Question

18．碳是形成化合物種類最多的元素，含碳物質是中學化學研究的重要內容．
（1）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少CO₂（填化學式）的排放量．
（2）圖1為元素周期表中的一格，下列說法不正確的是C（填標號）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內質子數為6
C．碳元素的原子結構示意圖為
D．碳的相對原子質量為12.01
（3）甲、乙、丙、丁是初中化學常見的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑．它們之間有如圖2所示的轉化關系（部分物質和反應條件已略去）．則甲的化學式為CaCO₃；丙轉化為丁的化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
（4）圖3是某趣味實驗裝置圖．擠壓膠頭滴管后，可觀察到氣球脹大的現象．請分析其原因，并寫出化學方程式CO₂被濃NaOH溶液吸收，錐形瓶內的氣壓成小，外界大氣壓大于錐形瓶內的氣壓，使氣球脹大．2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（5）利用圖4裝置可做CO還原Fe₂O₃，的實驗，并檢驗該反應生成的氣體產物．已知由A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO₂．

①CO與Fe₂O₃反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②氣體通過裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復使用）．
③從環保角度考慮，對以上裝置的改進措施是將尾氣點燃或進行收集等．
（6）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質不參加反應）放人燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應．反應結束后稱量燒杯中剩余物質的總質量為58.1g（不包括燒杯的質量，且氣體的溶解忽略不計）．試計算石灰石中碳酸鈣的質量．

Answer 1

分析 “低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少二氧化碳的排放；碳元素的原子結構示意圖的最外層電子數應該是4．由題目信息可知：甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑，因此丙是生石灰，甲是碳酸鈣，乙是二氧化碳，丁是熟石灰．CO還原Fe₂O₃的實驗中，由于A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO₂，因此要除去二氧化碳就要通過C裝置；然后再通過D裝置還原氧化鐵，最后用B裝置檢驗有二氧化碳生成；因為一氧化碳有毒，因此要有尾氣處理裝置；反應前后燒杯內質量的減少量即為生成的二氧化碳的質量，根據化學方程式中二氧化碳的質量可求出碳酸鈣的質量．

解答 解：（1）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少 二氧化碳的排放；
（2）碳原子核外最外層應為4個電子，故C錯誤；
（3）甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥劑，常見的干燥劑是氧化鈣、氫氧化鈉、濃硫酸；甲分解產生乙和丙，故丙是氧化鈣，甲是碳酸鈣，乙是二氧化碳，丁是氧化鈣與水化合生成的氫氧化鈣；
（4）CO₂被濃NaOH溶液吸收，錐形瓶內的氣壓成小，外界大氣壓大于錐形瓶內的氣壓，使氣球脹大．  化學方程式為   2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O  
（5）CO與Fe₂O₃反應生成鐵和二氧化碳，化學方程式為 Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂  檢驗二氧化碳應用澄清石灰水，故順序為C→D→B  一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，故應將尾氣點燃或進行收集處理．
（6）解：生成CO₂的質量為：12.5 g+50 g-58.1g=4.4g  
設石灰石中CaCO₃的質量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O  
100                           44
x                            4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$，
x=10g
答：石灰石中雜質的質量為10g．
故答案為：（1）CO₂          （2）C  
（3）CaCO₃       CaO+H₂O=Ca（OH）₂ 
（4）CO₂被濃NaOH溶液吸收，錐形瓶內的氣壓成小，外界大氣壓大于錐形瓶內的氣壓，使氣球脹大．     2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O  
（5）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂     ②C→D→B  
③將尾氣點燃或進行收集等．  
（6）10g．

點評 此題綜合考查了碳及碳的化合物的性質及計算，綜合性強，要求學生熟練掌握基礎知識才能很好的解答本題．