高三化学一轮成套优秀复习讲义碳族元素

高三化学一轮成套优秀复习讲义碳族元素
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【
1．CO2通入NaOH溶液的判不错误。

CO2通入NaOH溶液的反应与CO2气体通入量有关。

当CO2通入少量时生成Na2CO3，当CO2通入过量时生成NaHCO3，CO2通入量介于两者之间，既有Na2CO3又有NaHCO3。

因此推断产物时一定要注意CO2与NaOH间量的关系。

2．Na2CO3溶液中滴加盐酸过程不清晰。

在Na2CO3溶液中滴加HCl，CO32-先转化为HCO3-，再滴加盐酸HCO3-转化为H2CO3，不稳固分解为CO2。

如：在10mL0.01mol/L纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2mL0.05mol/L盐酸，完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为〔1998年上海高考题〕
A.1.334mL
B.2.240mL
C.0.672mL
D.0mL
思路分析：反应过程为：CO32-−→
−+H CO2。

−+H HCO3-−→
盐酸溶液中n(HCl)=0.00006mol，纯碱溶液中n(Na2CO3)=0.0001mol
CO32- + H+ = HCO3-
0.0001mol 0.0001mol 现盐酸不足，故无气体产生。

答案：D
3．CO2通入CaCl2溶液中是否有沉淀的分析错误。

可用反证法：如能产生沉淀，那么反应的化学方程式为：CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2HCl。

因CaCO3溶于盐酸，故反应不能发生。

因为CO2只有通入中性或碱性溶液才能产生CO32-，并同时产生部分H+，假设原溶液无法消耗这部分H+，那么不利于CO2转化为CO32-，也就无法与Ca2+形成沉淀。

假设要使CaCl2与CO2反应生成沉淀，就必须加入部分碱溶液中和CO2与H2O反应而产生的H+。

同理，该思维方式适用于CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液。

4．不要把Na 2CO 3+SiO 2−−
→−高温
Na 2SiO 3+CO 2↑与Na 2SiO 3+CO 2+H 2O=Na 2CO 3+H 2SiO 3↓相混。

前者是工业制玻璃的反应式之一，是在高温条件下发生的反应，而后者是在水溶液中发生的反应。

假设交换条件，两者均不发生反应。

【典型例题评析】
例1 天然气的要紧成份CH 4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的CH 4和CO 2产生的温室效应，前者大。

下面是有关天然气的几种表达:①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源;②等质量的CH 4和CO 2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是酸雨的成因之一.其中正确的选项是(2001年理科综合能力测试第10题)
A.是①②③
B.只有①
C.是①和②
D.只有③ 思路分析：大气中的CH 4和CO 2为红外线吸取体，它们吸取太阳和地球的长波辐射，并将其中一部分反射回地球。

因此，大气中CH 4和CO 2浓度增加，那么阳光被吸取得多，反射到太空的部分减少,地表温度将上升。

天然气燃烧产物为CO 2和水，而煤和柴油燃烧产物会造成污染。

对等质量的CH 4和CO 2，CH 4的物质的量比CO 2多，由题意知等质量的CH 4和CO 2产生的温室效应CH 4大，但CO 2不是形成酸雨的物质。

答案：C
方法要领：CO 2导致〝温室效应〞是人们所熟知的常识，但此题警告人们，CH 4也是一种会产生〝温室效应〞的气体，且等物质的量的CH 4产生〝温室效应〞比CO 2还要大。

纵观当今世界范畴内都在呼吁操纵CO 2的排放量以遏制〝温室效应〞的加剧，同时又在为爱护环境号召多使用清洁能源——天然气。

殊不知，事物差不多上一分为二的，就像天然气，既有有利的一面，也有有害的一面。

此题让人们意识到利用天然气作燃料的同时，一定要防止其泄漏。

例2 以下物质不属于〝都市空气质量日报〞报道的是(2001年上海高考题)
A.二氧化硫
B.氮氧化物
C.二氧化碳
D.悬浮颗粒 思路分析：二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒均为大气污染物，只有二氧化碳不需报道。

答案：C
方法要领：SO 2要紧来自含硫煤燃烧时的排放。

其危害一方面是由于本身的刺激性会阻碍人的呼吸系统和眼睛，另一方面还由于能与空气中的其它污染物相互阻碍，产生所谓的〝协同效应〞，可导致更为严峻的后果。

氮氧化物中造成空气污染的要紧是NO 和NO 2，适应上可用NO x 来表示。

氮氧化物要紧来自汽车尾气排放，汽车内燃机运转时，高温顺电火花条件使缸内N 2和O 2反应生成氮氧化物。

两种氮氧化物中，二氧化氮的毒性要比NO 高4～5倍，人吸入NO 2后，第一对呼吸道产生刺激作用，浸入肺部后，又与细胞中的水分结合而生成硝酸和亚硝酸，造成肺水肿。

NO 2吸取紫外光后被分解：NO 2−−→−紫外光NO+O ，生成的O 专门爽朗，再连续发生一系列化学反应，最后导致光化学烟雾，这是NO 2造成的另一危害。

大气中悬浮的大小在10微米以内的颗粒，因鼻腔无法将其阻挡，可进入人体的呼吸道和肺部，被称为可吸入颗粒。

这些颗粒不仅仅是尘土，还在表面吸附了其它污染物，因此吸入后可能引起多种病变。

例3 向以下溶液中通入过量CO 2，最终显现浑浊的是〔2000年全国高考题〕
A.氢氧化钙饱和溶液
B.苯酚钠饱和溶液
C.醋酸钠饱和溶液
D.氯化钙饱和溶液
思路分析：当足量CO 2通入Ca(OH)2饱和溶液时，由于其为二元酸，故可生成溶于水的酸式盐Ca(HCO 3)2而〝最终〞无浑浊。

而当遇苯酚钠时，由于碳酸的酸性较苯酚的酸性强，故可生成苯酚。

又由于苯酚在常温下的溶解度不大，故最终显现浑浊。

而C 、D 两选项中，由于醋酸、盐酸的酸性较碳酸强，故CO 2与其均不可反应。

A 中先有沉淀后又溶解；B 中显现浑浊；C 和D 中无反应发生。

答案：B
方法要领：此题原理不难，但由于考生审题不严及粗心，专门易错选。

此题的〝题眼〞在〝过量CO 2〞。

如：假设看不到〝最终〞或〝足量CO 2〞，专门易因为氢氧化钙能与二氧化碳反应而错选。

故提醒考生，答好选择题的关键是审题，正确应用好关键字句，幸免疏忽错误。

例4 将CO 2气体通入CaCl 2溶液，假设要有白色沉淀产生，可加入的试剂是〔1997年上海高考题〕
A.硫酸氢钾溶液
B.碳酸氢钙溶液
C.氯水
D.氢氧化钠溶液
思路分析：在CaCl 2溶液中：CaCl 2=Ca 2++2Cl -
；CO 2通入溶液中存在如下平稳：CO 2+H 2
O H 2CO 3、
H 2CO 3 H ++HCO 3-、HCO 3- H ++CO 32-。

在CO 2和CaCl 2的混合溶液中，加入的各物质电离为：
A 中：KHSO 4=K ++H ++SO 42-；
B 中：Ca(HCO 3)2==Ca 2++2HCO 3-；
C 中：Cl 2+H 2O==H ++Cl -+HClO ；
D 中：
NaOH=Na ++OH
- 要产生沉淀，必须使H 2CO 3的电离平稳右移，以增加[CO 32-]，方能有CaCO 3沉淀生成，纵观选
项中四种物质，只有D 中的NaOH 电离的OH -离子可中和H +使电离平稳右移，使CO 32-浓度增加至足
以与Ca 2+结合为CaCO 3沉淀。

答案：D
方法要领：当CO 2通入碱溶液中，才能生成CO 32-，现在与Ca 2+结合形成CaCO 3沉淀。

而A 、C
显酸性，不可能形成CO 32-。

碳酸氢钙中尽管有大量的Ca 2+和HCO 3-，但CO 32-的量仍旧专门少，因此
无法形成CaCO 3沉淀。

阴阳离子要结合生成难溶于水的沉淀物，必须使阴阳离子的量都达到一定的数值。

如只有阳离子无阴离子或阴离子极少，是不能形成沉淀的。

反过来只有阴离子无阳离子或阳离子极少也是不能形成沉淀的。

运用电离平稳的知识解决化学反应现象。

CO 2气体通入CaCl 2溶液中，是不能产生沉淀的，这是由于碳酸是弱酸，不能与强酸盐反应生成强酸：HCl 。

大伙儿熟知的〝弱酸不能制强酸〞的实质，仍旧离不开电离平稳移动原理的讲明。

运用〝强酸制弱酸〞原理时需注意如下两点：①强酸制弱酸原理是指强酸可与弱酸盐发生复．分解反应．．．．
的原理；②这一规律也有例外，如H 2S+CuSO 4=CuS ↓+H 2SO 4，这是因为生成的CuS 极难溶于水的缘故。

例5 酸性强弱顺序为H 2CO 3＞ ＞HCO
3，以下化学方程式正确的选项是〔1998年上海高考题〕
OH OH OH OH A ONa +H 2O +CO 2+Na 2CO 3
B ONa +H 2O +CO 2 +NaHCO 3
C +Na 2CO 3ONa+NaHCO 3
D +NaHCO 3ONa+H 2CO 3
OH
思路分析：酸性H2CO3＞C6H5OH＞HCO3-，即碱性CO32->C6H5O->HCO3-，依照较强的酸能够制取较弱的酸，较强碱可制取较弱的碱的原理，A、D是错误的。

答案：B、C
方法要领：〝强酸制弱酸〞的实质是电离能力强的物质可生成电离能力弱的物质。

例6 CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同属离子型碳化物，判定以下反应产物正确的选项是〔1997年高考化学试测题〕
A.ZnC2水解生成乙烷〔C2H6〕
B.Al4C3水解生成丙炔〔C3H4〕
C.Mg2C3水解生成丙炔〔C3H4〕
D.Li2C2水解生成乙烯〔C2H4〕
思路分析：由CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑，借用其规律作仿照，能够从各种角度考虑。

考虑方法〔1〕：假定钙、氢、氧的化合价在反应前后都没有变化，从CaC2来看，钙是+2价、C22-是-2价，相当是-2价的烃，因此产物是乙炔〔C2H2〕。

类比可知，ZnC2水解也应该是乙炔〔C2H2〕；Al4C3水解的C3应该表现-12价，只能是3个甲烷〔CH4〕；Mg2C3水解的C34-应该表现-4价，产物为C3H4；Li2C2水解的C22-是-2价，依旧乙炔。

检查选项只有C对。

答案：C
一题多解：考虑方法〔2〕：假定碳化物中的金属元素都水解成为氢氧化物，那么，每用去一个氢氧根都会多出一个氢原子，这些氢原子与反应物中的碳原子分配。

因此，CaC2产物是Ca(OH)2、C2H2，ZnC2、Li2C2也都得到C2H2，Al4C3得到〝C3H12〞，只能是3CH4，Mg2C3应得到C3H4。

方法要领：此题新颖，期望考生用已有的一个代表性的化合物的性质摸索其规律，再用那个规律去解决新咨询题。

所用方法没有常规，题海中也没有。

考查了思维能力，制造能力。

解题中依照水解原理写出化学方程式或用电荷守恒原理，把金属阳离子所带的总电荷数用等量的H+替代，即得产物的分子式。

作为第ⅣA族、第二周期的碳，一样情形下难以形成离子，通常在化合物中以共价键的形式存在。

但当其与某些较爽朗的金属在高温下形成无机化合物时，也能够以阴离子的形式存在。

这些金属碳化物与水极易发生完全的水解，生成对应的碱和某些烃类化合物。

例7 纯洁的Ca(HCO3)2试样在高温下分解，当剩余固体是原试样质量的一半时，它的分解率为〔1996年上海市高考题〕
A.50%
B.75%
C.92.5%
D.100%
思路分析：假设Ca(HCO3)2按下式完全分解：
Ca(HCO3)2==CaCO3+CO2↑+H2O
162 100
剩余固体质量为原试样的100/162，大于1/2，故相伴着发生进一步分解：
CaCO3==CaO+CO2↑
答案：D
方法要领：把握碳酸盐的分解规律：一样来讲，热稳固性大小的顺序为：正盐>酸式盐〔成
盐离子相同〕。

考虑咨询题要周密，防止只考虑第一步反应，而忽略了第二步分解反应。

例8 某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或二种。

现将13.8克样品加入足量水,样品全部溶解。

再加入过量的CaCl2溶液,得到9克沉淀，对样品所含杂质的正确判定是(1996年上海高考题).
A.确信有KNO3
B.确信有KNO3,可能还含有Na2CO3
C.确信没有Ba(NO3)2,可能有KNO3
D.确信没有Na2CO3和Ba(NO3)2
思路分析：依照〝加足量水，样品全部溶解〞这一种条件，可确定不可能含有Ba(NO3)2杂质，
否那么会与K2CO3生成BaCO3沉淀。

因此对杂质成分的判定集中在KNO3和Na2CO3是否存在这一咨询题。

依照反应的关系，假定13.8g样品全部是K2CO3，那么n(K2CO3)=13.8g/138 g.mol-1=0.1mol。

按加入CaCl2生成CaCO3沉淀的量关系，有：
K2CO3～CaCO3
0.1mol 0.1mol
那么应生成CaCO3质量为0.1mol×100g mol-1=10g，现只生成9g沉淀，讲明13.8g CO32-只有0.09mol，那么在NaNO3、Na2CO3二种杂质中，必含有不与CaCl2反应的KNO3存在，C错。

确信存在KNO3时，是否可能含有Na2CO3？由于0.09molK2CO3质量为m(K2CO3)= 0.09mol×138m.mol-1=12.42g，故可能存在K2CO3、Na2CO3共0.09mol，再加入KNO3使总质量达到13.8g的可能性，那么在存在KNO3的前提下，可能有Na2CO3存在，B对，D错。

上述摸索过程中，涉及的运算，有些不必精确算出结果，只须估量即可，如此能够节约时刻。

答案：A、B
方法要领：依照实验现象、结合所给数据利用极限思想解题。

例9 汽车尾气〔含烃类、CO、SO2与NO等物质〕是都市空气的污染源。

治理方法之一是在汽车排气管上装一个〝催化转换器〞〔用铂、钯合金做催化剂〕。

它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

〔1998年上海市高考题〕
〔1〕写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式。

〔2〕〝催化转换器〞的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其缘故是。

〔3〕操纵都市空气污染源的方法能够有〔〕
A.开发氢能源
B.使用电动车
C.植树造林
D.戴上呼吸面具
思路分析：此题涉及的反应产物均隐含在题中，只有认真分析才能得出正确的结论。

如NO
与CO反应产物是参与大气循环的无毒气体，排除NO2等有毒气体，也排除生成的单质碳，同时也不可能是不常见的气体，只能是空气中存在的N2和CO2。

又因催化转换器中的铂、钯合金是SO2与O2生成SO3反应的催化剂，如此就合明白得释了空气酸度的增加。

操纵都市空气污染因此不能靠戴呼吸面具，植树造林虽是环保的重要措施，但可不能直截了当关系到都市污染的操纵。

答案：〔1〕2CO+2NO=2CO2+N2；〔2〕SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾；〔3〕A、B
方法要领：因为〝CO 与NO 反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体〞，因此这气体是CO 2和N 2；〔2〕SO 2可被氧化SO 3，与水蒸气形成硫酸酸雾；〔3〕在操纵都市空气污染的方法中，植树造林这一选项具有一定的困惑性，植树造林能操纵CO 2量的增加，是改善环境的一种重要手段，而对排除汽车尾气中烃类、CO 、SO 2与NO 等物质没有直截了当的成效。

戴上呼吸面具是一种防止污染的方法，并不能减小污染。

例10 以下图是石英晶体平面示意图：
—Si —O —Si —O —Si —
O O O
—S —O —Si —O —Si —
O O O
它实际上是立体的网状结构，其中硅和氧的原子数之比为 。

原硅酸根离子SiO 44-的
O 结构可表示为 O —Si Si 2O 76-只有硅氧键，它的结构能够表示为 。

O
思路分析：从示意图中的结构能够看出每个Si 原子结合了四个O 原子，而每个O 只结合了二个Si ，因此在二氧化硅晶体中硅原子与氧原子的最简个数比为1:(4×1/2)=1:2，原硅酸〔H 4SiO 4〕
O —H
的结构能够表示为：H —O —Si —O —H ，两个原硅酸分子可发生分子间脱水，生成二聚硅酸 O —H
〔H
6Si 2O 7〕：
OH OH OH OH
HO —Si---OH —Si--OH → HO —Si —O —Si —OH + H 2O
OH OH OH OH O O 二聚硅酸脱去6个H +形成带6个单位负电荷的阴离子〔二聚硅酸根离子〕：O-Si-O-Si-O O O
方法要领：依照物质的空间结构，结合数学空间几何知识和思想、方法，推断出组成晶体的微粒〔原子或离子〕个数比，推出晶体的化学式。

例11 分不代表有关反应中的一种物质,请填写以下空白。

(1)①、③、④的化学式分不是、、
(2)⑧与⑨反应的化学方程式是
思路分析：此题的突破口就在题目的开始部分。

因为这一部分把反应条件和部分反应物都已列出，为推断物质提供的充足的条件。

气体混合物通过碱石灰后得氨气③，通过浓H2SO4可得
CO2气体，CO2气体与Na2O2
NO⑥，NO
和O2反应生成NO2⑦，与H2O反应生成CO2与Mg条点燃后生成MgO⑩和C⑨、C 与HNO3反应生成NO2⑦，CO2②和H2O ，因此①是NH4HCO3。

答案：〔1〕NH4HCO3、NH3、O2；〔2〕C+4HNO3=2H2O+4NO2↑+CO2↑
引申发散：1.热分解全是气体的是何物？-----碳酸铵或碳酸氢铵，亚硫酸铵
2.与过氧化钠产生两种产物的气体有哪些?-------CO2,H2O
3.能与镁条燃烧的气体有哪些?------CO2,SO2、O2、N2
4.两物质反应产物还能连续与反应物反应的有哪些?----NH3(+O2)→NO(+O2)→NO2,H2S(+O2)→SO2(+O2)→SO3,C(+O2)→CO(+O2)→CO2,O2(+C)→CO2(+C)→CO
1。