2020版高考新创新一轮复习化学新课改省份专用学案：第四章第一节碳、硅及无机非金属材料

第四章 非金属及其化合物

第一节碳、硅及无机非金属材料

考点(一)　碳及其化合物 【精讲精练快冲关】

[知能学通]
1．碳单质
(1)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
(2)结构
金刚石：正四面体形空间网状结构；石墨：平面正六边形层状结构。
(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，有滑腻感，电的良导体。
(4)主要化学性质——还原性
①与O2反应
O2足量：C＋O2CO2；O2不足：2C＋O22CO。
②与氧化物反应
CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)；
SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气)。
③与强氧化性酸反应
浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
浓HNO3：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(5)用途：金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯。
2．一氧化碳(CO)
(1)物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。
(2)化学性质——还原性
①燃烧：2CO＋O22CO2，淡蓝色火焰；
②还原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶炼金属)。
3．二氧化碳(CO2)
(1)一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。
(2)与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的化学方程式分别为CO2＋H2O
· H2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2
2MgO＋C。
(3)CO2在自然界中的循环
CO2的主要来源
大量含碳燃料的燃烧
自然界消耗
CO2的主要反应
①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；
②光合作用将CO2转化为O2；
③岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2
4.碳酸(H2CO3)
弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能存在于水中。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。
5．碳酸的酸式盐和正盐的比较
(1)在水中的溶解性
①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。
②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3>
NaHCO3。
(2)热稳定性
一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。
(3)水溶液酸碱性强弱
物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。

[题点练通]

1.(2019·合肥瑶海区模拟)碳和碳的化合物间的部分转化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．由碳酸转化成 X 一定要在加热条件下进行
B．由碳转化为 X 一定发生的是化合反应
C．物质 X 一定是二氧化碳
D．若使一氧化碳转化成 X，只能通过一氧化碳在空气(或氧气)中燃烧获得
解析：选C　由转化关系图可知，X是二氧化碳，碳酸在常温下就容易分解生成二氧化碳，故A错误，C正确；在高温的条件下，碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应属于置换反应，故B错误；一氧化碳还可以通过还原氧化铁或还原氧化铜等方法转化成二氧化碳，故D错误。
2．将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是(　　)

解析：选D　依次发生的反应为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。
3．确定混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法如图所示。

请回答下列问题：
(1)填写下列指定装置的作用。
A：_______________________。B： ____________________________。
E：_______________________。F： ____________________________。
(2)写出C中的化学方程式：_________________________________________________。
(3)确定混合气体中含有CO气体的实验现象：_________________________________。
(4)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。
①CO(CO2)：_______________________________________________________。
②CO2(CO)：_______________________________________________________。
答案：(1)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　E：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
(2)CO＋CuOCu＋CO2
(3)B中无明显现象，C中的物质由黑色变成红色，D中的澄清石灰水变浑浊
(4)①通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶　②通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管


CO2通入稀的碱溶液中反应产物的判断(以KOH为例)
可能发生的反应：CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O　①
CO2＋KOH===KHCO3　②
当≥时，只发生反应①，产物为K2CO3、H2O；
当≤时，只发生反应②，产物为KHCO3；
当