Question

7．碳和碳的化合物是初中化学学习的重要内容．

（1）金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的单质，下列有关说法正确的是C（填字母代号）．
A．都是黑色固体               B．硬度相同
C．完全燃烧都生成二氧化碳     D．碳原子的排列方式相同
（2）碳酸钠广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等．
①如何检验一瓶碳酸钠溶液中是否混有氢氧化钠？请简要写出实验步骤、现象和结论．
②如图1所示是某趣味实验装置图，其气密性良好．打开分液漏斗的活塞后，可观察到气球胀大的现象．请用化学方程式解释产生此现象的原因．
（3）如图2是实验室中制取气体常用到的仪器，请回答下列问题：
①请写出用D装置制取氧气的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②实验室可用碳化钙（CaC₂）固体和水反应来制取乙炔气体，该反应必须严格控制加水的速率，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂，则制取乙炔的最适合发生装置是B；若用E装置采用排水法来收集乙炔，请简述操作步骤．
（4）乙炔（C₂H₂）是一种重要的化工原料．常用碳化钙（CaC₂）与水反应制取乙炔，同时生成氢氧化钙．若要制取6.5g乙炔气体，理论上需要碳化钙的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）金刚石、石墨和C₆₀是同种元素组成的不同单质，由原子排列方式的不同造成结构的不同，则性质不完全相同，但是同种元素组成的物质，则化学性质相似；
（2）要验证氢氧根离子要先出去碳酸根离子；碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
（3）根据装置的特点分析；根据制取乙炔的反应特点选择发生装置，根据排水法收集气体的方法判断通入顺序；
（4）可根据乙炔的质量，写出化学方程式，求出乙炔和碳化钙的质量比，列出比例式，进行求解．

解答 解：（1）A、金刚石是无色透明的固体，不是黑色的，故错误；
B、金刚石是自然界最硬的物质，而石墨是自然界最软的物质之一，故错误；
C、它们都是碳元素组成的单质，所以它们具有相同的化学性质，都可以燃烧，充分燃烧后的产物都是二氧化碳，故正确；
D、由于金刚石、石墨和C₆₀结构中碳原子的排列方式不同，它们的物理性质差别很大，故错误；
（2）①由于碳酸根离子的水溶液也显碱性，要验证氢氧根离子要先出去碳酸根离子，所以检验一瓶碳酸钠溶液中是否混有氢氧化钠，可以取该溶液少许，加入足量CaCl₂溶液（或BaCl₂溶液等），静置，取上层清液滴加酚酞溶液．若溶液变成红色，则该粉末中含有NaOH；若溶液没有变成红色，则该粉末中不含NaOH；
②碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，如果气密性良好，观察到气球胀大的现象，反应方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①装置D的试管口没有塞一团棉花，应该是利用氯酸钾制取氧气，反应的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②根据分析可知，装置B能够很好的控制反应的进行和开始，并能够控制反应速率所以应该用B装置来制取乙炔，收集时要从b管进入，把水从a管排出；
（4）解：设需要碳化钙的质量为x．
CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑
64                  26
x                  6.5g
$\frac{64}{x}=\frac{26}{6.5g}$
x=16g 
答：理论上需要碳化钙16g．
故答案为：（1）C
（2）①取该溶液少许，加入足量CaCl₂溶液（或BaCl₂溶液等），静置，取上层清液滴加酚酞溶液．若溶液变成红色，则该粉末中含有NaOH；若溶液没有变成红色，则该粉末中不含NaOH； ②Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑． ②B；先将集气瓶装满水，再将O₂从b口通入
（4）16g．

点评 本题考查了实验室制气体以及根据反应的原理选择合适的实验装置，学生的平常的化学学习中一定要注重对双基知识的学习，只有具备完整的知识系统，才能够很好的解决问题．