Question

18．碳的單質和化合物是初中化學學習的重要內容，請你根據所學知識，解答下列各題．
（1）如圖1為元素周期表中一格，下列說法不正確的是C（填標號）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內質子數為6
C．碳元素的原子結構示意圖為
D．碳的相對原子質量為12.01．
（2）①金剛石和石墨都是碳的單質，它們的物理性質差別很大，其原因是碳原子的排列方式不同．
②一氧化碳和二氧化碳都是碳的氧化物，一氧化碳具有可燃性，而二氧化碳在一般情況下，既不能燃燒也不助燃．其原因是它們分子的構成不同．
（3）小剛同學對碳及其重要化合物知識進行歸納、整理，并構建了如圖2所示的轉化關系圖．
①寫出括號內一種含有碳元素的物質的化學式：CO．
②圖中所涉及物質碳元素的化合價有三種．
③分別寫出②③⑥發生反應的化學方程式：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO、2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂、CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（4）為測定貝殼中碳酸鈣的含量，小紅將貝殼粉碎后，取樣品10g與足量的稀鹽酸充分反應（雜質不與鹽酸反應）產生二氧化碳1.76g．計算貝殼中碳酸鈣的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據元素周期表中的一個小格中的信息可知元素的名稱、元素符號、質子數、相對原子質量等來解答即可；
（2）物質的結構決定物質的性質，根據碳的單質和氧化物的結構分析回答；
（3）①根據碳、二氧化碳以及一氧化碳的轉化分析括號中的物質的化學式；
②根據上述分析和圖中所涉及物質分析碳元素的化合價；
③根據物質的轉化關系寫出反應的化學方程式；
（4）由生成二氧化碳的質量根據碳酸鈣與稀鹽酸反應的化學方程式可以計算出貝殼中碳酸鈣的質量分數．

解答 解：（1）A、因碳的偏旁為“石”，則碳元素為非金屬元素，故A說法正確；
B、由信息可知，碳原子的質子數為6，故B說法正確；
C、碳原子的質子數為6，則原子結構中最外層電子數應為4，故C錯誤；
D、由信息可知，碳原子的相對原子質量為12.01，故D說法正確；
（2））①金剛石和石墨都是碳的單質，它們的物理性質差別很大，其原因是 碳原子的排列方式不同．
②一氧化碳和二氧化碳都是碳的氧化物，一氧化碳具有可燃性，而二氧化碳在一般情況下，既不能燃燒也不助燃．其原因是 它們分子的構成不同．
（3）①碳充分燃燒生成二氧化碳，不充分燃燒生成一氧化碳，一氧化碳燃燒能生成二氧化碳，所以括號中的物質是一氧化碳，化學式是：CO；
②根據上述分析和圖中所涉及物質碳元素的化合價有0、+2、+4三種．
③由物質的轉化關系可知，②是在高溫條件碳與二氧化碳反應可生成了一氧化碳，反應的化學方程式是：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；③是一氧化碳燃燒生成了二氧化碳，反應的化學方程式是：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂；⑥是碳酸鈣高溫分解生成了氧化鈣和二氧化碳，發生反應的化學方程式：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（4）設貝殼中碳酸鈣的質量分數為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
10g×x              1.76g
$\frac{100}{44}=\frac{10gx}{1.76g}$    解得：x=40%
貝殼中碳酸鈣的質量分數為40%．
故答為：（1）C；（2）①碳原子的排列方式不同；②它們分子的構成不同；（3）①CO；②三；③CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂；CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；（4）貝殼中碳酸鈣的質量分數為40%．

點評 掌握常見的碳的單質、碳以及其化合物的轉化、化學方程式的書寫方法等是解答本題的關鍵，難度不大．