（新课标）高考化学一轮复习（知识扫描+重点突破讲解）第3章 自然界中的元素.doc

第3章 自然界中的元素第1节碳的多样性1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金刚石、石墨、c60，氧元素的有o2和o3，磷元素的有红磷和白磷。(2)碳单质的物理性质：金刚石：硬度极高、无色透明的晶体。石墨：深灰色、质软、不透明、易导电的片状固体。c60：灰黑色固体。(3)碳单质的化学性质：碳在参与化学反应时，一般表现还原性。 2碳的氧化物co、co2(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co2空气微溶于水无毒(2)化学性质： (3)实验室制取co2的原理：caco32hcl=cacl2co2h2o。1用四种溶液进行实验，下表中“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，溶液变浑浊饱和na2co3溶液b通入co2，溶液变浑浊，继续通co2至过量，浑浊消失na2sio3溶液c通入co2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去ca(clo)2溶液续表选项操作及现象溶液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naoh溶液，又变浑浊澄清石灰水解析：选ba项，由于na2co3的溶解度大于nahco3的溶解度，na2co3co2h2o=2nahco3，因而会析出nahco3晶体，正确；b项，co2na2sio3h2o=na2co3h2sio3，co2na2co3h2o=2nahco3，h2sio3与co2不反应，浑浊不会消失，错误；c项，co2ca(clo)2h2o=caco32hclo，溶液变浑浊后加入品红溶液，被hclo氧化褪色，正确；d项，首先co2ca(oh)2=caco3h2o，继续通co2，生成可溶于水的ca(hco3)2，再加入足量的naoh，则：2naohca(hco3)2=caco3na2co32h2o，溶液又变浑浊，正确。2.将足量的co2不断通入koh、ba(oh)2、kal(oh)4的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入co2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是()aoa段反应的化学方程式是ba(oh)2co2=baco3h2obab段与cd段所发生的反应相同cde段沉淀减少是由于baco3固体消失dbc段反应的离子方程式是2al(oh)4co2=2al(oh)3coh2o解析：选bco2优先与ba(oh)2反应(图像中oa段)，然后与koh反应(图像中ab)段，接着与kal(oh)4反应(图像中bc段)，再与k2co3反应(图像中cd段)，最后与baco3反应(图像中de段)。3向100 ml naoh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)(标准状况，下同)与m的质量w的关系如图。(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的组成为_(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，结合图像得出：a点m为na2co3，v(co2)1 120 ml；c点m为nahco3，v(co2)2 240 ml；b点为na2co3和nahco3的混合物，由守恒法求出 v(co2)1 792 ml。答案：(1)na2co31 120(2)nahco32 240(3)na2co3和nahco31 792 二氧化碳与碱反应产物的定量判断co2通入naoh、ca(oh)2等强碱溶液的反应与co2气体的通入量有关，当co2通入少量时生成碳酸盐，当co2通入过量时生成碳酸氢盐；当co2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意co2与碱之间量的关系。以co2与naoh溶液反应为例：co22naoh=na2co3h2o；co2naoh=nahco3。当n(oh)n(co2)的值不同时产物如下：na2co3与nahco3的性质比较 问题1na2co3与nahco3的鉴别与除杂(1)鉴别(2)除杂混合物除杂方法及试剂na2co3固体(nahco3)加热nahco3溶液(na2co3)通入足量co2气体na2co3溶液(nahco3)加入适量naoh溶液对点练下列几种试剂不能把等物质的量浓度的na2co3、nahco3鉴别开的是()abacl2溶液 b澄清石灰水c稀盐酸 dph试纸答案：b问题2na2co3、nahco3、naoh及其混合物与盐酸反应的图像实验操作反应图像向na2co3溶液中逐滴加入盐酸反应原理：oa段：coh=hcoab段：hcoh=h2oco2向nahco3溶液中逐滴加入盐酸反应原理：hcoh=h2oco2向等物质的量的naoh、na2co3的混合溶液中逐滴加入盐酸反应原理：oa段：hoh=h2o、coh=hcoab段：hcoh=h2oco2续表实验操作反应图像向等物质的量的na2co3、nahco3的混合溶液中逐滴加入盐酸反应原理：oa段：coh=hcoab段：hcoh=h2oco2问题3利用强酸制弱酸原理理解na2co3的性质思考如何理解(1)na2co3与盐酸反应，(2)na2co3溶液与co2反应，(3)na2co3的水解，三个反应的实质？提示：(1)na2co3与盐酸的反应较为剧烈，因为盐酸为强酸，更易电离出h，符合强酸制备弱酸的原理。(2)na2co3溶液与co2的反应是co从h2co3中夺取h生成hco，h2co3的酸性比hco的酸性强，符合强酸制备弱酸的原理。(3)na2co3的水解是co从水中夺取h生成hco，可以认为水的酸性比hco强，水为极弱的电解质，失去h较难，所以na2co3水解很弱。总之三个反应的实质都是co与h的反应。盐酸、h2co3、h2o的酸性(或提供h的能力)比hco强，都是强酸制备弱酸的反应。同时我们也不难理解 nahco3溶液的碱性比同浓度的na2co3弱，nahco3与盐酸反应比na2co3与盐酸反应更剧烈。角度一na2co3、nahco3的鉴别1下列可以用来判定nahco3粉末中混有na2co3的实验方法是()a加热时有无色气体放出b滴加盐酸时有气泡产生c溶于水后，滴加稀的氯化钡溶液有白色沉淀生成d溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成解析：选cnahco3受热分解产生co2，不能证明混有na2co3；nahco3、na2co3均与盐酸反应产生co2气体；na2co3与bacl2反应产生白色沉淀，而nahco3不与bacl2反应，没有明显现象；na2co3、nahco3溶于水后，滴加澄清石灰水均有白色沉淀产生，综上分析只有c正确。2某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。(1)只根据图、所示实验，能够达到实验目的的是_(填装置序号)。(2)图、所示实验装置均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_；与实验相比，实验 的优点是_(填序号)。a 比 复杂b 比 安全c 比 操作简便d 可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而 不行(3)若用实验 验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管b中装入的固体最好是_(填化学式)。解析：(1)图不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应立即产生二氧化碳，二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊，故不可以鉴别na2co3和nahco3；图可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球的膨胀程度来判断。(2)图、所涉及的化学方程式为2nahco3na2co3h2oco2，实验 的优点是可同时做对比实验。(3)试管b装入碳酸氢钠，试管a装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。答案：(1)(2)2nahco3na2co3h2oco2，co2ca(oh)2=caco3h2od(3)nahco3角度二na2co3、nahco3与盐酸的反应及其图像分析3(2016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的两倍c将石灰水加入nahco3溶液中不产生沉淀，加入na2co3溶液中产生白色沉淀d同物质的量浓度的两种溶液，na2co3溶液的ph大于nahco3溶液的ph解析：选c摩尔质量nahco3小于na2co3，等质量的nahco3、na2co3，n(nahco3)n(na2co3)，即在相同条件下nahco3产生的co2体积大；物质的量相等的nahco3、na2co3与盐酸反应，消耗同浓度盐酸的体积na2co3是nahco3的两倍；nahco3溶液中hco与oh反应生成co，co与ca2结合生成caco3沉淀；相同条件下na2co3溶液比nahco3溶液的ph大。4(2016怀化模拟)向四只盛有一定量naoh溶液的烧杯中通入不同量的co2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的co2气体与hcl物质的量的关系如图所示(忽略co2的溶解和hcl的挥发)：则下列分析都正确的组合是()图对应溶液中的溶质为nahco3图对应溶液中的溶质为na2co3和nahco3，且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为naoh和na2co3，且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为na2co3abcd解析：选a图像中从o点即开始产生co2气体，对应溶液中的溶质为nahco3，正确；图像中oa段消耗hcl的量小于ab段消耗hcl的量，对应的溶液中的溶质为na2co3和nahco3，且二者的物质的量之比，正确；图像中，oa段消耗hcl的量等于ab段消耗hcl的量，对应溶液中的溶质为na2co3，不正确；图像中，oa段消耗hcl的量大于ab段消耗hcl的量，对应溶液中的溶质为na2co3、naoh，且二者的物质的量之比 ，不正确。5(2016厦门质检)实验室使用ph传感器来测定na2co3和nahco3混合物中nahco3的含量。称取1.59 g样品，溶于水配成 250.00 ml溶液，取出 25.00 ml该溶液用0.1 moll1盐酸进行滴定，得到如下曲线。以下说法或操作正确的是()a第一个计量点之前发生反应的离子方程式hcoh=h2oco2b第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是cl、hcoc此样品中n(nahco3)(28.1211.9)103 mold使用该方法测定na2co3和naoh混合溶液中的naoh含量，将会得到1个计量点解析：选c用盐酸滴定na2co3和nahco3的混合溶液会出现2个计量点。第一个计量点之前发生的反应为coh=hco，第一个计量点与第二个计量点之间发生的反应为hcoh=co2h2o，a项错误；第二个计量点对应溶液中大量存在的阴离子是cl，无大量hco存在，b项错误；根据图像和离子方程式可知c项正确；使用该方法测定na2co3和naoh混合溶液中的naoh含量，将会得到3个计量点，发生的反应分别是hoh=h2o、coh=hco、hcoh=co2h2o，d项错误。 全 国 卷1判断下列说法的正误(1)(2015新课标全国卷)1 l 0.1 moll1的nahco3溶液中hco和co离子数之和为 0.1na。()(2)(2015新课标全国卷)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。()(3)(2014新课标全国卷)用热的烧碱溶液洗去油污，是因为na2co3可直接与油污反应。()(4)(2014新课标全国卷)碳酸氢钠受热分解实验如图所示。()(5)(2014新课标全国卷)用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应。()(6)(2013新课标全国卷)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异。()(7)(2014新课标全国卷)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应。()(8)(2014新课标全国卷)利用如图装置除去co气体中的co2气体。()(9)(2013新课标全国卷)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成。()(10)(2013新课标全国卷)nahco3溶液与稀h2so4反应：co2h=h2oco2。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2(2015新课标全国卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其k15.4102，k25.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(h2c2o42h2o)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_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置b的主要作用是_。(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。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_。能证明草酸晶体分解产物中有co的现象是_。(3)设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。解析：(1)结合草酸晶体(h2c2o42h2o)的组成可知，澄清石灰水应用来检验其分解产物co2的存在。因草酸晶体易升华，且草酸钙难溶于水，若草酸进入c装置，会干扰co2的检验，故装置b中冰水的主要作用是冷凝挥发出来的草酸。(2)要验证草酸晶体分解产物中还有co，只能通过检验co与cuo反应的产物co2的存在来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有co2，会对co的检验造成干扰，所以在检验co前应将分解产物中的co2除尽，可选用f装置来除去co2，d装置用来检验co2是否除尽。将除去co2的气体通过盛有无水氯化钙的装置g干燥，然后通过盛有cuo的装置h，cuo将co氧化为co2，再将气体通过盛有澄清石灰水的d装置，用来检验co2的存在。因co有毒，最后可将尾气通过排水法收集。若前一个装置d中澄清石灰水不变浑浊，说明草酸晶体分解的产物co2已除尽；h中黑色cuo变红，同时其后的装置d中澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中含有co。(3)根据强酸制弱酸的反应原理，可选择nahco3加入草酸溶液的实验方法来证明草酸的酸性比碳酸的强。根据酸碱中和反应原理，可采用中和滴定的方法用naoh标准溶液来滴定一定物质的量浓度的草酸溶液，根据反应的草酸与naoh的物质的量的比值为12，证明草酸是二元酸。答案：(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊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)f、d、g、h、d、icuoh中黑色粉末变为红色，其后的d中澄清石灰水变浑浊(3)向盛有少量nahco3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生用naoh标准溶液滴定草酸溶液，消耗naoh的物质的量为草酸的2倍地 方 卷3判断下列说法的正误(1)(2015安徽高考)在酒精灯加热条件下，na2co3、nahco3固体都能发生分解。()(2)(2015江苏高考)用如图装置加热分解nahco3固体。()(3)(2015江苏高考)na2co3溶液中co的水解：coh2o=hcooh。()(4)(2015江苏高考)nahco3溶液中加足量ba(oh)2溶液：hcoba2oh=baco3h2o。()(5)(2015江苏高考)元素c的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体。()(6)(2015广东高考)分别加热na2co3和nahco3固体，试管内壁都有水珠，则两种物质均受热分解。()(7)(2015山东高考)用试管加热nahco3固体时使试管口竖直向上。()(8)(2015天津高考)服用阿司匹林出现水杨酸反应时，用nahco3溶液解毒。()(9)(2015上海高考)溶解度：小苏打a，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为()a. ml b. mlc. ml d. ml解析：选a已知反应4no2o22h2o=4hno3,4no3o22h2o=4hno3；由这两个反应可得nono2o2h2o=2hno3，ba，则同温同压下反应中no2过量(ba)ml，而过量的no2与水反应生成 ml no。角度一n2的性质和氮的固定1将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是()解析：选d选项a、c为自然固氮，合成氨为人工固氮。2下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是()n2no2no2nono2hno3n2non2nh3a b c d解析：选c该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应、从化合价角度来看都升高，但反应n2no2不能一步反应完成；而反应no2hno3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3no2h2o=2hno3no，在该反应中，no2既是氧化剂又是还原剂；只有反应n2no必须加入氧化剂且一步反应就能完成。角度二no、no2的性质及对环境的影响3no吸收治疗法可快速改善sars重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，no对sars病毒有直接抑制作用。下列关于no的叙述正确的是()ano是一种红棕色气体b常温常压下，no不能与空气中的氧气直接化合c含等质量的氧元素的no和co的质量相等dno难溶于水，可以用排水法收集解析：选dno是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，no易与氧气直接化合生成no2。4氮的氧化物(用nox表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有co2、co、so2、nox等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。汽车尾气中的co来自于_，no来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。汽车尾气中的co、nox在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式可表示为_。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4nh36no5n26h2o,8nh36no27n212h2o。同温同压下，3.5 l nh3恰好将3.0 l no和no2的混合气体完全转化为n2，则原混合气体中no和no2的体积之比是_。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若no与no2按物质的量之比11被足量naoh溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_。解析：(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生co；当空气过量时，n2和o2在放电或高温条件下反应生成no。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。co、nox反应后生成的无毒气体为co2和n2。(2)v(no)v(no2)3.0 l，v(no)v(no2)3.5 l，则v(no)0.75 l，v(no2)2.25 l，v(no)v(no2)13。(3)no中氮的化合价为2价，no2中氮的化合物为4价，二者11混合时与naoh反应生成盐的化合价必然为3价，即为nano2。答案：(1)汽油的不完全燃烧n2与o2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任写两种即可)2xco2nox2xco2n2(2)13(3)nano2角度三有关氮的氧化物与水的反应5将盛有12 ml no2和o2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 ml无色气体，则原混合气体中o2的体积和剩余的2 ml气体分别是()a1.2 ml，no b2.4 ml，o2c3.5 ml，o2 d4 ml，no解析：选a解题依据的化学反应原理：4no2o22h2o=4hno3,3no2h2o=2hno3no。设o2的体积为x，剩余的气体有两种可能：若剩o2，则v剩x(12 mlx)2 ml，解得x4 ml，b、c错误；若剩no，则v剩(12 mlx)4x2 ml，解得x1.2 ml，d错误，a正确。6如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满no2和no气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()a11 b57c75 d43解析：选ano2、no装满试管，则体积相同，依据阿伏加德罗定律，n(no2)n(no)，根据原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为11。1氨的物理性质无色有