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$\ce{CO_{2}}$
$\ce{2CO}$
$\ce{2Cu + CO_{2} \uparrow}$
$\ce{2CO}$
$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$
​$ \mathrm {CaCO}_{3} + 2\mathrm {HCl}\xlongequal{\;\;}\mathrm {CaCl}_{2} + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O} + \mathrm {CO}_{2} ↑$​
澄清石灰水变浑浊
集气瓶瓶口
可燃
$\ce{2C + O_{2}(不足)\xlongequal{点燃}2CO}$
$\ce{C + O_{2}(充足)\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$
$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
​$ \mathrm {CO}_{2} + \mathrm {Ca}(\mathrm {OH)}_{2}\xlongequal{\;\;}\mathrm {CaCO}_{3}↓ + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$​
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
​$ \mathrm {CaCO}_{3} + 2\mathrm {HCl}\xlongequal{\;\;}\mathrm {CaCl}_{2} + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O} + \mathrm {CO}_{2}↑$​
【分析】
本题围绕碳和碳的氧化物的知识体系展开,需梳理碳单质、CO、CO₂、H₂CO₃、CaCO₃之间的转化关系,结合各物质的化学性质,准确写出对应反应的化学方程式。解题时,先回忆碳单质的可燃性(氧气充足/不足时的产物)、还原性(还原金属氧化物、与CO₂反应),CO的可燃性与还原性,CO₂与水、石灰水的反应,碳酸的不稳定性,碳酸钙的分解与和酸的反应等核心知识点,再对应图中序号逐一推导反应。
【解析】
1. 碳在氧气不足时燃烧生成一氧化碳:$\ce{2C + O_{2} (不足) \xlongequal{点燃} 2CO}$;
2. 碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳:$\ce{C + O_{2} (充足) \xlongequal{点燃} CO_{2}}$;
3. 碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳:$\ce{C + 2CuO \xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2} \uparrow}$;
4. 一氧化碳燃烧生成二氧化碳:$\ce{2CO + O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$;
5. 二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳:$\ce{CO_{2} + C \xlongequal{高温} 2CO}$;
6. 一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳:$\ce{CO + CuO \xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$;
7. 二氧化碳与水反应生成碳酸:$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$;
8. 碳酸分解生成二氧化碳和水:$\ce{H_{2}CO_{3} = H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$;
9. 二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水:$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;
10. 碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳:$\ce{CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow}$;
11. 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳:$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$;
知识体系填空依次为:$\ce{CO_{2}}$、$\ce{2CO}$、$\ce{2Cu + CO_{2} \uparrow}$、$\ce{2CO}$、$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$、$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$、$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$、澄清石灰水变浑浊、集气瓶瓶口、可燃。
【答案】
知识体系填空:$\ce{CO_{2}}$;$\ce{2CO}$;$\ce{2Cu + CO_{2} \uparrow}$;$\ce{2CO}$;$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$;$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$;澄清石灰水变浑浊;集气瓶瓶口;可燃;
转化反应:
(1)$\ce{2C + O_{2} (不足) \xlongequal{点燃} 2CO}$;
(2)$\ce{C + O_{2} (充足) \xlongequal{点燃} CO_{2}}$;
(3)$\ce{C + 2CuO \xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2} \uparrow}$;
(4)$\ce{2CO + O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$;
(5)$\ce{CO_{2} + C \xlongequal{高温} 2CO}$;
(6)$\ce{CO + CuO \xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$;
(7)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$;
(8)$\ce{H_{2}CO_{3} = H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$;
(9)$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O}$;
(10)$\ce{CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow}$;
(11)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} \uparrow}$
【知识点】
碳单质的化学性质;二氧化碳的性质与制备;碳及其化合物的转化
【点评】
本题是碳和碳的氧化物知识的综合梳理题,将碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙的核心性质与转化关系整合,有助于学生构建完整的知识网络,考查对基础化学方程式的掌握程度,是典型的知识体系构建类题目。
【难度系数】
0.5