shí)驗(yàn)時，通入SO2不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是______________