2014年高考化学一轮知识梳理课件：3-1碳的多样性(57张PPT)(鲁科版)

高温 ②CO2具有一定的氧化性：C＋CO2=====2CO
3．碳酸钠和碳酸氢钠 化学式 俗名 溶解度 与盐酸反应 Na2CO3 纯碱 或 苏打 相对较大 NaHCO3 小苏打 相对较小
－ ＋ － ＋ HCO ＋ H === CO 2 ＋ 2H ===CO ↑ ＋ 3 3 2
H2O
CO2↑＋H2O
【解析】
本题考查了CO2与NaOH反应时产物与通入CO2量
之间的关系，向NaOH溶液中逐渐通入过量CO2发生的反应为： CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 从图可知NaOH的质量为4 g，n(NaOH)＝0.1 mol，c(NaOH)＝ 0.1 mol ＝1 mol· L－1。NaOH完全转化为Na2CO3时，m(Na2CO3)＝ 0.1 L 0.1 mol － 5.3 g，A点为Na2CO3，V(CO2)＝ ×22.4 L· mol 1＝1.12 L＝ 2 1120 mL。完全转化为NaHCO3时，m(NaHCO3)＝8.4 g，C点为Na HCO3，V(CO2)＝0.1 mol×22.4 L· mol 1＝2.24 L＝2240 mL，因B点
并产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 D．加入 Ba(OH)2 溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解， 产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
－ － － 2－ 解析：检验 CO2 时，要特别注意排除 HCO 、 Cl 、 SO 3 3 4 等阴
离子的干扰。A 项有 Cl－存在时也可产生白色沉淀，B、D 两项中若 有 HCO－ 3 也产生类似现象。 答案：C
1．金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数 目不同 (×)
2．金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳 (√) 3．铅笔芯的原料是金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅 笔，以免引起铅中毒 4．冶炼金属常用还原剂主要用CO 5．除去NaHCO3中Na2CO3可用加热分解法 (×) (√) (×)
mol，盐酸的物质的量为
－ ＋ － 6.0×10－5 mol，只发生 CO2 ＋ H ===HCO 3 3 反应，不产生 CO2。
答案：D
4．(2013· 怀远检测)已知 NaHCO3 在潮湿的空气中会缓缓分解。 取没有妥善保管已部分变质的 NaHCO3 样品 a g，溶于水配成溶液， 慢慢滴入 0.200 mol· L 1 稀盐酸并不停地搅拌，反应过程中测得溶液
1．牢记碳的 3 种同素异形体：金刚石、石墨、C60。 2．熟记 2 种物质的俗名： Na2CO3——纯碱、苏打；NaHCO3——小苏打。
2 3．掌握 2 种离子的检验：CO3 和 HCO3 。
－ －
4．掌握 5 种物质之间的转化关系：
考向一
CO2与碱、盐的反应总结
1．与碱(以NaOH为例)的反应 (1)反应原理：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或NaOH＋ CO2===NaHCO3 少量CO2 过量CO2 即，NaOH ― ― ― ― → Na2CO3 ― ― ― ― → NaHCO3
－
中 NaHCO3 的质量与加入盐酸的体积之间的关系如图所示。
3．(2012· 安徽望江第三次检测)在 10 mL 0.01 mol· L
－
－1
的纯碱溶
பைடு நூலகம்
液中，逐滴加入 1.2 mL0.05 mol· L 1 的盐酸并不断搅拌，完全反应后 在标准状况下生成二氧化碳的体积是( A．1.344 mL C．0.672 mL )
B．2.240 mL D．0 mL
－4
解析： 纯碱的物质的量为 1.0×10
(4)向 Na2CO3、NaHCO3 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 4 所示(设 Na2CO3、NaHCO3 的物质的量之比 m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。
(2013· 榆林质检)现有 25 mL 2 mol· L－1Na2CO3 和 75 mL 1 mol· L－1 的稀盐酸：①将 Na2CO3 溶液缓缓滴到稀盐酸中 ②将稀盐
2 3．CO3 和 HCO3 的检验
－ －
2－ (1)CO3 的检验
取待检溶液少量，滴加一定量的 Ca2 或 Ba2 的可溶性盐溶液，
＋ ＋
有白色沉淀生成，再加入适量的强酸，白色沉淀溶解且生成无色、
－ 无味的气体，则待检溶液中有 CO2 3 。
(2)HCO3 的检验 取待检溶液少量，滴加足量的 Ca2＋或 Ba2＋的可溶性盐溶液，若 无明显现象，再向溶液中加入足量的盐酸，若溶液中逸出无色、无 味的气体，则待检溶液中有 HCO－ 3。
＋
2－ 3
＋
3H2O===2Al(OH)3 ↓＋3CO2↑
Al3 ＋3HCO3 ===
＋ －
Al(OH)3↓＋3CO2↑ △ 固体：2NaHCO3=====
相互 转化
Na2CO3＋CO2＋ H2O===2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O 溶液：NaHCO3＋NaOH ===Na2CO3＋H2O
Na2CO3 ＋ HCl
===
NaHCO3＋NaCl
1 mol 1mol 1 mol 0.05 mol 0.05 mol 0.05 mol NaHCO3 ＋ HCl === NaCl＋H2O＋CO2↑
1 mol 1 mol 22.4 L 0.05 mol (0.075－0.05) mol V2
生成的CO2用剩余HCl的量计算： 0.025 mol×22.4 L V2＝ ＝0.56 L，所以V1>V2。 1 mol 【答案】 C
－
【特别提醒】
掌握本要点应注意的三个问题
－ －
(1)不能用 Ca(OH)2 溶液或 Ba(OH)2 溶液鉴别 CO2 3 和 HCO3 ， 原因是 OH 可将 HCO3 转化为 CO2 3 ；
－ － －
(2)加酸后可根据气体是否有气味排除 SO2 3 、HSO3 的干扰；
－ －
(3)不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验 CO2 3 与
(2)反应后溶质成分的判断： nNaOH x＝ nCO2 x≤1∶1 1∶1<x<2∶1 x＝2∶1 x>2∶1 溶质成分 NaHCO3 Na2CO3、NaHCO3 Na2CO3 NaOH、Na2CO3
2.与盐溶液的反应 (1)CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 (2)CO2(少量)＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO (3)CO2(少量)＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓
酸缓缓滴到 Na2CO3 溶液中，在标准状况下产生气体的体积情况是 ( ) A．均为 0.84 L C．①>② B．均为 0.56 L D．②>①
【解析】
将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，开始时，HCl过
量，有关反应为： Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O 1 mol 2 mol 22.4 L 0.05 mol 0.075 mol V1 生成CO2的体积用HCl的量计算： 22.4 L×0.075 mol V1＝ ＝0.84 L。 2 mol ②将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，开始时，Na2CO3过量， 反应分两步进行：
2x＋y＝1.0 mol 则 x＋y＝0.8 mol x＝0.2 mol 解得 y＝0.6 mol
－ － 因溶液体积相同，则溶液中 CO2 与 HCO 3 3 的物质的量浓度之比
即为其物质的量之比，即 x∶y＝0.2∶0.6＝1∶3。 答案：A
考向二
Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
第 1节
碳的多样性
[考纲展示] 1．了解碳单质及其化合物的主要性质及应用。 2．了解碳及其化合物对环境质量的影响。
一、多种多样的碳单质 1．同素异形体：由同一种元素组成的性质不同的单质。
2．石墨、金刚石、C60的比较 名称 颜色、状态 硬度 导电性 化学性质 用途 电极、铅笔芯、 润滑剂 石墨 深灰色鳞片状固 体 质软 良导体 金刚石 无色晶体、有 强折光性 硬度最大 非导体 相似 钻探机钻头、 刻刀等 应用于材 料科学 C60 灰黑色固 体 硬度小 非导体
－ ＋ (2)反应的离子方程式：CO2 3 ＋2H ===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结 (1)向 Na2CO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的 体积的关系如图 1 所示； (2)向 NaHCO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 2 所示； (3)向 NaOH、Na2CO3 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的 体积与产生 CO2 的体积的关系如图 3 所示(设 NaOH、Na2CO3 的物 质的量之比 x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；
－1
×1000 mL· L 1＝1792 mL。
－
【答案】
(1)Na2CO3 1120 (2)NaHCO3 2240
(3)Na2CO3、NaHCO3 1792 (4)1 mol· L－1
1．(2013· 六安一模)下列叙述可以肯定溶液中大量存在 CO2 3 的
－
是(
) A．加入 AgNO3 溶液有白色沉淀产生 B．加入稀盐酸有无色无味气体产生 C．加入 MgCl2 溶液有白色沉淀产生，再加入稀盐酸沉淀溶解，
二、广泛存在的含碳化合物 1．一氧化碳 (1)物理性质 色、味、态；无色无味气体；水溶性：难溶；毒性：有毒。 (2)化学性质
2．二氧化碳(CO2) (1)物理性质 色、味、态：无色无味气体；水溶性；可溶；固态时称为：干 冰；过多排放会造成：温室效应。
(2)化学性质 ①CO2具有酸性氧化物的通性。
－
HCO3 ，因两种离子都有该现象发生。
－
往 100 mL 的 NaOH 溶液中通入 CO2 充分反应后，在减 压和较低温度下， 小心地将溶液蒸干， 得到白色固体 M。 通入的 CO2 的体积 V(标准状况)与 M 的质量(W)的关系如图所示。
试解答下列问题： (1)A 点时，白色固体 M 的化学式为________，通入的 CO2 的体 积为________mL(标准状况下，下同)。 (2)C 点时，白色固体 M 的化学式为________，通入的 CO2 的体 积为________ mL。 (3)B 点的 M 的组成成分为________(用化学式表示)， 通入的 CO2 的体积为________mL。 (4)该 NaOH 溶液的物质的量浓度为________。
2．用 1 L 1.0 mol· L－1NaOH 溶液吸收 0.8 mol CO2，所得溶液中
－ － 的 CO2 与 HCO 3 3 的物质的量浓度之比约是(
)
A．1∶3 C．2∶3
B．1∶2 D．3∶2
解析：因 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2＋NaOH===NaHCO3 设生成 Na2CO3、NaHCO3 的物质的量分别为 x、y。
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液 (1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
－ ＋ (2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO2 ＋ H === 3 － ＋ HCO － 3 ，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO 3 ＋H ===CO2↑
＋H2O。 2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中 (1)现象：有无色气体放出
－ NaHCO3 少量：HCO－ ＋ OH 3
与 Ca(OH)2 反应
CO
2－ 3
＋ Ca2
＋
＋Ca2 ===CaCO3↓＋H2O
＋
===CaCO3↓
NaHCO3 过量：Ca2 ＋2OH
＋
－
＋ 2HCO
－
－
3
===CaCO3↓ ＋
CO2 3 ＋2H2O
与Al2(SO4)3 反应
2Al3 ＋3CO
－
时M质量为7.16 物。
g,5.3<7.16<8.4，知M为Na2CO3和NaHCO3的混合
设 B 点时 Na2CO3 的物质的量为 x，NaHCO3 的物质的量为 y， 则有：2x＋y＝0.1 mol,106 g· mol 1x＋84 g· mol
－ －1
y＝7.16 g，解得 x＝
0.02 mol，y＝0.06 mol，所以 V(CO2)＝(0.02＋0.06) mol×22.4 L· mol