高考化學一輪復(fù)習第1部分第3章第1節(jié)碳的多樣性教學案魯科版.docx

第1節(jié)碳的多樣性考綱定位核心素養(yǎng)1.了解碳元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解常見碳元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。1.宏觀辨識認識碳及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用。2.微觀探析能從碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)理解碳單質(zhì)的多樣性，從碳原子結(jié)構(gòu)理解其性質(zhì)。3.科學探究科學領(lǐng)悟Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)探究方案，并設(shè)計實驗探究方案。4.社會責任了解CO2對環(huán)境的影響，養(yǎng)成簡約適度，綠色低碳的生活習慣?？键c一| 碳單質(zhì)及其氧化物1多種多樣的碳單質(zhì)(1)同素異形體：由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，互稱同素異形體。(2)碳的三種常見同素異形體碳的同素異形體的物理性質(zhì)及用途。(3)碳的化學性質(zhì)2碳的氧化物(1)一氧化碳物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，有毒?；瘜W性質(zhì)a可燃性：2COO22CO2；b還原性：與Fe2O3反應(yīng)Fe2O33CO2Fe3CO2。(2)二氧化碳物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣大，可溶于水?；瘜W性質(zhì)實驗室制取原理：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。用途：化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑、人工降雨。1正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)金剛石和石墨互為同位素。()(2)用活性炭除去冰箱異味，沒有發(fā)生化學變化。()(3)通過水除去CO中的CO2。()(4)通過灼熱CuO除去H2中的CO。()(5)使澄清石灰水變渾濁的氧化物一定為CO2。()(6)將CO2通入NaOH溶液中，一定得到Na2CO3。()(7)用CO2鑒別NaAl(OH)4溶液和CH3COONa溶液。()(8)實驗室中可用石灰石和稀硫酸反應(yīng)制備CO2氣體。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2寫出除去下列氣體中混有的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))可采取的方法。(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。答案：(1)通過盛有濃氫氧化鈉溶液的洗氣瓶(2)通過盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管(3)通過盛放灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管(4)通過盛有飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4 溶液的洗氣瓶(5)通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶考法1碳及其氧化物的性質(zhì)及實驗探究1用四種溶液分別進行實驗，表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液不變渾濁BaCl2溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色退去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量的NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液BCO2通入Na2SiO3溶液中，先生成沉淀H2SiO3，繼續(xù)通CO2，H2SiO3不反應(yīng)，不溶解。2(2019信陽模擬)為檢驗二氧化碳氣體中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：根據(jù)裝置回答問題：(1)A裝置的作用是_。(2)實驗后通過_處理尾氣，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_。(3)若實驗時觀察到_，則證明原氣體中一定含有一氧化碳。解析：(1)除去混合氣體中的CO2時，可先將混合氣體通入盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶中，故A裝置的作用是吸收CO2，以排除對后續(xù)實驗的干擾。(2)CO有毒，故將CO點燃生成CO2才能排放到空氣中。(3)CO還原CuO使黑色粉末變成紅色，反應(yīng)生成的CO2使澄清石灰水變渾濁，故可利用這些現(xiàn)象來證明原氣體中一定含有CO。答案：(1)吸收CO2(2)點燃2COO22CO2(3)B中無明顯現(xiàn)象，裝置C中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁思維建模檢驗CO2中CO是否存在的思維模板各裝置的作用是：A除去混合氣體中的CO2氣體B檢驗混合氣體中CO2是否除盡CCO還原CuO：COCuOCuCO2D驗證CO的氧化產(chǎn)物CO2E除去尾氣中的CO2氣體F除去尾氣中的CO氣體，防止污染環(huán)境確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象是：C中的物質(zhì)由黑色變成光亮的紅色，B中無明顯現(xiàn)象，D中的澄清石灰水變渾濁。考法2CO2與堿反應(yīng)的產(chǎn)物判斷3在標準狀況下，將4.48 L CO2通入100 mL 3 molL1的NaOH溶液中，溶液中的溶質(zhì)為_，其物質(zhì)的量之比為_。解析：n(CO2)0.2 mol，n(NaOH)0.3 mol，n(CO2)n(NaOH)23，可發(fā)生反應(yīng)2CO23NaOH=Na2CO3NaHCO3H2O答案：Na2CO3、NaHCO3114往100 mL NaOH溶液中通入CO2，充分反應(yīng)后，在減壓和較低溫度下，小心將溶液蒸干，得白色固體M。通入CO2的體積V(CO2)/mL(標準狀況下，下同)與M的質(zhì)量W/g的關(guān)系如圖所示。(1)A點時，白色固體M的化學式為_，通入CO2的體積為_mL。(2)C點時，白色固體M的化學式為_，通入CO2的體積為_mL。(3)推算B點時M的組成_(用化學式表示)及通入CO2氣體的體積為_mL。解析：首先NaOH轉(zhuǎn)化為Na2CO3，繼續(xù)通CO2又轉(zhuǎn)化為NaHCO3，結(jié)合圖形得出：A點M為Na2CO3，V(CO2)1 120 mL；C點M為NaHCO3，V(CO2)2 240 mL；B點為Na2CO3和NaHCO3的混合物，由守恒法求出V(CO2)1 792 mL。答案：(1)Na2CO31 120(2)NaHCO32 240(3)Na2CO3和NaHCO31 792思維建模數(shù)軸法判斷CO2與強堿(OH)反應(yīng)的產(chǎn)物當n(OH)n(CO2)的值不同時產(chǎn)物如下：考點二| 鈉的碳酸鹽碳酸鈉和碳酸氫鈉1Na2CO3與NaHCO3的物理性質(zhì)比較名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名純堿或蘇打小蘇打顏色、狀態(tài)白色粉末細小白色晶體水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度小提醒：因NaHCO3的溶解度較小，將CO2通入飽和Na2CO3溶液時，開始無明顯現(xiàn)象，后有沉淀析出。2Na2CO3與NaHCO3的化學性質(zhì)比較(1)熱穩(wěn)定性Na2CO3性質(zhì)穩(wěn)定，受熱難分解。NaHCO3性質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，化學方程式為2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(2)與酸(足量鹽酸)反應(yīng)(填寫化學方程式)Na2CO3：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O。NaHCO3：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(3)與堿液反應(yīng)(將下列化學方程式補充完整)與NaOH溶液與石灰水(足量)(4)與鹽(如CaCl2)溶液反應(yīng)(寫出離子方程式)Na2CO3：COCa2=CaCO3；NaHCO3：與CaCl2不反應(yīng)。3Na2CO3與NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化Na2CO3NaHCO3深度歸納(1)Na2CO3和NaHCO3的鑒別方法(2)侯氏制堿的原理把二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出；過濾得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。其化學方程式為NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)向飽和Na2CO3溶液中通入CO2，有晶體析出。()(2)Na2CO310H2O在干燥的空氣中可風化變成Na2CO3粉末。()(3)NaHCO3與Na2CO3溶液可用Ba(OH)2溶液鑒別。()(4)用熱的燒堿溶液洗去油污，因為Na2CO3可直接與油污反應(yīng)。()(5)NaHCO3溶液中加少量Ba(OH)2溶液：HCOBa2OH=BaCO3H2O。()(6)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液。()(7)Na與H2反應(yīng)可生成NaH，NaH與H2O反應(yīng)時，NaH作還原劑。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)考法1Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)與鑒別1(2019石家莊模擬)下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3的比較中，說法不正確的是()ANaHCO3固體受熱容易分解，而Na2CO3固體受熱不容易分解B等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，前者消耗鹽酸的物質(zhì)的量比后者多C向等體積等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分別滴加2滴酚酞溶液，前者顏色比后者深DNa2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式相同DNa2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式不相同，Na2CO3與Ba(OH)2溶液：COBa2=BaCO3，NaHCO3與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，當NaHCO3少量時：HCOOHBa2=BaCO3H2O；當NaHCO3過量時：2HCOBa22OH=BaCO3CO2H2O。2為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，應(yīng)通入過量的CO2氣體CNa2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾DBa(OH)2與Na2CO3和Na2SO4均發(fā)生化學反應(yīng)生成白色沉淀，不符合除雜的要求?？挤?測定純堿純度的實驗探究3制得的碳酸鈉樣品中往往含有少量NaCl，現(xiàn)欲測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)，某探究性學習小組分別設(shè)計了如下實驗方案。(1)方案一：用下圖所示方法和步驟進行實驗：操作涉及的實驗名稱有_、洗滌；操作涉及的實驗名稱有干燥、_。該方案測得的樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的計算式為_。(2)方案二：利用下圖所示裝置來測定純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)(鐵架臺、鐵夾等在圖中均已略去)。實驗步驟如下：a按圖連接裝置，并檢查氣密性；b準確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為83.4 g；c準確稱得6.0 g純堿樣品放入容器中；d打開分液漏斗的旋塞，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；e打開彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為85.6 g。若d、e兩步的實驗操作太快，則會導致測定結(jié)果_(填“偏大”或“偏小”)。裝置A中試劑X應(yīng)選用_。E裝置的作用是_。根據(jù)實驗中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為_(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)。解析：(1)生成沉淀A，故操作需要涉及過濾操作。要知道固體的質(zhì)量需要稱重；經(jīng)過計算，樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的計算式為100%。(2)反應(yīng)過快會使產(chǎn)生的CO2氣體不能完全被D裝置中堿石灰吸收；快速鼓入空氣，也會使裝置內(nèi)殘留CO2不能被D裝置中堿石灰完全吸收，則測得的CO2質(zhì)量偏小，測定結(jié)果偏??；鼓入空氣，可把殘留在裝置B、C中的CO2趕出由D中堿石灰吸收，因為空氣中含有CO2，因此應(yīng)把鼓入空氣中的CO2吸收處理，所以裝置A應(yīng)放入NaOH溶液；如果D裝置直接與外界空氣相連通，則空氣中的H2O和CO2會對測定結(jié)果帶來影響，所以裝置E的作用是防止空氣中H2O和CO2進入裝置D中；反應(yīng)中放出CO2氣體的質(zhì)量85.6 g83.4 g2.2 g，設(shè)消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x，Na2CO3CO210644x 2.2 g解得x5.3 g純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)100%88.3%。答案：(1)過濾稱量100%(2)偏小NaOH溶液防止空氣中CO2和水蒸氣進入裝置D中88.3%思維建模測定純堿純度的兩種常用方法氣體法發(fā)生反應(yīng)Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的純度沉淀法發(fā)生反應(yīng)Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量，確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的純度專項突破(8)Na2CO3、NaHCO3的定量計算與圖像分析1Na2CO3、NaHCO3與酸反應(yīng)的定量比較(1)速率：相同條件下，NaHCO3與鹽酸反應(yīng)放出CO2的速率比Na2CO3與鹽酸反應(yīng)快。 (2)耗酸量：等質(zhì)量或等物質(zhì)的量的Na2CO3與NaHCO3均為前者耗酸量多。(3)CO2生成量比較：等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生CO2的量相等。等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2多。等物質(zhì)的量的HCl與足量的Na2CO3、NaHCO3分別反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2多。2Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的圖像分析向某溶液(Na2CO3或NaHCO3或NaOH)中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示：(1)若OA0，則溶液中所含溶液為NaHCO3，涉及反應(yīng)的離子方程式為HCOH=CO2H2O；(2)若OAAB，則溶液中溶質(zhì)為Na2CO3，涉及的離子反應(yīng)為OA：COH=HCO，AB：HCOH=CO2H2O；(3)若OAAB，則溶液中溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，涉及的離子反應(yīng)同(2)；(4)若OAAB，則溶液中溶質(zhì)為NaOH、Na2CO3，涉及的離子反應(yīng)為OA：OHH=H2O，COH=HCO，AB：HCOH=CO2H2O。典例導航(2019岳陽模擬)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A在0a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應(yīng)Bab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO2H=CO2H2OCa0.3D原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12思路點撥H與OH、CO、HCO的先后順序為OHCOHCOC在0a范圍內(nèi)，先發(fā)生中和反應(yīng)，后發(fā)生CO與H生成HCO的反應(yīng)，A錯誤；ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCOH=H2OCO2，B錯誤；因為a0.4范圍內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)是HHCO=CO2H2O，n(CO2)0.01 mol，n(H)n(CO2)0.01 mol，所以a0.3，C正確；由碳元素守恒可知溶液中n(CO)n(CO2)0.01 mol，在0a范圍內(nèi)，生成0.01 mol HCO消耗鹽酸0.1 L，與NaOH反應(yīng)消耗鹽酸0.2 L，n(NaOH)n(Na2CO3)21，D錯誤。1(2019淮北模擬)有關(guān)NaHCO3和Na2CO3的性質(zhì)，下列敘述錯誤的是()A等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積小B等物質(zhì)的量的兩種鹽與同濃度鹽酸完全反應(yīng)，所消耗鹽酸的體積Na2CO3是NaHCO3的2倍C1 mol Na2CO3和NaHCO3的混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，生成的CO2為1 molD向200 mL 0.1 molL1 Na2CO3溶液中逐滴加入200 Ml 0.1 molL1的稀鹽酸并不斷振蕩，生成的CO2為0.01 molDD項，反應(yīng)原理為COH=HCO，HCOH=CO2H2O，故不會生成CO2。2向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 molL1 的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A原NaOH溶液的濃度為0.2 molL1B在標準狀況下通入CO2的體積為448 mLC所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)n(Na2CO3)13D所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)11A當向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體時，反應(yīng)有兩種可能情況：2NaOHCO2=Na2CO3H2O或NaOHCO2=NaHCO3，再加入鹽酸100 mL時，無論溶液中溶質(zhì)是NaOH、NaHCO3還是Na2CO3，最終都會生成NaCl，因n(Na)n(Cl)，所以n(NaOH)n(HCl)0.02 mol，NaOH和鹽酸的體積相同，那么濃度也相同，即原NaOH溶液的濃度為0.2 molL1，A項正確；鹽酸由25 mL滴至100 mL時，發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消耗鹽酸0.015 mol，生成CO2 0.015 mol，即在標準狀況下通入CO2的體積為336 mL，B項錯誤；設(shè)所得溶液中的Na2CO3為x mol，NaHCO3為y mol，根據(jù)原子守恒：2x moly mol0.02 mol，x moly mol0.015 mol，解得x0.005，y0.01，所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)21，C、D項錯誤。課堂反饋真題體驗 一題串知，落實考法(2015全國卷，T26改編)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101 ，易溶于水，受熱脫水、升華，170 以上分解?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式為_，說明分解產(chǎn)物中含有_。裝置B的主要作用是_?？疾镃O2的檢驗和主要性質(zhì)(2)乙組同學認為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗。乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、_ _。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_。能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_?？疾镃O的檢驗與性質(zhì)(3)若上圖中的裝置C中的澄清石灰水改為水玻璃，則裝置C中的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式為_，此現(xiàn)象說明H2SiO3比H2CO3的酸性_?？疾镠2CO3和H2SiO3的酸性強弱(4)若把上圖中裝置C中的澄清石灰水改為飽和Na2CO3溶液，則裝置C中的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式為_。考查Na2CO3的性質(zhì)答案：(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁CO2Ca22OH=CaCO3H2OCO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末變?yōu)榧t色，