高考化学一轮复习第1部分第3章第1节碳的多样性教学案鲁科版Word格式文档下载.docx

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（1）金刚石和石墨互为同位素。

（　　）

（2）用活性炭除去冰箱异味，没有发生化学变化。

（3）通过水除去CO中的CO2。

（4）通过灼热CuO除去H2中的CO。

（5）使澄清石灰水变浑浊的氧化物一定为CO2。

（6）将CO2通入NaOH溶液中，一定得到Na2CO3。

（7）用CO2鉴别Na[Al（OH）4]溶液和CH3COONa溶液。

（8）实验室中可用石灰石和稀硫酸反应制备CO2气体。

答案：

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

　（7）√　（8）×

2．写出除去下列气体中混有的杂质（括号内为杂质）可采取的方法。

（1）CO（CO2）：

____________________________________________。

（2）CO2（CO）：

（3）CO2（O2）：

_____________________________________________。

（4）CO2（SO2）：

（5）CO2（HCl）：

（1）通过盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶　

（2）通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管　（3）通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管　（4）通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶　（5）通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶

考法1　碳及其氧化物的性质及实验探究

1．用四种溶液分别进行实验，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，溶液不变浑浊

BaCl2溶液

B

通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失

Na2SiO3

C

通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色退去

Ca（ClO）2

D

通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量的NaOH溶液，又变浑浊

Ca（OH）2

B　[CO2通入Na2SiO3溶液中，先生成沉淀H2SiO3，继续通CO2，H2SiO3不反应，不溶解。

]

2．（2019·

信阳模拟）为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置：

根据装置回答问题：

（1）A装置的作用是________________________________________。

（2）实验后通过________处理尾气，发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。

（3）若实验时观察到_________________________________________

________________________________________________________，

则证明原气体中一定含有一氧化碳。

解析：

（1）除去混合气体中的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对后续实验的干扰。

（2）CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。

（3）CO还原CuO使黑色粉末变成红色，反应生成的CO2使澄清石灰水变浑浊，故可利用这些现象来证明原气体中一定含有CO。

（1）吸收CO2

（2）点燃　2CO＋O2

2CO2

（3）B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊

[思维建模]　检验CO2中CO是否存在的思维模板

各装置的作用是：

A——除去混合气体中的CO2气体

B——检验混合气体中CO2是否除尽

C——CO还原CuO：

CO＋CuO

Cu＋CO2

D——验证CO的氧化产物CO2

E——除去尾气中的CO2气体

F——除去尾气中的CO气体，防止污染环境

确定混合气体中含有CO气体的实验现象是：

C中的物质由黑色变成光亮的红色，B中无明显现象，D中的澄清石灰水变浑浊。

考法2　CO2与碱反应的产物判断

3．在标准状况下，将4.48LCO2通入100mL3mol·

L－1的NaOH溶液中，溶液中的溶质为________，其物质的量之比为________。

n（CO2）＝0.2mol，n（NaOH）＝0.3mol，n（CO2）∶n（NaOH）＝2∶3，可发生反应

2CO2＋3NaOH===Na2CO3＋NaHCO3＋H2O

Na2CO3、NaHCO3　1∶1

4．往100mLNaOH溶液中通入CO2，充分反应后，在减压和较低温度下，小心将溶液蒸干，得白色固体M。

通入CO2的体积V（CO2）/mL（标准状况下，下同）与M的质量W/g的关系如图所示。

（1）A点时，白色固体M的化学式为________，通入CO2的体积为________mL。

（2）C点时，白色固体M的化学式为________，通入CO2的体积为________mL。

（3）推算B点时M的组成____________（用化学式表示）及通入CO2气体的体积为________mL。

首先NaOH转化为Na2CO3，继续通CO2又转化为NaHCO3，结合图形得出：

A点M为Na2CO3，V（CO2）＝1120mL；

C点M为NaHCO3，V（CO2）＝2240mL；

B点为Na2CO3和NaHCO3的混合物，由守恒法求出V（CO2）＝1792mL。

（1）Na2CO3　1120　

（2）NaHCO3　2240

（3）Na2CO3和NaHCO3　1792

[思维建模]　数轴法判断CO2与强碱（OH－）反应的产物

当n（OH－）∶n（CO2）的值不同时产物如下：

考点二|钠的碳酸盐——碳酸钠和碳酸氢钠

1．Na2CO3与NaHCO3的物理性质比较

名称

碳酸钠

碳酸氢钠

化学式

Na2CO3

NaHCO3

俗名

纯碱或苏打

小苏打

颜色、状态

白色粉末

细小白色晶体

水溶性

易溶于水

水中易溶，比Na2CO3的溶解度小

提醒：

因NaHCO3的溶解度较小，将CO2通入饱和Na2CO3溶液时，开始无明显现象，后有沉淀析出。

2．Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较

（1）热稳定性

①Na2CO3性质稳定，受热难分解。

②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O。

（2）与酸（足量盐酸）反应（填写化学方程式）

①Na2CO3：

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。

②NaHCO3：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。

（3）与碱液反应（将下列化学方程式补充完整）

①与NaOH溶液

②与石灰水（足量）

（4）与盐（如CaCl2）溶液反应（写出离子方程式）

CO

＋Ca2＋===CaCO3↓；

与CaCl2不反应。

3．Na2CO3与NaHCO3的相互转化

[深度归纳]　

（1）Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法

（2）侯氏制碱的原理

把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；

过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。

其化学方程式为

①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

②2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×

（1）向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有晶体析出。

（2）Na2CO3·

10H2O在干燥的空气中可风化变成Na2CO3粉末。

（3）NaHCO3与Na2CO3溶液可用Ba（OH）2溶液鉴别。

（4）用热的烧碱溶液洗去油污，因为Na2CO3可直接与油污反应。

（5）NaHCO3溶液中加少量Ba（OH）2溶液：

HCO

＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O。

（6）用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。

（7）Na与H2反应可生成NaH，NaH与H2O反应时，NaH作还原剂。

（1）√　

（2）√　（3）×

　（6）√　（7）√

考法1　Na2CO3与NaHCO3的性质与鉴别

1．（2019·

石家庄模拟）下列关于Na2CO3和NaHCO3的比较中，说法不正确的是（　　）

A．NaHCO3固体受热容易分解，而Na2CO3固体受热不容易分解

B．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，前者消耗盐酸的物质的量比后者多

C．向等体积等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分别滴加2滴酚酞溶液，前者颜色比后者深

D．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式相同

D　[Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式不相同，Na2CO3与Ba（OH）2溶液：

＋Ba2＋===BaCO3↓，NaHCO3与Ba（OH）2溶液反应，当NaHCO3少量时：

＋OH－＋

Ba2＋===BaCO3↓＋H2O；

当NaHCO3过量时：

2HCO

＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO

＋2H2O。

2．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是（　　）

A．Na2CO3溶液（NaHCO3），选用适量的NaOH溶液

B．NaHCO3溶液（Na2CO3），应通入过量的CO2气体

C．Na2O2粉末（Na2O），将混合物在氧气中加热

D．Na2CO3溶液（Na2SO4），加入适量Ba（OH）2溶液，过滤

D　[Ba（OH）2与Na2CO3和Na2SO4均发生化学反应生成白色沉淀，不符合除杂的要求。

考法2　测定纯碱纯度的实验探究

3．制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。

（1）方案一：

用下图所示方法和步骤进行实验：

①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤；

操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。

②该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为________。

（2）方案二：

利用下图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

a．按图连接装置，并检查气密性；

b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4g；

c．准确称得6.0g纯碱样品放入容器Ⅱ中；

d．打开分液漏斗Ⅰ的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。

①若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果________（填“偏大”或“偏小”）。

②装置A中试剂X应选用________。

③E装置的作用是________________________________________。

④根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为________（结果保留小数点后一位）。

（1）①生成沉淀A，故操作Ⅰ需要涉及过滤操作。

要知道固体的质量需要称重；

②经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为

×

100%。

（2）①反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；

快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；

②鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；

③如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O和CO2进入装置D中；

④反应中放出CO2气体的质量＝85.6g－83.4g＝2.2g，设消耗碳酸钠的质量为x，

Na2CO3～CO2

106　　　44

x　　　2.2g

解得x＝5.3g

纯碱样品中Na2CO3的质量分数＝

100%≈88.3%。

（1）①过滤　称量

②

100%

（2）①偏小　②NaOH溶液　③防止空气中CO2和水蒸气进入装置D中　④88.3%

[思维建模]　测定纯碱纯度的两种常用方法

气体法

发生反应Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的纯度

沉淀法

发生反应Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的纯度

专项突破（8）　Na2CO3、NaHCO3的定量计算与图像分析

1．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较

（1）速率：

相同条件下，NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。

（2）耗酸量：

等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。

（3）CO2生成量比较：

①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。

2．Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像分析

向某溶液（Na2CO3或NaHCO3或NaOH）中逐滴加入盐酸，消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系如图所示：

（1）若OA＝0，则溶液中所含溶液为NaHCO3，涉及反应的离子方程式为HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O；

（2）若OA＝AB，则溶液中溶质为Na2CO3，涉及的离子反应为OA：

＋

H＋===HCO

，AB：

（3）若OA＜AB，则溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，涉及的离子反应同

（2）；

（4）若OA＞AB，则溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，涉及的离子反应为OA：

OH－＋H＋===H2O，CO

＋H＋===HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O。

[典例导航]

（2019·

岳阳模拟）向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·

L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积（V）的关系如图所示。

下列判断正确的是（　　）

A．在0～a范围内，只发生中和反应

B．ab段发生反应的离子方程式为CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

C．a＝0.3

D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2

[思路点拨]　H＋与OH－、CO

、HCO

的先后顺序为OH－＞CO

＞HCO

⇒

C　[在0～a范围内，先发生中和反应，后发生CO

与H＋生成HCO

的反应，A错误；

ab段发生反应的离子方程式为HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑，B错误；

因为a～0.4范围内发生的反应是H＋＋HCO

===CO2↑＋H2O，n（CO2）＝0.01mol，n（H＋）＝n（CO2）＝0.01mol，所以a＝0.3，C正确；

由碳元素守恒可知溶液中n（CO

）＝n（CO2）＝0.01mol，在0～a范围内，生成0.01molHCO

消耗盐酸0.1L，与NaOH反应消耗盐酸0.2L，n（NaOH）∶n（Na2CO3）＝2∶1，D错误。

淮北模拟）有关NaHCO3和Na2CO3的性质，下列叙述错误的是（　　）

A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小

B．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的2倍

C．1molNa2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀硫酸充分反应，生成的CO2为1mol

D．向200mL0.1mol·

L－1Na2CO3溶液中逐滴加入200Ml

0.1mol·

L－1的稀盐酸并不断振荡，生成的CO2为0.01mol

D　[D项，反应原理为CO

，HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O，故不会生成CO2。

2．向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2mol·

L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。

A．原NaOH溶液的浓度为0.2mol·

L－1

B．在标准状况下通入CO2的体积为448mL

C．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为

n（NaOH）∶n（Na2CO3）＝1∶3

D．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为

n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）＝1∶1

A　[当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：

2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3，再加入盐酸100mL时，无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3，最终都会生成NaCl，因n（Na＋）＝n（Cl－），所以n（NaOH）＝n（HCl）＝0.02mol，NaOH和盐酸的体积相同，那么浓度也相同，即原NaOH溶液的浓度为0.2mol·

L－1，A项正确；

盐酸由25mL滴至100mL时，发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗盐酸0.015mol，生成CO20.015mol，即在标准状况下通入CO2的体积为336mL，B项错误；

设所得溶液中的Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，根据原子守恒：

2xmol＋ymol＝0.02mol，xmol＋ymol＝0.015mol，解得x＝0.005，y＝0.01，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）＝2∶1，C、D项错误。

课堂反馈　真题体验

[一题串知，落实考法]

（2015·

全国卷Ⅰ，T26改编）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×

10－2，K2＝5.4×

10－5。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。

草酸晶体（H2C2O4·

2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。

回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C中可观察到的现象是__________________________________

____________________________________________________________，

反应的离子方程式为______________________________________，

说明分解产物中含有__________。

装置B的主要作用是

________________________________________________________

_______________________________________________________。

[考查CO2的检验和主要性质]

（2）乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、________________。

装置H反应管中盛有的物质是________。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________

________________________________________________________。

[考查CO的检验与性质]

（3）若上图中的装置C中的澄清石灰水改为水玻璃，则装置C中的现象是______________________________________________________，

反应的离子方程式为____________________________________，

此现象说明H2SiO3比H2CO3的酸性________。

[考查H2CO3和H2SiO3的酸性强弱]

（4）若把上图中装置C中的澄清石灰水改为饱和Na2CO3溶液，则装置C中的现象是______________________________________________，

反应的离子方程式为______________________________________。

[考查Na2CO3的性质]

（1）有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊

CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O　CO2　冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验

（2）①F、D、G、H、D、I　CuO　②H中黑色粉末变为红色，其前的D中澄清石灰水无现象，其后的D中澄清石灰水变浑浊

（3）C中溶液产生白色沉淀或变浑浊，且有气泡逸出

CO2＋SiO

＋H2O===H2SiO3↓＋CO

　弱

（4）白色沉淀或变浑浊，有气泡逸出

2Na＋＋CO

＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓

[真题体验，感悟考向]

（1）（2018·

全国卷Ⅲ）泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火。

（2）（2018·

全国卷Ⅱ）碳酸钠可用于去除餐具的油污。

（3）（2018·

全