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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 （浓）硫酸 碳单质及化合物 试题正文
  • 单选题
    如图，木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中。下列说法正确的是

    [     ]

    A．洗气瓶中会产生BaCO3沉淀
    B．从导管Z中出来的气体中无CO2
    C．在Z导管口无红棕色气体出现
    D．洗气瓶中会产生BaSO4沉淀
    本题信息：2011年专项题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “如图，木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中。下列说法正确的是[ ]A．洗气瓶中会产生BaCO3沉淀B．从...” 主要考查您对

（浓）硫酸

碳单质及化合物

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  • （浓）硫酸
  • 碳单质及化合物

硫酸：

硫酸的分子式：H2SO4；结构式：，H2SO4中硫元素为+6价，处于最 0 高价，具有氧化性，但只有浓H2SO4表现出强氧化性，而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表现氧化性。


硫酸的物理性质和化学性质：

1.硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，密度大，沸点高，是一种难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热。常见浓硫酸的质量分数为98．3％，其密度为 1.84g·cm-3，沸点为338℃，物质的量浓度为18．4mol·L-1.H2SO4的浓度越大，密度越大，若将30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于20％。
2.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性。
(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红。
(2)与碱发生中和反应

(3)与碱性氧化物或碱性气体反应

(4)与活泼金属发生置换反应

(5)与某些盐溶液反应

4．浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大。这是因为浓硫酸具有吸水性，实验室里常利用浓硫酸作干燥剂。
浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。。
浓H2SO4中的H2SO4分子可强烈地吸收游离的水分子形成一系列的硫酸水合物：。这些水合物很稳定，所以浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂，同时不能暴露在空气中。能够用浓H2SO4干燥的气体有、等酸性或中性气体，而具有还原性的气体和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥。另外在酯化反应中，如中，浓H2SO4作催化剂和吸水剂。
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2：1脱去生成水的性质。浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子，不是水，脱下来的氢、氧元素的原子按2：1的比例结合成H2O；对于分子中所含氢、氧原子个数比为2：l的有机物(如蔗糖、纤维素等)，浓H2SO4可使其炭化变黑，如：

(3)强氧化性常温下，Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化。但热的浓 H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物。如：

在这些氧化还原反应中，浓硫酸的还原产物一般为SO2。


浓、稀硫酸的比较与鉴别：

1．比较

稀硫酸—弱氧化性—可与活泼金属反应，生成H2—氧化性由H+体现。
浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2——氧化性由体现。
2．鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手，可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种。
方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，反之则为稀H2SO4。
方法二：观察状态，浓H2SO4呈黏稠状，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
方法三：用手掂掂分量，因为浓H2SO4的密度较大 (1．84g·cm-3，相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多。
方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生气体，则为稀H2SO4，；若无明显现象(钝化)，则为浓H2SO4。
方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4，另一种为稀H2SO4。
方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4。(浓H2SO4的强氧化性)，无现象的是稀H2SO4.


硫酸的用途及使用：

 (1)用途硫酸是化学工业最黄要的产品之一，它的用途极广(如下图)。
 
①利用其酸性可制磷肥、氮肥，可除锈，可制实用价值较高的硫酸盐等。
②利用其吸水性，在实验室浓H2SO4常用作干燥剂。
③利用其脱水性，浓H2SO4常作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。
④利用浓H2SO4的高沸点和难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。
⑤浓H2SO4常作有机反应的催化剂。
(2)浓硫酸的安全使用
①浓H2SO4的稀释稀释浓硫酸时应特别注意：将浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速地扩散出去。切不可把水倒人浓硫酸里。两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓H2SO4、浓HNO3-混合酸的配制方法是把浓H2SO4沿器壁慢慢地注入浓HNO3中。
②万一不小心将浓硫酸溅到皮肤上、衣服上或桌面上，应分别怎样处理?
皮肤上：用干布迅速拭去，再用大量水冲洗，最后涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液。
衣服上：用大量水冲洗。
桌面上：大量时，用适量。NaHCO3，溶液冲洗，后用水冲洗，再用抹布擦干；少量时用抹布擦即可。


 碳：

①元素符号：C
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第二周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为0．087％，在自然界中既有游离态，又有化合态
⑥同素异形体：金刚石、石墨、C60、活性炭


碳（活性炭）：


①金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，硬度大，熔点高，不导电，不溶于水
石墨：深灰色的鳞片状固体，硬度小，质软，有滑腻感，熔点高，具有导电性
活性炭：黑色粉末状或颗粒状的无定形碳，疏松多孔，有吸附性
②碳的化学性质：
a.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应
b.可燃性：氧气充足的条件下：C+O2CO2 氧气不充分的条件下：2C+O22CO
c.还原性：
木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO2↑
焦炭还原氧化铁：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe3O43Fe+2CO2↑
木炭与二氧化碳的反应：C+CO2CO

二氧化碳：

 
①物理性质：常温下，二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固态的二氧化碳叫做干冰。
②化学性质：
a.一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，不供给呼吸，因此当我们进入干枯的深井，深洞或久未开启的菜窖时，应先做一个灯火实验，以防止二氧化碳浓度过高而造成危险
b.二氧化碳和水反应生成碳酸，使紫色石蕊试液变红：CO2+H2O===H2CO3，碳酸不稳定，很容易分解成水和二氧化碳，所以红色石蕊试液又变回紫色：H2CO3===H2O+CO2↑
c.二氧化碳和石灰水反应：Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
d.二氧化碳可促进植物的光合作用：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
③用途：
a.二氧化碳不支持燃烧，不能燃烧，比空气重，可用于灭火
b.干冰升华时吸收大量的热，可用它做制冷剂或人工降雨
c.工业制纯碱和尿素，是一种重要的化工原料 d.植物光合作用，绿色植物吸收太阳能，利用二氧化碳和水，合成有机物放出氧气。

一氧化碳：


①物理性质：通常状况下，是一种没有颜色，气味的气体，比空气略轻难溶于水。
②化学性质
a.可燃性：2CO+O22CO2
b.还原性：一氧化碳还原氧化铜：CO+CuOCu+CO2 一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 一氧化碳还原四氧化三铁：4CO+Fe3O43Fe+4CO2
c.毒性：一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去运输氧气的能力，造成机体缺氧。冬天用煤火取暖，如排气不良，就会发生煤气中毒，就CO中毒。CO重要来源是汽车尾气和煤，石油等含碳燃料的不完全燃烧。
③用途：用作燃料，冶炼金属。 ④碳酸：弱酸，不稳定，易分解H2CO3==CO2↑+H2O


碳酸盐：

1.正盐与酸式盐的比较

正盐 酸式盐
水溶性 除K、Na、铵的碳酸盐易溶于水外，其余都难溶于水 都溶于水
热稳定性 较稳定
①K2CO3、Na2CO3等碱金属的正盐受热难分解
②CaCO3、(NH4)2CO3 等受热易分解		 受热易分解
2NaHCO3Na2CO3+ H2O+CO2↑
Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2↑
与酸反应 CO32-+2H+== CO2↑+H2O
CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑		 HCO3-+H+==H2O+ CO2↑(相同条件下，NaHCO3与酸反应放出CO2的速率比Na2CO3快)
与碱反应 Na2CO3+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2==2CaCO3↓+2H2O
转化关系
2．酸式盐性质的一般规律
(1)在水中的溶解性：一般地，相同温度下，难溶性正盐的溶解度小于其酸式盐，可(易)溶性正盐的溶解度大于其酸式盐。如CaCO3，难溶于水，Ca(HCO3)2易溶于水；Na2CO3易溶于水，NaHCO3的溶解度比 Na2CO3的小。
(2)与酸或碱反应：强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应；弱酸的酸式盐与足量强碱反应生成正盐，与足量强酸反应生成弱酸。
(3)热稳定性：一般地，热稳定性的大小顺序为正盐>酸式盐(盐的阳离子相同，成盐的酸相同)。
3．碳酸钙在自然界中存在广泛，是岩石的主要成分之一。不溶于水，但溶于酸。大理石、石灰石的主要成分是CaCO3，它们既是重要的化工原料，又是重要的建筑材料。其用途图示如下：


 CO2气体与溶液的反应规律:

1．向某溶液中不断通入CO2气体至过量时，现象是“先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解”
(1)向澄清石灰水中不断通入CO2气体的反应为：
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO3+H3O==Ca(HCO3)2
(2)向氧氧化钡溶液中不断通入CO2气体的反应为：
Ba(OH)2+CO2==BaCO3↓+H2O
BaCO3+CO2+H2O==Ba(HCO3)2
(3)向漂白粉溶液中不断通入CO2气体的反应为：
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
2．向某溶液中不断通入CO2气体至过量时，现象为“产生白色沉淀或浑浊，沉淀或浑浊不消失”
(1)在NaAlO2溶液中不断通入CO2气体至过量时，反应为：
2AlO2-+CO2(少量)+3H2O==2Al(OH)3↓ +CO32-
2AlO2-+CO2(过量)+2H2O==Al(OH)3↓ +HCO3-
(2)向Na2SiO3溶液中不断通入CO2气体至过量时，反应为：
SiO32-+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32- 
SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-
(3)向饱和Na2CO3溶液中不断通入CO2气体，反应为：
2Na++CO32-+CO2+H2O==2NaHCO3↓
3．CO2与NaOH溶液反应后，溶液中溶质的判断将CO2气体逐渐通入NaOH溶液中，先后发生化学反应：
①CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
向一定量的NaOH溶液中通入CO2气体后，溶液中溶质的成分要根据NaOH与CO2的物质的量之比进行讨论。
当时，发生反应①和②，溶液中的溶质为NaHCO3；
当时，发生反应①，溶液中的溶质为 Na2CO3和NaOH；
当时，发生反应①，溶液中的溶质为Na2CO3；
当时，发生反应①和②，溶液中为Na2CO3和NaHCO3

碳酸氢盐与碱反应的规律及CO32- HCO3-的鉴别方法:

 1．酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断
如Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：
Ca(HCO3)2+NaOH==CaCO3↓+NaHCO3+ H2O(NaOH少量)
Ca(HCO2)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O(NaOH过量)
2．CO32-和HCO3-的鉴别
(1)利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO32-和HCO3-，如分别和BaCl2溶液反应，生成的BaCO3不溶，生成的Ba(HCO3)2易溶；
(2)利用与H+反应产生CO2的快慢检验CO32-或HCO3-


碳族元素：

1．在元素周期表中的位置及结构碳旌死素位于第ⅣA族，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。最外层皆有4个电子，这种结构不易得电子也不易失电子，易形成共价键，难形成离子键。
2．主要化合价碳族元素的化合价主要有+2和+4，C、Si、Ge、Sn的+4价化合物较稳定，而Pb的+2价化合物较稳定。
3．氢化物、最高价氧化物及其对应的水化物
氢化物：
最高价氧化物：RO2；
最高价氧化物对应的水化物为H2RO3、 H4RO4或R（OH）4
4．碳族元素的金属性与非金属性的递变规律由C至Pb，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减小，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。由碳族元素形成的单质中，碳、硅为非金属，但硅有金属光泽；锗、锡、铅为金属。


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