2019年高考化学一轮复习第3章自然界中的元素第1节碳的多样性学案鲁科版

1、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：卷T13(B)；卷T11(C)2016年：卷T8(D)；卷T7、T12；卷T7(A)2015年：卷T26；卷T10(B)、T13(D)2014年：卷T8、T13(CD)；卷T7(A、B)、T9(B)、T10(B、C)2013年：卷T7(D)；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A族，原子结构示意图为在自然界

2、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】cadb(4)碳单质的化学性质：与O2的反应(用化学方程式表示)：O2不足：2CO22CO。O2充足：CO2CO2。与其他物质的反应(用化

3、学方程式表示)：与CuO反应：2CuOC2CuCO2(可用于金属的冶炼)；与SiO2反应：SiO22CSi2CO。与CO2反应：CCO22CO(用于炼铁还原剂的制备)；与水蒸气反应：CH2O(g)COH2(制水煤气)。与浓硫酸反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。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CO2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CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。(4)用途CO用作炼钢、炼铁的还原剂。CO2用于制饮料、碳酸盐，作制冷剂。高

4、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，5.6 L CO2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

5、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()ACO2、CO、O2、CaOBO2、CO、CO2、CaCO3CO2、CO2、CO、CaCO3DCO、CO2、O2、Ca(OH)2C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

6、图所示的实验装置：根据装置回答问题： 【导学号：】(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2COO22CO2(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

7、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CCO还原CuO：COCuOCuCO2D验证CO的氧化产物CO2E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

8、(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2CO2与碱反应的产物判断4往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)/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。

9、【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)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1Na2CO3与NaHCO3的物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、

10、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。2Na2CO3与NaHCO3的化学性质(1)热稳定性Na2CO3性质稳定，受热难分解。NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(2)与酸(足量盐酸)反应(填写化学方程式)Na2CO3：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O。NaHCO3：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(3)与碱液反应(将下列化学方程式补充完整)与NaOH溶液与石灰水(足量)提醒：Na2CO3

11、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

12、加热法可以除去Na2CO3固体中的NaHCO3。()(9)Na2CO3溶液呈碱性的原因是COH2OHCOOH。()(10)(2015全国卷，改编)1 L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中CO、HCO和H2CO3的粒子数之和为0.1NA。()(11)(2014全国卷)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1Na2CO3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()用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3取同

13、量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3取同量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3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Na2CO3ABC DBNa2CO3、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NaHCO3，前者溶液中c(OH)大，pH大，正确；因Na2CO3溶液中c(OH)大，分别滴加酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3溶液，正确；

14、取同量的溶液于两支试管中，加热，均没有气体生成，错误；同浓度的两溶液中，分别逐滴加入稀盐酸，NaHCO3开始就有气体放出，正确；向同浓度的两溶液中分别滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3，正确；二者均与Ba(OH)2溶液反应，生成白色沉淀，不能鉴别二者，错误。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_(填字母)。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

15、，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中装入的固体是_(填化学式)。【解析】(1)图，加盐酸后均生成CO2，澄清石灰水均变浑浊；图根据气球变化的快慢可鉴别。(2)根据NaHCO3的不稳定性鉴别。(3)根据NaHCO3不稳定，Na2CO3稳定，为了使实验现象更明显，将Na2CO3放于A管。【答案】(1)(2)2NaHCO3Na2CO3H2O CO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2OD(3)NaHCO3命题点2碳酸的钠盐样品中纯度的测定实验探究3制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。 【导学

16、号：】(1)方案一：用下图所示方法和步骤进行实验：操作涉及的实验名称有_、洗涤；操作涉及的实验名称有干燥、_。该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为_。(2)方案二：用下图所示装置，取一定质量的样品m g和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的_，则装置气密性良好。在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的_(填“体积”或“质量”)。(3)方案三：利用下图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验

17、步骤如下：a按图连接装置，并检查气密性；b准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g；c准确称得6 g纯碱样品放入容器中；d打开分液漏斗的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；e打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_(填“偏大”或“偏小”)。装置A中试剂X应选用_。E装置的作用是_。根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为_(结果保留小数点后一位)。【解析】(1)生成沉淀A，故操作需要涉及过滤操作。要知道固体的质量需要称重；经过计算，样品中Na2CO3质量分数的计算式为10

18、0%。(2)将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，故若b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好；CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)反应过快会使产生的CO2气体不能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留CO2不能被D装置中碱石灰完全吸收，则测得的CO2质量偏小，测定结果偏小；鼓入空气，可把残留在装置B、C中的CO2赶出由D中碱石灰吸收，因为空气中含有CO2，因此应把鼓入空气中的CO2吸收处理，所以装置A应放入NaOH溶液；如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的H2O和CO2会对测定结果带来影响，所以装置E的作用是防止空气中H2O和CO2进入装置D中；反应中放出CO2气体的质量85.6 g83.4 g2.2 g，设消耗碳酸钠的质量为x，Na2CO3CO210644x2.2 g解得x5.3 g纯碱样品中Na2CO3的质量分数100%88.3%。【答案】(