第一节碳的多样性

第三章自然界中的元素第一节碳的多样性1．(原创)今有碱式碳酸镁31g(化学式Mg(OH)2·xMgCO3)与100mL8mol·L－1的盐酸恰好完全反应，生成MgCl2，则x值为()A．1B．2C．3D．无法计算解析：解法一：利用化学反应方程式进行计算：Mg(OH)2·xMgCO3＋2(x＋1)HCl===(x＋1)MgCl2＋xCO2↑＋(x＋2)H2O1mol2(x＋1)mol31g58＋84x8mol·L－1×0.1L列式计算知x＝3。解法二：利用镁、氯两元素守恒求解，由参加反应的HCl知n(MgCl2)＝8mol·L－1×0.1L2＝0.4mol，∴有31g(58＋84x)g·mol－1×(1＋x)＝0.4，则x＝3。答案：C2．建设“环境友好型、资源节约型”社会必须大力实行节能减排，下列有关二氧化碳排放的说法中正确的是()A．开发太阳能、氢能等新型能源有利于减少二氧化碳的排放量B．煤的气化技术是减少二氧化碳排放的重要措施C．减少二氧化碳的排放有利于减少酸雨对环境的污染D．《京都议定书》中规定“不允许向大气中排放二氧化碳”解析：选项A，开发太阳能，氢能等新型能源，能降低石油、煤等化石燃料的使用量，从而减少CO2的排放量；选项B，煤的气化提高煤的利用率，减少煤的消耗，能减少CO2的排放；选项C，CO2与温室效应有关，与酸雨无关；选项D，《京都议定书》规定各国减少CO2的排放量。答案：AB3．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol/LNaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－3)与c(HCO－3)的比值为(不考虑CO2－3、HCO－3的水解)()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶3解析：n(CO2)＝3.36L22.4L·mol－1＝0.150moln(NaOH)＝0.200L×1.00mol/L＝0.200mol2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O0．200mol0.100mol0.100mol此时过量CO2：0.150mol－0.100mol＝0.050mol，进一步与Na2CO3反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO30．050mol0.050mol0.100molc(CO2－3)c(HCO－3)＝n(CO2－3)n(HCO－3)＝0.100mol－0.050mol0.100mol＝12。答案：B4．在pH＝1的溶液中，可以大量共存的离子组是()A．K＋、Na＋、SO2－4、S2O2－3B．NH＋4、Mg2＋、SO2－4、Cl－C．Na＋、K＋、HCO－3、Cl－D．K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、NO－3解析：pH＝1的溶液中含有大量的H＋，在讨论离子共存时，应将H＋与各离子组放在一块讨论。A不能与H＋大量共存，因A项中有S2O2－3；C项中有HCO－3；D项中有[Al(OH)4]－，故答案为B。答案：B5.科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为()A．同系物B．同分异构体C．同素异形体D．同位素解析：C50、C70、C120、C540和C60都是由碳元素形成的单质，它们互为同素异形体。答案：C6．最近我国科学家开发出第五形态的固态碳，外形类似海绵，并具有磁性，这种固体碳与金刚石的关系是()A．同系物B．同位素C．同分异构体D．同素异形体解析：固态碳与金刚石均是由碳元素构成的单质，两者互为同素异形体。答案：D7．某混合气体G可能含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用a.无水CuSO4，b.澄清石灰水，c.灼热CuO，d.碱石灰，e.酸性品红溶液，f.酸性高锰酸钾溶液等药品可将其一一检出，检出的正确顺序是()A．G→a→e→b→f→d→cB．G→c→d→b→e→f→aC．G→a→e→f→b→d→cD．G→b→e→f→a→d→c解析：首先用无水CuSO4检验水，然后用酸性品红溶液检验SO2，因为SO2和CO2均使澄清石灰水变浑浊，因此应用酸性KMnO4除去SO2后再用澄清石灰水检验CO2，最后用碱石灰干燥剩余气体后，再用灼热CuO检验CO的存在。答案：C8．下列关于一氧化碳的用途源于一氧化碳的还原性的是()①作燃料②跟氢气合成甲醇③和水蒸气反应制H2④与灼热的Fe3O4反应A．只有①②B．只有①②③C．只有①②④D．只有①③④解析：写出各反应的化学方程式，标出产物中各元素化合价，便知在哪个反应中CO作为还原剂。答案：D9．侯氏制碱法的步骤如下图：试回答下列问题：(1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应为________________________________________________________________________。(2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度________________________________________________________________________。(3)操作Ⅰ、Ⅱ不能颠倒的原因：________________________________________________________________________。(4)Ⅲ的操作叫____________。(5)Ⅳ的操作叫____________。解析：(1)从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反应式：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。(2)显然溶解度NaClNaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。(3)如果颠倒，由于CO2在水中的溶解度很小，再通入NH3也不可能产生大量HCO－3，故不可能析出NaHCO3晶体。(4)把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。(5)Ⅳ操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去。答案：(1)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(2)大(3)CO2在水中的溶解度很小，再通入NH3也不可能产生大量HCO－3，故不可能析出NaHCO3晶体(4)过滤(5)灼烧10.书写下列反应的离子方程式(1)用小苏打治疗胃酸过多(2)向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体(3)实验室用浓盐酸和MnO2反应制Cl2(4)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板(铜制)。解析：(1)是HCO－3与H＋反应；(2)Fe3＋发生水解反应制取胶体；(3)H＋与MnO2、Cl－发生氧化还原反应；(4)Fe3＋与Cu反应。答案：(1)HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑(2)Fe3＋＋3H2O△,Fe(OH)3(胶体)＋3H＋(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Cl2↑＋2H2O＋Mn2＋(4)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋11．密闭容器中有CO和空气的混合气体14L，用电火花引燃，当充分反应后总体积为VL(假设所有体积均在同温同压下测定，且空气中O2的体积分数以0.20计算，计算结果保留两位小数)(1)若CO和O2恰好反应，计算原混合气体中CO的体积分数(请写出必要过程)。(2)若反应后总体积数V＝13时，则原混合气体可能的组成为(可不填满，也可补充)第一种情况：V(CO)∶V(O2)＝__________，第二种情况：V(CO)∶V(O2)＝__________，第三种情况：V(CO)∶V(O2)＝________。(3)反应后总体积数V的取值范围是________。解析：设原混合气体中CO的体积为x，O2的体积为y。根据题意得关系式：2CO～O221xy列一元二次方程式组x＋5y＝14x＝2y，解得x＝4y＝2则原混合气中CO的体积分数＝0.29(2)9∶1(CO剩余)1∶1.2(原混合气中O2剩余)(3)12≤V＜14答案：(1)0.29(2)9∶1(CO剩余)1∶1.2(原混合气中O2剩余)(3)12≤V＜141．美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60，首次制成了“纳米车”(如图)，每辆“纳米车”是用一个有机分子和4个球形笼状分子“组装”而成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料和药物，成为“纳米生产”中的有用工具。下列说法正确的是()A．我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动B．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段C．C60是一种新型化合物D．C60熔点比金刚石熔点高解析：“纳米车”是用一个有机分子和4个球形笼状分子“组装”而成，肉眼不可能看到分子的运动，故A项错；C60是一种单质，不是化合物，C项错；C60由有机分子和球形笼状分子构成，是分子晶体，熔点比金刚石熔点低，D项错。答案：B2．大多数碳的化合物都是共价化合物，其原因是()A．碳原子最外电子层有4个电子B．碳元素是非金属元素C．碳有多种同素异形体D．碳元素有三种同位素解析：碳原子最外层上有4个电子，在反应中碳元素得、失电子都较困难，只能以共价键与其他元素结合。答案：A3．在10mL0.1mol/L的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2mL0.5mol/L盐酸，完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为()A．1.34mLB．2.240mLC．0.672mLD．0mL解析：纯碱中逐滴加入盐酸并在不断搅拌的条件下先后发生的反应为：①Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，从题给的数据看，两者只能按①式进行反应，所以无气体放出。答案：D4.下列各组物质相互作用，生成物不随反应条件或反应物的用量变化而变化的是()A．Na和O2B．NaOH和CO2C．NaHCO3和NaOHD．Na2CO3和HCl解析：Na和O2在常温下反应生成Na2O，加热时生成Na2O2；NaOH与CO2反应时，CO2过量生成NaHCO3，不足时生成Na2CO3；Na2CO3与盐酸反应时，HCl过量，则生成CO2，不足时生成NaHCO3。答案：C5．除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质)，其中加适量的盐酸能达到除杂质目的的是()A．NaHCO3(Na2CO3)B．NaCl(NaOH)C．Na2SO4(Na2CO3)D．Na2CO3(NaOH)解析：A中的NaHCO3和Na2CO3都能与盐酸反应且生成NaCl杂质；B中加入盐酸后，可以将NaOH转化为NaCl；C中Na2CO3与盐酸反应生成NaCl，引入了新的杂质；D中Na2CO3和NaOH都能与盐酸反应，也会引入NaCl杂质。答案：B6．有编号为1、2、3、4的四瓶无色液体，仅知道是1%酚酞、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L盐酸和0.1mol/LNaCl溶液，现要求甲、乙、丙、丁四位学生进行鉴别，而且每人只鉴别两瓶溶液，告诉学生鉴别两瓶溶液都正确得满分，只有一瓶正确的可以及格。四位学生的鉴别结果如下：甲1号为0.1mol/L盐酸4号为0.1mol/LNaCl溶液老师评价：四位学生都及格，但是没有一个得满分乙1号为0.1mol/LNaOH溶液3号为0.1mol/L盐酸丙1号为1%酚酞2号为0.1mol/L盐酸丁4号为0.1mol/L盐酸2号为0.1mol/LNaOH溶液正确的结论是()A．1号为1%酚酞B．2号为0.1mol/LNaCl溶液C．3号为0.1mol/LNaOH溶液D．4号为0.1mol/L盐酸解析：根据题意，每组都有一个是对的，在乙、丁中都含有NaOH、HCl，对的NaOH、HCl就在其中，甲、丙中的HCl不对，那么另一瓶就是对的，可确定1号为酚酞，4号为NaCl。那么乙中的1号为NaOH就不对，3号为HCl是对的，2号为NaOH。答案：A7．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是()A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食