1、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、T 12；卷 T7(A)2015 年：卷 T26；卷 T10(B)、T 13(D)2014 年：卷 T8、T 13(CD)；卷 T7(A、B) 、T 9(B)、T10(B、C)2013 年：卷 T7(D)；卷 T9(B)、T 10(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
2、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)：2【提示】 c a d b(4)碳单质的化学性质：与 O2的反应
3、(用化学方程式表示)：O2不足：2CO 2 2CO。O 2充足：CO 2 CO2。= = = = =点 燃 = = = = =点 燃 与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与 CuO 反应：2CuOC 2CuCO 2(可用于金属的冶炼)；= = = = =高 温 与 SiO2反应：SiO 22C Si2CO。= = = = =高 温 与 CO2反应：CCO 2 2CO(用于炼铁还原剂的制备)；= = = = =高 温 与水蒸气反应：CH 2O(g) COH 2(制水煤气)。= = = = =高 温 与浓硫酸反应：C2H 2SO4(浓) CO22SO 22H 2O。= = = = = 3一氧化碳
4、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(3)实验室制取 CO2的原理CaCO32HCl= =CaCl2CO 2H 2O。(4)用途CO 用作炼钢、炼铁的还原剂。CO 2用于制饮料、碳酸盐，作制冷剂。高考命题点突破 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)(2
5、016四川高考)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 CO23(4)(2016四川高考)标准状况下，5.6 L CO 2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 CO23(6)(2014全国卷)利用如图装置除去 CO 气体中的 CO2气体4(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 丁 丁 甲(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
6、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 通 过 灼 热 的 炭 层 通 过 灼 热 的 炭 层 通 过 灼 热 的 CuO 丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为( ) 通 过 澄 清 石 灰 水 ACO 2、CO、O 2、CaOBO 2、CO、CO 2、CaCO 3CO 2、CO 2、CO、CaCO 3DCO、CO 2、O 2、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图所示的实验装置：根据装
7、置回答问题： 【导学号：95160050】(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_。5(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 2COO 2 2CO2= = = = =点 燃 (3)B 中无
8、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方 法 技 巧 确认混合气体(CO、CO 2)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：COCuO CuCO 2= = = = = D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)
9、CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。6(5)CO2(HCl)：_。【答案】 (1)通过盛有浓 NaOH 溶液的洗气瓶 (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 2 CO 2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。(
10、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。【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)Na 2CO3 1 120 (2)NaHCO
11、3 2 240(3)Na2CO3和 NaHCO3 1 792方 法 技 巧 CO2与 强 碱 OH 反 应 的 产 物 判 断 技 巧当 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1Na 2CO3与 NaHCO3的物理性质名称 碳酸钠 碳酸氢钠7化学式 Na2CO3 NaHCO3俗名 纯碱或苏打 小苏打颜色、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。2Na 2CO3与 NaHC
12、O3的化学性质(1)热稳定性Na 2CO3性质稳定，受热难分解。NaHCO 3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3CO 2H 2O。= = = = = (2)与酸(足量盐酸)反应(填写化学方程式)Na 2CO3：Na 2CO32HCl= =2NaClCO 2H 2O。NaHCO 3：NaHCO 3HCl= =NaClCO 2H 2O。(3)与碱液反应(将下列化学方程式补充完整)与 NaOH 溶液Error!与石灰水(足量)Error!提醒：Na 2CO3与 NaHCO3的转化Na2CO3 NaHCO3 CO2 H2O； 适 量 H 固 体 加 热 ； 适 量 OH应
13、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，Na 2CO3、NaHCO 3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)利用加热
14、法可以除去 Na2CO3固体中的 NaHCO3。( )(9)Na2CO3溶液呈碱性的原因是 CO H 2OHCO OH 。( )23 3(10)(2015全国卷，改编)1 L 0.1 mol/L 的 Na2CO3溶液中 CO 、HCO 和 H2CO323 38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 1 Na 2CO3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
15、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 Na2CO3A BC DB Na 2CO3、NaHCO 3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
16、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；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。9(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
17、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，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，Na 2CO3稳定，为了使实验现象更明显，将 Na2CO3放于 A 管。【答案】 (1) (2)2NaHCO 3 Na2CO3H 2O CO 2，CO 2Ca(OH)= = = = = 2=CaCO3H
18、 2O D (3)NaHCO 3方 法 技 巧 Na2CO3和 NaHCO3的 鉴 别 方 法10 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。 【导学号：95160051】(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”)。
