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2012高三复习达标学案（元素及其化合物）第8课时 碳及其化合物【考试说明详解】【要求】（1）碳单质：了解常见的碳单质（金刚石、石墨等）理解同素异形体的概念（2）含碳化合物：一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐的主要性质碳酸钠与碳酸氢钠的比较与鉴别【自学达标】请画出碳元素的元素线和各物质的转化线，并填写下列空格。一、碳单质的多样性1.同素异形体：由同一种 组成的 不同的单质。碳元素的同素异形体有_ _、 、 。2.碳的化学性质(加热条件下可以作为还原剂)(1)与氧化物反应分别与CuO、 H2O(制取水煤气)、SiO2(制取粗硅)反应的化学方程式为： 、 、 (2)与强氧化剂反应如与浓HNO3、浓H2SO4反应的化学方程式分别为： 、 。二、广泛存在的含碳化合物1.一氧化碳(1)物理性质，无色无味气体，溶解性 ，有毒。(2)化学性质，还原性，CO分别与Fe2O3和CuO反应的化学方程式为： 、 。2、二氧化碳(1)物理性质，无色无味气体，溶解性 ，密度比空气 ，固态时俗称 。(2)化学性质，是一种常见的酸性氧化物与碱性氧化物反应，如CaO与CO2反应的化学方程式为： 。与碱反应，往澄清石灰水Ca(OH)2中通入CO2至过量的现象 少量CO2 ；CO2过量 与某些盐溶液(得到酸性比碳酸更弱的酸)反应，如CO2与NaClO溶液反应的方程式为： (3)实验室制法原理： 。3、Na2CO3与NaHCO3的比较Na2CO3NaHCO3俗名色态白色粉末白色晶体溶解性稳定性与盐酸反应与NaOH反应不反应与CaCl2反应不反应相互转化用途玻璃、造纸、发酵粉、治胃病【引导探究】1、同为碳的同素异形体，为什么石墨、金刚石的熔沸点要比C60高得多? 2、 如何鉴别碳酸钠与碳酸氢钠？3、不需要其他试剂，就可以鉴别出Na2CO3溶液与稀盐酸两种无色溶液，是如何鉴别的？4、CO2通入饱和Na2CO3溶液中有晶体析出，该晶体是什么，生成的原理是什么？【典例分析】例1 某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：通过碱石灰时，气体体积变小；通过赤热的氧化铜时，固体变成红色；通过白色硫酸铜粉末时，粉末变成蓝色；通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。由此可以确定原混合气体中（ ）A.一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种B.一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C.一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种D.一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种解析：本题主要考查气体CO、H2的检验方法，二者都是先通过红热的氧化铜，分别生成CO2和H2O，再通过进一步检测，判断是何种气体。题意中，通过碱石灰后，体积变小，说明气体中至少含有CO2、H2O中的一种；再通过赤热的氧化铜时，固体变成红色，说明含有H2或CO；再通过白色CuSO4粉末时，粉末变成蓝色，说明产物中有H2O，原气体中一定含有H2；最后通过澄清石灰水时，溶液变浑浊，说明产物中有CO2，原气体中一定含有CO。答案：D例2、（2009全国，8）下列叙述中正确的是（ ）A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为12C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D.向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,有NaHCO3结晶析出解析：本题主要考查碳酸盐与碳酸氢盐的性质与相互比较，A选项中CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，前半句正确，加入NaHCO3饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的盐酸，发生反应为Na2CO3+HCl= NaCl+NaHCO3，没有CO2生成，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，与足量盐酸反应，产生的CO2体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3NaHCO3,向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶体析出，D正确。答案：D【达标自测】1、澳大利亚研究人员最近开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作“纳米泡沫”，它外形类似海绵，密度极小，并具有磁性。“纳米泡沫碳”与金刚石的关系是()A同系物 B同分异构体 C同位素 D同素异形体2、（2010深圳调研）碳的多样性体现在：碳单质的多样性；含碳化合物的多样性；碳转化的多样性；碳及其化合物应用的多样性等方面。碳有多种同素异形体，所体现的是上述（ ）A. B. C. D.3、（2010蚌埠一模）将106 g的Na2CO3和84 g NaHCO3都经充分强热，再分别跟足量的盐酸反应。下列说法错误的是（ ）A.消耗盐酸一样多 B.放出CO2的总量一样多C.后者生成的NaCl是前者的一半D.后者消耗盐酸是前者的一半4、（2010临沂高三期中）碳酸钠俗名纯碱或苏打，在外观上与食盐相似，可以作家用洗涤剂，如清洗厨房用具的油污等。下列不能将加碘食盐和碳酸钠区别开的试剂（ ）A.食醋 B.淀粉 C.pH试纸 D.酚酞试液【综合提高】5、（2010威海质检）向一定量的Na2CO3溶液中缓慢地滴加稀硫酸，并不断搅拌。随着硫酸的加入，溶液中离子数目也相应地发生变化，如图所示，四条曲线与溶液中的离子的对应关系完全正确的是（ ）A. a. Na+；b.CO32-；c. HCO3-；d. SO42- B. a.Na+；b.CO32-；c. SO42-；d. HCO3-C. a. SO42-；b. Na+；c. CO32-；d. HCO3- D. a. Na+；b. HCO3-；c. CO32-；d. SO42-6、(2009厦门质检)纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质。某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数，设计了下列三种实验方案进行探究。 方案一：纯碱样品测定剩余固体质量(1)分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量，将纯碱样品放入坩埚中充分加热(如右图)。坩埚中发生反应的化学方程式为(2)将坩埚置于干燥器中冷却后称量。实验时需要重复“加热一冷却一称量”操作多次，其目的是_ _ 方案二：纯碱样品溶液测定沉淀质量(3)称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解。向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液(如右图)。将混和物过滤后的下一步操作是_ (4)沉淀经干燥后称量为m2g,则该样品中碳酸钠的质量分数_ _ (5)如果用石灰水代替氯化钙溶液，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。方案三：纯碱样品测定生成CO2的质量(6)本实验采用右图装置，C中盛放的物质是_ (7)反应前后都要通入N2，反应后通入N2的目的是_7、(2009淄博模拟)中学中关于Na2CO3、NaHCO3的鉴别时，常在二者的溶液中加入CaCl2溶液看是否出现白色沉淀加以区别。甲同学在实验验证过程中，发现从同一份NaHCO3的溶液中取适量加入CaCl2溶液，有时无白色沉淀，有时有白色沉淀。(1)乙同学认为：甲所用的NaHCO3不纯，含有Na2CO3，所以才会有白色沉淀生成。其观点是否正确？为什么？_ (2)甲同学经过积极思考，反复实验和查阅有关资料，作了如下实验：已知25时，Ksp (CaCO3)=5.010-9；H2CO3的Kal=4.010-7，Ka2=5.010-11把0.2 molL-1 NaHCO3溶液与不同浓度的CaCl2溶液等体积混合，有关数据和部分现象如下表，完成该表格。NaHCO3溶液/（molL-1）CaCl2溶液/（molL-1）反应现象0.20.000 40.20.04由以上数