Question

3．碳和碳的化合物是初中學習的重要內容．
（1）金剛石、石墨和C₆₀都是碳元素的單質，下列說法正確的是B（填字母代號）．
A、它們都是同種物質   B、它們的原子排列方式不同
C、它們都能導電   D、常溫下它們都能與氧氣反應
（2）碳氫化合物-甲烷，是一種極難溶于水的可燃性氣體，實驗室可用加熱無水醋酸鈉（CH₃COONa）和堿石灰的固體混合物來制取甲烷．
①無水醋酸鈉中C、O兩種元素的質量比為3：4．
②寫出甲烷完全燃燒的化學方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（3）利用如圖裝置可作CO還原Fe₂O₃的實驗，并檢驗該反應生成的氣體產物，已知由A 制取的CO氣體中混有少量的CO₂．

①CO與Fe₂O₃反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②氣體通過裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復使用）．
③從環保角度考慮，對以上裝置的改進措施是加尾氣處理．
（4）現取含碳酸鈣80%的石灰石12.5g和94.4g稀鹽酸恰好完全反應（石灰石中的雜質不溶于水也不與稀鹽酸反應），求恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據金剛石、石墨和C₆₀的結構和性質具體分析；
（2）根據醋酸鈉的化學式計算元素質量比；根據甲烷充分燃燒生成二氧化碳和水書寫化學方程式；
（3）一氧化碳和氧化鐵反應的原理以及注意事項，熟悉常見物質的檢驗；
（4）根據純凈的碳酸鈣的質量結合對應的化學方程式求算生成物氯化鈣的質量和二氧化碳的質量，進而求算對應溶液的質量分數．

解答 解：
（1）
A、金剛石、石墨和C₆₀都是碳元素的單質，但不屬于同一物質．錯誤；
B、金剛石、石墨和C₆₀都是碳元素的單質．但是由于它們的原子排列方式不同，所以很多性質不同．正確；
C、金剛石、石墨和C₆₀ 中，只有石墨能導電，錯誤；
D、金剛石、石墨和C₆₀都是碳元素的單質，碳在常溫下穩定，所以常溫下它們都不能與氧氣反應．錯誤．
故選：B．
（2）
①無水醋酸鈉（CH₃COONa）中C、O兩種元素的質量比為（12×2）：（16×2）=3：4．
②甲烷完全燃燒是甲烷和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳和水，對應的化學方程式為：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（3）
①CO與Fe₂O₃反應在高溫的情況下生成鐵和二氧化碳，對應的化學方程式為 3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②題目的設計要求為“利用如圖裝置可作CO還原Fe₂O₃的實驗，并檢驗該反應生成的氣體產物“，且限制為“已知由A 制取的CO氣體中混有少量的CO₂”，以及限制“裝置不能重復使用”，所以設定的前提是每一步都是完全反應或者吸收的．根據以上限制，要先除去含有的雜質二氧化碳，避免后面影響到生成的二氧化碳的干擾，所以氣體通過裝置的順序是A→C（除去一氧化碳中混有的二氧化碳，避免影響后面的生成的二氧化碳的檢驗）→D（一氧化碳還原氧化鐵）→B（檢驗生成了二氧化碳）．（如果不限制裝置不能重復使用，則最好是A→C（吸收二氧化碳）→B（檢驗二氧化碳吸收徹底）→D→B）．
③由于過程中可能剩余有毒的一氧化碳，所以應該加上尾氣處理．
（4）碳酸鈣80%的石灰石12.5g含有的碳酸鈣的質量為12.5g×80%=10g
設生成的氯化鈣的質量為x，生成的二氧化碳的質量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   111            44
10g                     x               y
$\frac{100}{10g}$=$\frac{111}{x}$=$\frac{44}{y}$
x=11.1g
y=4.4g
則恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為：$\frac{11.1g}{10g+94.4g-4.4g}$×100%=11.1%
故答案為：
 （1）B；
（2）
①3：4．
②CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（3）
①3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②C→D→B．
③加尾氣處理．
（4）11.1%

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．