Question

【題目】如圖為碳元素的價類二維圖，結合圖中的物質部分轉化關系，完成下列問題：

（1）下列說法正確的是 __________

a.要實現反應①一定要與氧化劑作用

b.要實現反應②一定要與還原劑作用

c.在一定條件下木炭與濃硝酸能實現 反應①轉化

d.反應⑤屬于非氧化還原反應

（2）下列有關碳及其化合物類別及性質說法不正確的是__________

a.CO不屬于酸性氧化物，具有還原性

b.CO2屬于酸性氧化物，可以與堿反應生成碳酸鹽

c.NaHCO3屬于弱酸的酸式鹽，既能與硫酸反應又能與NaOH反應

d.金剛石和石墨互為同素異形體，其物理性質和化學性質均相同

（3）高爐煉鐵的過程是將鐵礦石（Fe2O3）還原成金屬鐵的過程，實現了反應③的轉化，請寫出其反應的化學方程式，并用“雙線橋”表示電子的得失情況______________________________ 。

（4）化學活動課上，兩組同學分別用如圖所示甲、乙兩裝置探究“Na2CO3、NaHCO3與稀鹽酸的反應”。按下表中的試劑用量，在相同條件下，將兩個氣球中的固體粉末同時倒入試管中（裝置的氣密性已檢查）。請回答：

①兩組反應開始時，裝置___________(填“甲”或“乙”)中的氣球體積先變大，該裝置中反應的離子方程式是______________________。

②當試管中不再有氣體生成時，兩組實驗出現不同現象。

	試劑用量	實驗現象	分析原因
第A組	0.84gNaHCO3 1.06gNa2CO3 6ml 4mol·L-1鹽酸	甲中氣球與乙中氣球的 體積相等	甲、乙鹽酸均過量 n(NaHCO3)= n(Na2CO3) V(CO2)甲=V(CO2)乙
第B組	1.2gNaHCO3 1.2gNa2CO3 6ml 2mol·L-1鹽酸	甲中氣球比乙中氣球的體積大 片刻后，乙中氣球又縮小，甲中氣球的體積基本不變

按上表第A組原因分析方法，分析第B組實驗甲中氣球為比乙中氣球體積大的原因__________。用離子方程式表示第B組乙中氣球又縮小的原因：______________。

Answer 1

【答案】A C D 甲 H＋+HCO3－＝CO2↑＋H2O 甲、乙鹽酸均不足，消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ，V(CO2)甲﹥V(CO2)乙 CO32－+CO2+H2O=2HCO3－

【解析】

（1）根據氧化還原反應的有關規律判斷；

（2）a. CO不屬于酸性氧化物，C元素化合價為+2價，具有還原性，故a正確；

b. CO2屬于酸性氧化物，可以與堿反應生成碳酸鹽，故b正確；

c. NaHCO3屬于弱酸的酸式鹽，既能與硫酸反應生成二氧化碳和水，又能與NaOH反應生成碳酸鈉，故c正確；

d. 金剛石和石墨互為同素異形體，其化學性質相似，物理性質有很大差異，故d錯誤；

（3）Fe2O3在高溫下可以被CO還原成Fe單質，Fe元素由+3價下降到0價，得到3個電子；

（4）①碳酸氫鈉和鹽酸反應的速率更快；

②按上表第A組原因分析方法，分析第B組實驗中反應物之間的數量關系，二氧化碳可以溶于碳酸鈉溶液中。

（1）a.①C CO2，C化合價升高作為還原劑，需要加入氧化劑才能實現，故a正確；

b.①C CO，C化合價升高作為還原劑，需要加入氧化劑才能實現，故b錯誤；

c.木炭與濃硝酸在加熱的條件下可以生成二氧化碳，可以實現反應①轉化，故c正確；

d. 反應⑤中C化合價變化，屬于氧化還原反應，故d錯誤；

正確答案是ac；

（2）a. CO不屬于酸性氧化物，C元素化合價為+2價，具有還原性，故a正確；

b. CO2屬于酸性氧化物，可以與堿反應生成碳酸鹽，故b正確；

c. NaHCO3屬于弱酸的酸式鹽，既能與硫酸反應生成二氧化碳和水，又能與NaOH反應生成碳酸鈉，故c正確；

d. 金剛石和石墨互為同素異形體，其化學性質相似，物理性質有很大差異，故d錯誤；

題目要求選錯的，故選d；

（3）Fe2O3在高溫下可以被CO還原成Fe單質，Fe元素由+3價下降到0價，得到3個電子，用“雙線橋”表示電子的得失情況為：

（4）①碳酸鈉和鹽酸的反應可以分成兩步：第一步Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，第二步　NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，而碳酸氫鈉只進行第二步反應，所以更快一些，故裝置甲中的氣球體積先變大，甲中發生的離子方程式是：H＋+HCO3－＝CO2↑＋H2O；

②根據化學方程式計算可知A組中NaHCO3和Na2CO3都已完全反應。B組中，n(Na2CO3)= =0.011mol，n(NaHCO3)= =0.014mol，n(HCl)=0.012mol，根據反應NaHCO3+HCl =NaCl + CO2↑+H2O和Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O可知，Na2CO3、NaHCO3都過量，NaHCO3產生的CO2較Na2CO3的多。因為氣體收集于氣球中，乙中CO2又與過量的Na2CO3溶液反應，故甲中氣球比乙中氣球的體積大片刻后，乙中氣球又縮小，甲中氣球的體積基本不變，分析原因為：甲、乙鹽酸均不足，消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ，V(CO2)甲﹥V(CO2)乙；CO2與過量的Na2CO3溶液反應為：CO32－+CO2+H2O=2HCO3－。