第一節(jié)碳、硅及無機非金屬材料

考點(一)　碳及其化合物 【精講精練快沖關】

[知能學通]
1．碳單質
(1)碳單質的存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。
(2)結構
金剛石：正四面體形空間網(wǎng)狀結構；石墨：平面正六邊形層狀結構。
(3)物理性質：金剛石熔點高、硬度大；石墨熔點高、質軟，有滑膩感，電的良導體。
(4)主要化學性質——還原性
①與O2反應
O2足量：C＋O2CO2；O2不足：2C＋O22CO。
②與氧化物反應
CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶煉金屬)；
SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤氣)。
③與強氧化性酸反應
濃H2SO4：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
濃HNO3：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(5)用途：金剛石用于制造切割刀具；石墨用于制造電極、鉛筆芯。
2．一氧化碳(CO)
(1)物理性質：無色氣體，有毒，難溶于水。
(2)化學性質——還原性
①燃燒：2CO＋O22CO2，淡藍色火焰；
②還原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶煉金屬)。
3．二氧化碳(CO2)
(1)一種無色、無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰。
(2)與H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反應的化學方程式分別為CO2＋H2O
· H2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2
2MgO＋C。
(3)CO2在自然界中的循環(huán)
CO2的主要來源
大量含碳燃料的燃燒
自然界消耗
CO2的主要反應
①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；
②光合作用將CO2轉化為O2；
③巖石的風化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2
4.碳酸(H2CO3)
弱酸性、不穩(wěn)定性。碳酸(H2CO3)只能存在于水中。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當碳酸用。
5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較
(1)在水中的溶解性
①含K＋、Na＋、NH的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。
②一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Na2CO3>
NaHCO3。
(2)熱穩(wěn)定性
一般來說，熱穩(wěn)定性順序為正鹽>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；可溶性正鹽>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易分解。
(3)水溶液酸堿性強弱
物質的量濃度相同時，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。

[題點練通]

1.(2019·合肥瑤海區(qū)模擬)碳和碳的化合物間的部分轉化關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)

A．由碳酸轉化成 X 一定要在加熱條件下進行
B．由碳轉化為 X 一定發(fā)生的是化合反應
C．物質 X 一定是二氧化碳
D．若使一氧化碳轉化成 X，只能通過一氧化碳在空氣(或氧氣)中燃燒獲得
解析：選C　由轉化關系圖可知，X是二氧化碳，碳酸在常溫下就容易分解生成二氧化碳，故A錯誤，C正確；在高溫的條件下，碳能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，該反應屬于置換反應，故B錯誤；一氧化碳還可以通過還原氧化鐵或還原氧化銅等方法轉化成二氧化碳，故D錯誤。
2．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是(　　)

解析：選D　依次發(fā)生的反應為Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。
3．確定混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實驗設計方法如圖所示。

請回答下列問題：
(1)填寫下列指定裝置的作用。
A：_______________________。B： ____________________________。
E：_______________________。F： ____________________________。
(2)寫出C中的化學方程式：_________________________________________________。
(3)確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象：_________________________________。
(4)寫出除去下列氣體中混有的雜質(括號內為雜質)可采取的方法。
①CO(CO2)：_______________________________________________________。
②CO2(CO)：_______________________________________________________。
答案：(1)A：除去混合氣體中的CO2氣體　B：檢驗混合氣體中CO2是否除盡　E：除去尾氣中的CO2氣體　F：除去尾氣中的CO氣體，防止污染環(huán)境
(2)CO＋CuOCu＋CO2
(3)B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁
(4)①通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶　②通過盛放灼熱CuO的硬質玻璃管


CO2通入稀的堿溶液中反應產(chǎn)物的判斷(以KOH為例)
可能發(fā)生的反應：CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O?、?br /> CO2＋KOH===KHCO3?、?br /> 當≥時，只發(fā)生反應①，產(chǎn)物為K2CO3、H2O；
當≤時，只發(fā)生反應②，產(chǎn)物為KHCO3；
當

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