Question

18．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都是碳元素的单质，下列说法正确的是b．
a．它们是同种物质     b．它们的原子排列方式不同
c．它们都能导电     d．常温下它们都能与氧气反应
（2）碳氢化合物--甲烷，是一种极难溶于水的可燃性气体．实验室可用加热无水醋酸钠（CH₃COONa）与碱石灰固体混合物来制取甲烷．
①无水醋酸钠中C、H、O、Na四种元素的质量比为24：3：32：23．
②写出甲烷完全燃烧的化学方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
③如图中，制取甲烷可选择的发生装置为A．若用C装置采用排水法收集甲烷，请简述操作步骤．
（3）碳酸钠是一种重要的化工产品．现有一包碳酸钠粉末，其中可能混有氢氧化钠．请设计实验确定该粉末的成分．
（4）CO₂和NH₃在一定条件下反应生成尿素[CO（NH₂）₂]和水，该方法既可以生产尿素，又可以减少CO₂的排放，减缓温室效应．请计算：若用该方法生产90t 尿素，理论上可减少排放CO₂的质量．

Answer 1

分析 （1）根据三种单质的组成、结构以及性质来分析；
（2）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析解答；
甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，写出反应的化学方程式即可．
根据反应原理来确定制取装置，结合收集气体的方法来分析；
（3）根据碳酸钠和氢氧化钠的化学性质差异来分析；
（4）根据化学方程式以及尿素的质量来分析．

解答 解：（1）a．金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成，但是金刚石、石墨中的碳原子排列方式不同，是不同的物质，C₆₀是由分子构成的，也是不同的物质，故错误；
b．碳原子以不同的排列方式，构成了金刚石、石墨和C₆₀等物质，故正确；
c．石墨具有导电性，而金刚石没有导电性，故错误；
d．只有在点燃或高温的条件下，碳的单质才能与氧气反应，故错误．
故填：b；
（2）①无水醋酸钠中C、H、O、Na四种元素的质量比为：（12×2）：（1×3）：（16×2）：23=24：3：32：23；故填：24：3：32：23；
②甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．故填：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
③实验室可用加热无水醋酸钠（CH₃COONa）与碱石灰固体混合物来制取甲烷，属于固体加热制取气体，故选择装置A来制取；用C装置采用排水法收集甲烷时，先将瓶内装满水，再将甲烷从b口通入，排净即可；故填：A；先将瓶内装满水，再将甲烷从b口通入；
（3）碳酸钠能与氯化钡或氯化钙溶液反应生成中性的氯化钠溶液，同时生成碳酸钙或碳酸被白色沉淀，而氢氧化钠与之不反应，故填：取样品于试管中，加水溶解，向试管中滴加足量的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，则粉末为Na₂CO₃和NaOH；若溶液没有变成红色，则粉末为Na₂CO₃．
（4）解：设理论上可减少排放CO₂的质量为x．
CO₂+2NH₃$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CO（NH₂）₂+H₂O    
44                   60
x                    90t
$\frac{44}{60}$=$\frac{x}{90t}$                  
x=$\frac{44×90t}{60}$=66t          
答：理论上可减少排放CO₂66t．

点评 本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，掌握碳和碳的化合物的性质和用途是正确解答此类题的关键．