高考化学一轮复习第3章第1节碳的多样性学案鲁科版.docx
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高考化学一轮复习第3章第1节碳的多样性学案鲁科版
第1节 碳的多样性
考纲定位
全国卷5年考情
1.掌握碳单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解碳单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3.了解碳及其重要化合物的制备方法。
2017年:
Ⅱ卷T13(B);Ⅲ卷T11(C)
2016年:
Ⅰ卷T8(D);Ⅱ卷T7、T12;Ⅲ卷T7(A)
2015年:
Ⅰ卷T26;Ⅱ卷T10(B)、T13(D)
2014年:
Ⅰ卷T8、T13(CD);Ⅱ卷T7(A、B)、T9(B)、T10(B、C)
2013年:
Ⅰ卷T7(D);Ⅱ卷T9(B)、T10(C)
考点1|碳单质及其氧化物的性质
(对应学生用书第47页)
[考纲知识整合]
1.碳元素的原子结构与存在
碳元素位于元素周期表中第2周期ⅣA族,原子结构示意图为在自然界中既有游离态的碳又有化合态的碳。
2.碳单质的多样性
(1)同素异形体
由同一种元素组成的性质不同的单质。
碳元素的同素异形体有C60、石墨、金刚石,氧元素的有O2和O3,磷元素的有红磷和白磷。
(2)碳的三种常见同素异形体的结构
正六边形和正五边形排列 每一层形成平面,正六边形结构 正四面体和,网状结构
提醒:
(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同,但化学性质相似。
(2)同素异形体之间的转化是化学变化,但不是氧化还原反应。
(3)碳的物理性质和用途(用短线连接起来):
【提示】 ①—c ②—a ③—d ④—b
(4)碳单质的化学性质:
①与O2的反应(用化学方程式表示):
O2不足:
2C+O22CO。
O2充足:
C+O2CO2。
②与其他物质的反应(用化学方程式表示):
与CuO反应:
2CuO+C2Cu+CO2↑(可用于金属的冶炼);
与SiO2反应:
SiO2+2CSi+2CO↑。
与CO2反应:
C+CO22CO(用于炼铁还原剂的制备);
与水蒸气反应:
C+H2O(g)CO+H2(制水煤气)。
与浓硫酸反应:
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
3.一氧化碳和二氧化碳
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
毒性
CO
无色
气体
无味
与空气相当
不溶于水
有毒
CO2
无色
气体
无味
ρCO2>ρ空气
微溶于水
无毒
(2)化学性质(写出有关的化学方程式)
(3)实验室制取CO2的原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
(4)用途
①CO用作炼钢、炼铁的还原剂。
②CO2用于制饮料、碳酸盐,作制冷剂。
[高考命题点突破]
命题点1 碳及其氧化物的主要性质及其探究
1.下列说法正确的是________(填序号)。
(1)(2017·全国Ⅲ卷)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
(2)(2016·全国Ⅱ卷)燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
(3)(2016·四川高考)将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该溶液中一定含有CO
(4)(2016·四川高考)标准状况下,5.6LCO2气体中含有氧原子数为0.5NA
(5)(2016·海南高考)将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO
(6)(2014·全国Ⅱ卷)利用如图装置除去CO气体中的CO2气体
(7)(2015·江苏高考)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
(8)(2013·江苏高考)甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有转化关系:
甲乙丙,若甲为焦炭,则丁可能是O2
(9)(2017·全国Ⅲ卷)含石墨烯的电极中石墨烯作用主要是提高电极的导电性
【答案】
(2)(4)(8)(9)
2.甲气体可发生如下变化:
甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。
则甲、乙、丙、丁分别为( )
A.CO2、CO、O2、CaO
B.O2、CO、CO2、CaCO3
C.O2、CO2、CO、CaCO3
D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2
C [根据实验过程中的现象可依次确定丁为CaCO3,乙为CO2,丙为CO,甲为O2。
]
3.(2018·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:
【导学号:
95160050】
(1)A装置的作用是___________________________________________。
(2)实验后怎样处理尾气________,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,以排除对下面实验的干扰。
(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的实验现象是黑色粉末变成红色,故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。
【答案】
(1)吸收CO2
(2)点燃 2CO+O22CO2
(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
确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法
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+CuOCu+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。
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):
_________________________________________________。
【答案】
(1)通过盛有浓NaOH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
命题点2 CO2与碱反应的产物判断
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。
【解析】 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。
【答案】
(1)Na2CO3 1120
(2)NaHCO3 2240
(3)Na2CO3和NaHCO3 1792
当n(OH-)∶n(CO2)的值不同时产物如下:
考点2|碳酸钠和碳酸氢钠
(对应学生用书第49页)
[考纲知识整合]
1.Na2CO3与NaHCO3的物理性质
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通入到饱和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
(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
2NaHCO3Na2CO3+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)
提醒:
Na2CO3与NaHCO3的转化
Na2CO3NaHCO3
[应用体验]
正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。
( )
(2)向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会有NaHCO3晶体析出,说明了溶解度Na2CO3大于NaHCO3。
( )
(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。
( )
(4)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。
( )
(5)Na与H2反应可生成NaH,NaH与H2O反应时,NaH作还原剂。
( )
(6)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。
( )
(7)(2015·全国Ⅱ卷)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液,立即产生气泡。
( )
(8)利用加热法可以除去Na2CO3固体中的NaHCO3。
( )
(9)Na2CO3溶液呈碱性的原因是CO+H2OHCO+OH-。
( )
(10)(2015·全国Ⅱ卷,改编)1L0.1mol/L的Na2CO3溶液中CO、HCO和H2CO3的粒子数之和为0.1NA。
( )
(11)(2014·全国Ⅱ卷)碳酸氢钠受热分解实验如图所示。
( )
【提示】
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)√ (11)×
[高考命题点突破]
命题点1 Na2CO3与NaHCO3的性质比较与鉴别
1.现有两瓶失去标签的同浓度的Na2CO3和NaHCO3无色溶液,请提出简便的鉴别方法,其中不合理的是( )
①用干燥的pH试纸检验,pH大的是Na2CO3
②取同量的溶液于两支试管中,各滴入酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3
③取同量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
④取同量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3
⑤取同量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
⑥取同量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
A.①② B.③⑥
C.④⑤D.②⑤
B [①Na2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈碱性,同温度相同物质的量浓度的两溶液,Na2CO3水解程度大于NaHC