题目内容
【题目】如图为碳元素的价类二维图，结合图中的物质部分转化关系，完成下列问题：
（1）下列说法正确的是 __________
a.要实现反应①一定要与氧化剂作用
b.要实现反应②一定要与还原剂作用
c.在一定条件下木炭与浓硝酸能实现 反应①转化
d.反应⑤属于非氧化还原反应
（2）下列有关碳及其化合物类别及性质说法不正确的是__________
a.CO不属于酸性氧化物，具有还原性
b.CO2属于酸性氧化物，可以与碱反应生成碳酸盐
c.NaHCO3属于弱酸的酸式盐，既能与硫酸反应又能与NaOH反应
d.金刚石和石墨互为同素异形体，其物理性质和化学性质均相同
（3）高炉炼铁的过程是将铁矿石（Fe2O3）还原成金属铁的过程，实现了反应③的转化，请写出其反应的化学方程式，并用“双线桥”表示电子的得失情况______________________________ 。
（4）化学活动课上，两组同学分别用如图所示甲、乙两装置探究“Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸的反应”。按下表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中（装置的气密性已检查）。请回答：
①两组反应开始时，装置___________(填“甲”或“乙”)中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是______________________。
②当试管中不再有气体生成时，两组实验出现不同现象。
试剂用量 | 实验现象 | 分析原因 | |
第A组 | 0.84gNaHCO3 1.06gNa2CO3 6ml 4mol·L-1盐酸 | 甲中气球与乙中气球的 体积相等 | 甲、乙盐酸均过量 n(NaHCO3)= n(Na2CO3) V(CO2)甲=V(CO2)乙 |
第B组 | 1.2gNaHCO3 1.2gNa2CO3 6ml 2mol·L-1盐酸 | 甲中气球比乙中气球的体积大 片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变 |
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按上表第A组原因分析方法，分析第B组实验甲中气球为比乙中气球体积大的原因__________。用离子方程式表示第B组乙中气球又缩小的原因：______________。
【答案】A C D 
甲 H＋+HCO3－＝CO2↑＋H2O 甲、乙盐酸均不足，消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ，V(CO2)甲﹥V(CO2)乙 CO32－+CO2+H2O=2HCO3－
【解析】
（1）根据氧化还原反应的有关规律判断；
（2）a. CO不属于酸性氧化物，C元素化合价为+2价，具有还原性，故a正确；
b. CO2属于酸性氧化物，可以与碱反应生成碳酸盐，故b正确；
c. NaHCO3属于弱酸的酸式盐，既能与硫酸反应生成二氧化碳和水，又能与NaOH反应生成碳酸钠，故c正确；
d. 金刚石和石墨互为同素异形体，其化学性质相似，物理性质有很大差异，故d错误；
（3）Fe2O3在高温下可以被CO还原成Fe单质，Fe元素由+3价下降到0价，得到3个电子；
（4）①碳酸氢钠和盐酸反应的速率更快；
②按上表第A组原因分析方法，分析第B组实验中反应物之间的数量关系，二氧化碳可以溶于碳酸钠溶液中。
（1）a.①C 
CO2，C化合价升高作为还原剂，需要加入氧化剂才能实现，故a正确；
b.①C CO，C化合价升高作为还原剂，需要加入氧化剂才能实现，故b错误；
c.木炭与浓硝酸在加热的条件下可以生成二氧化碳，可以实现反应①转化，故c正确；
d. 反应⑤中C化合价变化，属于氧化还原反应，故d错误；
正确答案是ac；
（2）a. CO不属于酸性氧化物，C元素化合价为+2价，具有还原性，故a正确；
b. CO2属于酸性氧化物，可以与碱反应生成碳酸盐，故b正确；
c. NaHCO3属于弱酸的酸式盐，既能与硫酸反应生成二氧化碳和水，又能与NaOH反应生成碳酸钠，故c正确；
d. 金刚石和石墨互为同素异形体，其化学性质相似，物理性质有很大差异，故d错误；
题目要求选错的，故选d；
（3）Fe2O3在高温下可以被CO还原成Fe单质，Fe元素由+3价下降到0价，得到3个电子，用“双线桥”表示电子的得失情况为：
（4）①碳酸钠和盐酸的反应可以分成两步：第一步Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，第二步 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2
，而碳酸氢钠只进行第二步反应，所以更快一些，故装置甲中的气球体积先变大，甲中发生的离子方程式是：H＋+HCO3－＝CO2↑＋H2O；
②根据化学方程式计算可知A组中NaHCO3和Na2CO3都已完全反应。B组中，n(Na2CO3)= 
=0.011mol，n(NaHCO3)= 
=0.014mol，n(HCl)=0.012mol，根据反应NaHCO3+HCl =NaCl + CO2↑+H2O和Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O可知，Na2CO3、NaHCO3都过量，NaHCO3产生的CO2较Na2CO3的多。因为气体收集于气球中，乙中CO2又与过量的Na2CO3溶液反应，故甲中气球比乙中气球的体积大片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变，分析原因为：甲、乙盐酸均不足，消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ，V(CO2)甲﹥V(CO2)乙；CO2与过量的Na2CO3溶液反应为：CO32－+CO2+H2O=2HCO3－。
