Question

15．碳和碳的化合物在自然界广泛存在．请回答：
（1）金刚石和石墨是两种常见的碳单质，其物理性质相差很大的原因是碳原子排列方式不同．
（2）下列是有关C、CO、CO₂三种物质的说法：
①三种物质都含有碳元素，都可以燃烧
②CO、CO₂都是没有颜色、没有气味的气体
③CO₂可用于光合作用，CO可用于人工降雨
④CO₂能产生温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
⑤CO₂可用来灭火，CO可用作燃料
以上说法中正确的是C．
A．①②③B．②③④C．②④⑤D．①③⑤
（3）以下是常用的实验装置图：

①装置B或装置C都可用来制二氧化碳，其中装置C的优点是控制反应的发生与停止．
②CO₂通入E装置中的现象是澄清石灰水变浑浊，反应方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
③若用D装置收集H₂，则H₂应从b（填“a”或“b”）端通入．
④写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（4）实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，取含碳酸钙80%的石灰石12.5g和足量稀盐酸完全反应（石灰石中的杂质不溶于水，也不与稀盐酸反应），求生成二氧化碳的质量．

Answer 1

分析 （1）根据物质结构决定物质的性质分析．金刚石的碳原子排列是空间网状结构，石墨的碳原子排列是层状结构；
（2）根据三种物质的组成、结构、性质分析；
（3）①由于装置C可以通过固体和液体的分离与结合来控制反应的发生与停止，而B装置中药品加入后，不能分离，一旦发生就不能控制；
②二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，
③根据氢气的密度比空气小分析；
④如图所示实验装置属于固体加热型制取气体，且试管口有一团棉花，故是采用了加热高锰酸钾的方法制取氧气．
（4）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，由参加反应的石灰石的质量、碳酸钙的质量分数，由反应的化学方程式列式计算出生成二氧化碳的质量

解答 解：（1）由于金刚石的碳原子排列是空间网状结构，石墨的碳原子排列是层状结构，金刚石、石墨的内部碳原子的排列方式不同，导致二种物质物理性质差异很大；
（2）①三种物质都含有碳元素，但是CO₂不燃烧也不支持燃烧，故错误；
②CO、CO₂都是没有颜色、没有气味的气体，故正确；
③CO₂可用于光合作用，所以作为气体肥料，干冰可用于人工降雨，故错误；
④CO₂能产生温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒，故正确；
⑤CO₂不燃烧也不支持燃烧，可用来灭火，CO具有可燃性，可用作燃料，故正确；
故选：C．
（3）①由于装置C可以通过固体和液体的分离与结合来控制反应的发生与停止，而B装置中药品加入后，不能分离，一旦发生就不能控制；故C装置的优点是：控制反应的发生与停止；
②二氧化碳与氢氧化钙发生反应生成碳酸钙沉淀和水，因此可观察到：澄清石灰水变浑浊．化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
③如用F装置收集H₂，由于氢气的密度比空气小，则气体应从b端通入；
④高锰酸钾分解后生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（4）含碳酸钙80%的石灰石12.5g中含碳酸钙的质量为12.5g×80%=10g．
设生成二氧化碳的质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
10g                  x
$\frac{100}{10g}=\frac{44}{x}$
x=4.4g．
答：生成二氧化碳的质量为4.4g
故答案为：（1）碳原子排列方式不同；（2）C；（3）①控制反应的发生与停止；②澄清石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；③b；④2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（4）4.4g．

点评 本题难度不大，掌握碳和碳的化合物的性质和气体的制备，利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，注意代入方程式计算的必须是纯物质的质量是正确解题的关键．