第1節(jié)碳的多樣性1碳單質(zhì)的多樣性(1)三種重要的碳單質(zhì)碳元素有多種單質(zhì)，其中較有代表性的是金剛石、石墨和C60。它們的性質(zhì)比較如下：?jiǎn)钨|(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳原子的排列方式每個(gè)碳原子均與相鄰的四個(gè)碳原子以強(qiáng)的相互作用直接連接，形成正四面體結(jié)構(gòu)，并向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳原子呈層狀排列，每一層上的碳原子以強(qiáng)的相互作用形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)；層與層之間的相互作用較弱，容易發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子，形似足球，碳原子在球的表面，呈正六邊形和正五邊形排列。在C60分子內(nèi)碳原子間以較強(qiáng)的相互作用結(jié)合，但分子間的相互作用較弱主要性質(zhì)硬度極高無色透明的晶體熔點(diǎn)高、不導(dǎo)電深灰色、質(zhì)軟、不透明的片狀固體易導(dǎo)電具有滑膩感灰黑色的固體易與金屬摻雜形成超導(dǎo)體主要用途鉆具、裝飾品潤(rùn)滑劑、電極、鉛筆芯新型催化劑或催化劑載體(2)同素異形體同素異形體是由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)。例如：氧元素可形成氧氣(O2)、臭氧(O3)兩種同素異形體；碳元素有金剛石、石墨、C60等多種同素異形體；磷元素有紅磷和白磷兩種同素異形體。釋疑點(diǎn) 剖析同素異形體：“同素”指同種元素，“異形”指結(jié)構(gòu)不同，“體”指單質(zhì)。金屬元素?zé)o同素異形體，部分非金屬元素有同素異形體。同素異形體的形成原因是由于形成單質(zhì)的原子個(gè)數(shù)及排列方式不同。同素異形體的物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化而不是物理變化。該轉(zhuǎn)化過程雖有單質(zhì)參加和生成，但沒有化合價(jià)的變化，故不屬于氧化還原反應(yīng)，如3O22O3。【例11】 下列敘述中正確的是()A僅由碳元素組成的物質(zhì)一定是純凈物B金剛石和石墨具有相同的化學(xué)組成C石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸粚儆诨瘜W(xué)變化D只含有碳元素的物質(zhì)可能是單質(zhì)也可能是化合物解析：僅由同一元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫該元素的同素異形體。單質(zhì)與單質(zhì)之間為不同的物質(zhì)，因而僅由一種元素組成的物質(zhì)可能是純凈物，也可能是混合物，例如金剛石為純凈物，而金剛石、石墨、C60混在一起就為混合物。既然金剛石和石墨屬于不同的單質(zhì)，因而它們之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化。由于都是由碳原子構(gòu)成的單質(zhì)，所以金剛石和石墨具有相同的化學(xué)組成，也具有相同的化學(xué)性質(zhì)。答案：B【例12】 下列說法中正確的是()A金剛石、石墨和C60性質(zhì)不同的根本原因是所含碳原子的數(shù)目不同B金剛石、石墨和C60在氧氣中完全燃燒都生成二氧化碳CC60和P4互為同素異形體DH2O和H2O2互為同素異形體解析：金剛石、石墨和C60性質(zhì)不同的根本原因是結(jié)構(gòu)不同，與所含碳原子數(shù)的多少無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同素異形體是由同種元素組成的不同單質(zhì)，而C60和P4是由不同元素組成的不同單質(zhì)，故二者不屬于同素異形體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O和H2O2屬于化合物而非單質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B2.含碳化合物的多樣性(1)自然界中廣泛存在的含碳化合物含碳的有機(jī)化合物：如蛋白質(zhì)、淀粉、油脂以及石油、液化氣、天然氣等的主要成分。含碳的無機(jī)化合物：CO、CO2、H2CO3、碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、大理石(CaCO3)、方解石(CaCO3)、白云石CaMg(CO3)2、菱鎂礦(MgCO3)、菱鐵礦(FeCO3)等。(2)碳的氧化物碳的氧化物有CO和CO2兩種，二者的性質(zhì)比較如下表：(3)碳酸鈉(Na2CO3)和碳酸氫鈉(NaHCO3)碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要物理性質(zhì)化學(xué)式NaHCO3Na2CO3Na2CO310H2O學(xué)名碳酸氫鈉碳酸鈉十水合碳酸鈉俗名小蘇打純堿或蘇打結(jié)晶碳酸鈉狀態(tài)細(xì)小晶體粉末晶體顏色白色白色白色溶解度比較易溶于水比NaHCO3的溶解度還大比Na2CO3的溶解度還大碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的比較實(shí)驗(yàn)操作：如下圖所示(裝置氣密性合格)，在兩支試管中分別加入3 mL稀鹽酸，將兩個(gè)分別裝有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3粉末的小氣球套在兩支試管口。將氣球內(nèi)的Na2CO3和NaHCO3同時(shí)倒入試管中，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a.兩組化學(xué)試劑分別混合后都產(chǎn)生無色氣體，氣球體積膨脹；b.裝有碳酸氫鈉的氣球比裝有碳酸鈉的氣球膨脹得快且大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉和碳酸氫鈉都能跟鹽酸反應(yīng)并產(chǎn)生氣體，并且碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)要比碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)劇烈得多。結(jié)論分析：碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)實(shí)際分兩步進(jìn)行，即Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNaHCO3HCl=NaClCO2H2O因此，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)時(shí)，首先是將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉再與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，由此可知，相對(duì)于碳酸氫鈉直接與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w而言，碳酸鈉就顯得“慢了一步”。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：a兩組實(shí)驗(yàn)所用鹽酸的濃度、體積相同，Na2CO3和NaHCO3的質(zhì)量相同以便于對(duì)比；b.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要同時(shí)把碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸混合。析規(guī)律 復(fù)分解反應(yīng)的剖析：碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)都屬于復(fù)分解反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件是產(chǎn)物中有沉淀生成或有氣體產(chǎn)生或有難電離的物質(zhì)(或原子團(tuán))生成。【例21】 在飽和碳酸鈉溶液中加入稀鹽酸，邊加邊攪拌，最初無氣體產(chǎn)生，溶液變渾濁，其原因是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。繼續(xù)滴加稀鹽酸有氣體放出，溶液變澄清，其原因是_ _，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析：相同條件下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，當(dāng)在飽和Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因而析出NaHCO3晶體。繼續(xù)加入鹽酸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，NaCl的溶解度較大，溶液澄清，生成CO2氣體。答案：Na2CO3與鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3，相同條件下NaHCO3溶解度比Na2CO3小，從而析出NaHCO3晶體Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNaHCO3與鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體和NaCl，NaCl的溶解度比NaHCO3大NaHCO3HCl=NaClCO2H2O碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)操作：如下圖所示(裝置氣密性合格)，把少量Na2CO3裝入試管里，往另一支試管里倒入澄清石灰水，然后加熱，觀察澄清石灰水是否起變化。換上一支放入同樣多的NaHCO3的試管，加熱，觀察澄清石灰水的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：碳酸鈉受熱沒有變化，碳酸氫鈉受熱生成了使澄清石灰水變渾濁的氣體。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定，碳酸氫鈉受熱易分解，分解時(shí)的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：a.被加熱的試管要內(nèi)、外干燥，試管口稍向下傾斜，鐵夾夾在距試管口處；b.實(shí)驗(yàn)裝置在裝入藥品之前要檢查其氣密性，只有氣密性合格才能使用；c.藥品在試管內(nèi)要鋪平而不要過于堆積；d.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先將導(dǎo)氣管從石灰水中取出，然后再熄滅酒精燈停止加熱。碳酸鈉和碳酸氫鈉與堿的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作：將Na2CO3和NaHCO3分別加入含等量NaOH的溶液中，并用pH試紙測(cè)反應(yīng)后溶液的pH。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入Na2CO3后的溶液的pH幾乎不變，且大于加入NaHCO3后溶液的pH。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Na2CO3與NaOH不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH反應(yīng)。反應(yīng)原理：NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O。Na2CO3和NaHCO3與Ca(OH)2的反應(yīng)：將Na2CO3和NaHCO3分別加入含等量Ca(OH)2的澄清溶液中，兩溶液中都產(chǎn)生白色沉淀。反應(yīng)原理分別為：Na2CO3Ca(OH)2=2NaOHCaCO3，2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O(NaHCO3足量)。離子方程式：COCa2=CaCO3，2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O。碳酸鈉和碳酸氫鈉與某些鹽溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作：如下圖所示，向盛有少量BaCl2溶液的兩支試管中，分別滴入少許Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴入Na2CO3溶液的試管中產(chǎn)生白色沉淀，而滴入NaHCO3溶液的試管中無明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Na2CO3溶液可與BaCl2溶液反應(yīng)，而NaHCO3不能?；瘜W(xué)方程式：Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl離子方程式：COBa2=BaCO3【例22】 有相同質(zhì)量的兩份NaHCO3粉末，第一份加入足量的鹽酸，第二份先加熱使其完全分解，冷卻后，再加入足量的相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸，兩者所消耗的鹽酸中氯化氫的質(zhì)量比是()A21B11C12 D41解析：設(shè)兩份NaHCO3的質(zhì)量都為84 g，第一份：NaHCO3HCl=NaClH2OCO284 g 36.5 g第二份：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O 84 g 53 gNa2CO32HCl=2NaClH2OCO2106 7353 g 36.5 g由以上分析可以看出，兩份NaHCO3消耗的鹽酸中所含HCl的質(zhì)量之比為11。本題也可從另外一個(gè)角度來分析：NaHCO3受熱時(shí)，鈉元素完全轉(zhuǎn)化到Na2CO3中，NaHCO3和Na2CO3分別與HCl反應(yīng)時(shí)，都得到NaCl，由于鈉元素的質(zhì)量相等，則生成的NaCl的質(zhì)量相同，消耗HCl的量也相同。答案：B3含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化的多樣性(1)自然界中碳及其化合物的轉(zhuǎn)化自然界中能夠釋放出CO2的過程有：火山噴發(fā)；化石燃料的燃燒；森林、草原燃燒；動(dòng)植物的呼吸排泄；動(dòng)植物遺體經(jīng)微生物分解等。自然界中能夠消耗CO2的過程有：綠色植物的光合作用；在海水中的溶解等。轉(zhuǎn)化過程可用圖表示：具體實(shí)例：溶洞的形成原理：石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水時(shí)，會(huì)慢慢變成可溶于水的碳酸氫鈣。當(dāng)溶有碳酸氫鈣的水在流動(dòng)過程中，受熱或壓強(qiáng)突然變小時(shí)，水中的碳酸氫鈣會(huì)分解，重新變成碳酸鈣沉積下來。實(shí)驗(yàn)室模擬溶洞的“形成”：實(shí)驗(yàn)步驟：在一支大試管中放入少量大理石( CaCO3)粉末并加入適量的水，不斷向里面通入CO2。待粉末溶解后，對(duì)溶液進(jìn)行加熱。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：持續(xù)不斷通CO2，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間，CaCO3逐漸溶解，變?yōu)槌吻迦芤?；加熱又產(chǎn)生沉淀。實(shí)驗(yàn)分析：CaCO3在H2O和CO2作用下變?yōu)榭扇苡谒腃a(HCO3)2。Ca(HCO3)2不穩(wěn)定，在較高溫度下發(fā)生分解，又生成CaCO3。久而久之，便形成了溶洞；另外，溶有Ca(HCO3)2的水，在由洞頂?shù)温溥^程中，水分的蒸發(fā)、壓強(qiáng)的減小及溫度的升高都會(huì)使其分解成CaCO3，經(jīng)過千百萬年的積累，便形成了石筍、鐘乳石。反應(yīng)原理：CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O?！纠?1】 (1)圖瓦盧是由多個(gè)珊瑚礁形成的島國(guó)，由于大氣中CO2含量的劇增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸鈣)被海水侵蝕，其原因是_(用化學(xué)方程式表示)。(2)葉圣陶先生的記金華的雙龍洞是一篇描寫溶洞的好文章，里面有很多的名言佳句，其中溶洞和鐘乳石的形成涉及的化學(xué)反應(yīng)有_。(3)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，用“汽水”(一種能釋放CO2的弱酸性溶液)澆灌植物能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，原因是它能_。加強(qiáng)呼吸作用；加強(qiáng)光合作用；改良?jí)A性土壤，調(diào)節(jié)pH；加強(qiáng)植物蒸騰作用ABCD解析：(1)CO2溶于水后會(huì)與CaCO3反應(yīng)導(dǎo)致CaCO3溶解，從而使大量珊瑚礁溶解。(2)巖石中的CaCO3與CO2、H2O反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，從而形成溶洞；溶于水的Ca(HCO3)2在滴落過程中，受溫度、壓強(qiáng)的影響從而形成CaCO3沉淀，即鐘乳石。(3)植物通過呼吸作用放出CO2，其蒸騰作用與外界溫度及水分有關(guān)，與CO2的濃度無關(guān)；植物的光合作用需要吸收CO2，CO2在潮濕的土壤中生成H2CO3，H2CO3電離出的H可以改良?jí)A性土壤，調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)植物對(duì)Ca2、Mg2的吸收，所以“汽水”澆灌植物能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。答案：(1)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2(2)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O(3)B(2)生活和生產(chǎn)中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化除了在自然界中廣泛存在外，也廣泛存在于人類的生產(chǎn)和生活中。高爐煉鐵原理高爐煉鐵過程是將鐵礦石還原成金屬鐵的過程，原料是焦炭和鐵礦石(主要成分是Fe2O3)，但實(shí)際上起還原作用的是一氧化碳，具體的反應(yīng)過程如下：CO的產(chǎn)生CO2CO2，CO2C2CO。鐵的生成FeOCOFeCO2，F(xiàn)e3O44CO3Fe4CO2，F(xiàn)e2O33CO2Fe3CO2。煉鐵高爐鐵的氧化物都可以被一氧化碳還原成鐵單質(zhì)。含有氧化鐵的礦石俗稱赤鐵礦石，含有四氧化三鐵的礦石俗稱磁鐵礦石。木炭燃燒木炭在燃燒過程中，發(fā)生著碳單質(zhì)、一氧化碳和二氧化碳之間的轉(zhuǎn)化，具體轉(zhuǎn)化的過程有：CCO：CCO22CO、2CO2(不足)2COCCO2：CO2CO2COCO2：2COO22CO2CO2CO：CO2C2CO水垢的形成現(xiàn)實(shí)生活中，我們用到的水壺、暖水瓶等，時(shí)間一長(zhǎng)內(nèi)壁就常常積有一層水垢，那是怎樣形成的呢？自來水中含有很多的微粒，其中主要的陽離子有鈣離子和鎂離子，主要的陰離子有氯離子、硫酸根、碳酸氫根等。在加熱的條件下，主要是碳酸氫鹽的受熱分解。Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2Mg(HCO3)2MgCO3H2OCO2產(chǎn)生的碳酸鎂在水溶液中繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的加熱，會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：MgCO3H2OMg(OH)2CO2這個(gè)反應(yīng)之所以發(fā)生，是因?yàn)樯闪吮忍妓徭V的溶解度更小的氫氧化鎂。在加熱的條件下，二氧化碳?xì)怏w逸出，氫氧化鎂沉淀下來，它們互相不能接觸，導(dǎo)致反應(yīng)進(jìn)行。由于水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，所以可以用稀鹽酸除掉水垢，反應(yīng)的方程式如下：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O有機(jī)物的合成：1828年，德國(guó)化學(xué)家維勒用無機(jī)化合物首次合成出有機(jī)物尿素，提出有機(jī)物與無機(jī)物之間可以相互轉(zhuǎn)化，它們之間沒有明顯的界限。今天人類已合成出幾千萬種的有機(jī)物。有機(jī)合成大師是美國(guó)化學(xué)家伍德沃德，他10年間合成了20多種復(fù)雜化合物，榮獲了1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1965年，我國(guó)化學(xué)家合成出結(jié)晶牛胰島素。大量合成的有機(jī)化合物，滿足了人們?cè)谀茉春筒牧系确矫娴男枰??！纠?2】 “南極的冰化了”，這是中央電視臺(tái)“東方時(shí)空”中一個(gè)節(jié)目的標(biāo)題，說的是南極一塊叫“拉伸B”的冰架發(fā)生坍塌，其斷裂的面積比上海市還大。這是大自然又一次發(fā)出的警告：地球正在變暖！溫室效應(yīng)的影響已經(jīng)不容忽視。(1)造成溫室效應(yīng)的主要原因是_。(2)為了減緩溫室效應(yīng)，我們每個(gè)人都可以從自己身邊做起，如雙面使用紙張。雙面使用紙張和減緩溫室效應(yīng)之間的關(guān)系是_。(3)請(qǐng)?jiān)倥e出一件你可以做到的有利于減緩溫室效應(yīng)的事情_。解析：含碳燃料的燃燒是產(chǎn)生CO2的重要形式，過多地排放CO2會(huì)引起溫室效應(yīng)，因而從根本上減少CO2的排放量是減緩溫室效應(yīng)的最根本方法。減少化石燃料的燃燒，植樹造林，開發(fā)新能源等都能減少CO2的排放。答案：(1)大量使用化石燃料，使排放的二氧化碳?xì)怏w的量猛增(2)節(jié)約紙張就可以節(jié)約造紙所消耗的能源，從而減少CO2的排放量；節(jié)約紙張就可以減少造紙所需木材量，從而保護(hù)森林，使其吸收更多的CO2(3)植樹造林，不使用一次性木筷，不使用紙質(zhì)賀卡，在家里科學(xué)使用能源，注意節(jié)約能源等4Na2CO3和NaHCO3的鑒別原理步驟有關(guān)化學(xué)方程式(1)利用二者的熱穩(wěn)定性不同取少量樣品加熱，能夠產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的為NaHCO3，沒有明顯現(xiàn)象的為Na2CO32NaHCO3Na2CO3H2OCO2CO2Ca(OH)2=CaCO3H2ONa2CO3受熱不分解(2)利用二者與鹽酸反應(yīng)的速率不同取少量樣品加入過量等濃度的鹽酸，反應(yīng)劇烈程度大的為NaHCO3Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNaHCO3HCl=NaClH2OCO2(3)利用二者與少量鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象不同取少量的樣品于試管中，溶于水并配成稀溶液，分別逐滴加入稀鹽酸，立即有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，在加入一定量的稀鹽酸后，才逐漸有氣體產(chǎn)生的溶液是Na2CO3NaHCO3HCl=NaClH2OCO2Na2CO3HCl(少量)=NaHCO3NaCl(4)利用與Ca2能否產(chǎn)生沉淀取二者少量制成溶液，加入CaCl2(或BaCl2)溶液，有白色沉淀生成的為Na2CO3，無沉淀生成的為NaHCO3Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl(Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl)NaHCO3與CaCl2不反應(yīng)碳酸鹽中的幾個(gè)問題：區(qū)別Na2CO3和NaHCO3不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能產(chǎn)生沉淀。CO2中混有少量HCl、SO2等氣體時(shí)，可用飽和NaHCO3溶液提純氣體。NaHCO3中混有少量Na2CO3時(shí)，可先溶于水，再通入過量的CO2氣體，最后再低溫蒸干?！纠?】某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實(shí)驗(yàn)，如圖所示。(1)只根據(jù)圖、所示實(shí)驗(yàn)，能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀(填裝置序號(hào))。(2)圖、所示實(shí)驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；與實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是_(填字母)。A比復(fù)雜B比安全C比操作簡(jiǎn)便D可以做到用一套裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，而不行(3)若用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是_(填化學(xué)式)。解析：(1)若利用圖，則不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｔ蚴荖a2CO3和NaHCO3都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體；圖，若用等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，放出CO2的量不同，可根據(jù)氣球膨脹程度判斷；反應(yīng)快慢也不同，NaHCO3反應(yīng)更快一些。(2)圖和圖用到的反應(yīng)原理是2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，圖的優(yōu)點(diǎn)是在同一套儀器中可同時(shí)做兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比性更強(qiáng)。(3)試管A中裝入Na2CO3，B中裝入NaHCO3，這樣對(duì)Na2CO3直接加熱，溫度高，不分解，右邊試管中澄清石灰水不變渾濁；但間接加熱的NaHCO3，溫度低，發(fā)生分解，左邊試管中澄清石灰水變渾濁了，更能說明NaHCO3比Na2CO3熱穩(wěn)定性差，更易分解。答案：(1)(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2OD (3)NaHCO35關(guān)于CO2與堿反應(yīng)的討論(1)CO2與NaOH反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3當(dāng)1時(shí)，發(fā)生反應(yīng)CO2NaOH=NaHCO3，所得固體為 NaHCO3；當(dāng)2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2O，所得固體為Na2CO3和NaOH；當(dāng)2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2O，所得固體為Na2CO3；當(dāng)12時(shí)，發(fā)生反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2O、CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，所得固體為Na2CO3和NaHCO3。(2)CO2與Ca(OH)2反應(yīng)CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O2CO2Ca(OH)2=Ca(HCO3)2當(dāng)1時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，有CaCO3生成，m(CaCO3)100n(CO2)；當(dāng)2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，沒有CaCO3生成，m(CaCO3)0；當(dāng)12時(shí)，反應(yīng)均發(fā)生，m(CaCO3)200nCa(OH)2100n(CO2)。巧解圖像：本部分內(nèi)容出題時(shí)常伴隨圖像，將化學(xué)反應(yīng)的過程用圖像的形式表示，解這類題時(shí)應(yīng)注意，首先要理解坐標(biāo)的含義，然后觀察曲線的形狀走向，注意曲線的起點(diǎn)、折點(diǎn)、終點(diǎn)等特殊點(diǎn)，再與反應(yīng)原理結(jié)合綜合分析。【例51】 下圖為一定量飽和Ca(OH)2溶液中通入二氧化碳?xì)怏w后，產(chǎn)生CaCO3白色沉淀的質(zhì)量與二氧化碳體積之間的關(guān)系曲線。試回答：(1)OA段曲線和AB段曲線所表示的化學(xué)方程式為：OA：_；AB：_。(2)A點(diǎn)時(shí)已參加反應(yīng)的CO2和Ca(OH)2的物質(zhì)的量之比為_。(3)B處溶液中存在的濃度較大的兩種離子是_和_(填離子符號(hào))。(4)將B處生成的溶液煮沸，可觀察到的現(xiàn)象是_。解析：(1)將CO2通入到飽和Ca(OH)2溶液中，首先發(fā)生反應(yīng)Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，當(dāng)沉淀量達(dá)到最大量時(shí)Ca(OH)2完全反應(yīng)，繼續(xù)通CO2，又會(huì)發(fā)生反應(yīng)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，直至沉淀溶解完全。(2)A點(diǎn)時(shí)沉淀量最大，說明Ca(OH)2與通入的CO2恰好完全反應(yīng)。根據(jù)化學(xué)方程式Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O可知，n(CO2)nCa(OH)211。(3)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液為Ca(HCO3)2溶液，Ca(HCO3)2是可溶性鹽，在溶液中完全電離產(chǎn)生Ca2和HCO。(4)加熱煮沸Ca(HCO3)2溶液，Ca(HCO3)2會(huì)分解生成CaCO3白色沉淀、H2O和CO2，化學(xué)方程式為：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O。答案：(1)Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OCaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2(2)11(3)Ca2HCO(4)生成白色沉淀，有大量氣泡冒出【例52】 將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()解析：CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合液中時(shí)，首先與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，當(dāng)Ca(OH)2恰好反應(yīng)完全時(shí)，CaCO3的量達(dá)最大值。后通入的CO2與KOH反應(yīng)生成K2CO3，K2CO3繼續(xù)與CO2反應(yīng)直至完全轉(zhuǎn)化為KHCO3，此過程中沉淀量保持不變。如果繼續(xù)通入CO2，CO2與CaCO3反應(yīng)使沉淀溶解，直至CaCO3全部溶解完，整個(gè)過程中生成沉淀消耗的CO2和溶解沉淀消耗的CO2的量相等。答案：D