2017 2018魯科版必修1第3章第1節(jié)碳的多樣性第2課時學案

1、第 4 頁第2課時 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1. 掌握C02與堿反應產(chǎn)物的確定。2掌握C02、C03、HCO3之間的相互轉(zhuǎn)化。細讀教材記主干、自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1. 轉(zhuǎn)化示意圖2. 溶洞及鐘乳石的形成原理 （模擬實驗）寫出有關反應方程式：溶洞的形成：CaC03 + CO2 + H?O=Ca（HCO 3）2。鐘乳石的形成： Ca（HCO 3）2=CaCO? J + 出0+ CO?丄。二、生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1. 高爐煉鐵原料：焦炭和鐵礦石。高溫人鐵礦石被還原：3C0+ Fe2O3=2Fe+ 3C0 22. C、CO、CO2的轉(zhuǎn)化關系用化學方程式表示為：點燃 2C+ Og=2CO

2、（不完全燃燒）;點燃 2C0 + 0 2=2CO2 ；點燃 C+ 0?=三=002（完全燃燒）；高溫 CO2+ C=2CO。3. 碳在無機物和有機物間的轉(zhuǎn)化1828年，德國化學家維勒用無機物氰酸銨（NH4CNO）首次合成了有機物尿分子式為CO（NH 2）2，開創(chuàng)了以含碳無機化合物合成有機化合物的先河。重點剖析深此教材t整含宣點難點1典例印證一駝何捕析t洞悉搟題方注課堂互動區(qū)重點剖析1. C02與堿反應的原理C02為酸性氧化物，能與堿反應生成鹽和水。C02與堿反應時產(chǎn)物與二者的相對量有關，當堿足量時生成碳酸鹽，當C02足量時，生 成碳酸氫鹽。如與 NaOH溶液反應: CO2 不足時：CO2+ 2

3、NaOH=Na2CO3 + H 2O; CO2 足量時：CO2+ NaOH=NaHCO 3。2. CO2與NaOH反應產(chǎn)物的判斷根據(jù)CO2與NaOH反應用量判斷Cd n(NaOH)反應情況生成物v 1 : 2NaOH過量，只發(fā)生反應(余NaOH)Na2CO3=1 : 2CO2與NaOH恰好按反應Na2CO3Jnmv 12 n(NaOH)兩個反應均有Na2CO3=1 : 1恰好發(fā)生反應NaHCO3 1 : 1只發(fā)生反應CO2剩余，NaHCO3其上述轉(zhuǎn)化關系可用數(shù)軸表示為：(2) 根據(jù)向溶液中滴加鹽酸的實驗現(xiàn)象確定產(chǎn)物將CO2通入NaOH溶液中，充分反應后再向溶液中滴加鹽酸，設產(chǎn)生的氣體體積與加

4、入鹽酸的體積的關系如圖所示，貝U依據(jù)a與b的關系可以判斷溶液的組成并計算各組分的物 質(zhì)的量。(1) 若a = 0，溶質(zhì)只有 NaHCO3；1(2) 若a = 2b,溶質(zhì)只有 Na2CO3；1(3) 若a?b，溶液為NaOH和Na2CO3(NaOH只消耗HCI，不產(chǎn)生氣體);1若0a7。（1）如果此時溶液的溶質(zhì)是單一成分，可能是 。如果反應后溶液中有兩種溶質(zhì)，然后逐滴緩慢滴加1 mo1 -L 1的鹽酸，所得氣體（不考慮溶解于水）的體積與所加鹽酸的體積關系如圖所示。 開始滴加鹽酸時， 無氣體產(chǎn)生，寫出OA段發(fā)生反應的離子方程式： 。 產(chǎn)生的CO2在標準狀況下的體積為mL。 B點時，反應所得溶液中溶

5、質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是 mo1- L I溶液體積的變化忽略不計）。解析：（1）CO2和NaOH反應的產(chǎn)物要根據(jù)二者的量的相對多少來確定，如果是單一成 分，則為Na2CO3或NaHCO3。OA段消耗的HCI多于AB段消耗的HCI，故反應后的溶質(zhì)為 Na2CO3 和 NaOH , OA 段發(fā)生反應：NaOH + HCl=NaCl + H2O , Na2CO3 +HCl=NaHCO 3+ NaCl。AB 段發(fā)生反應：NaHCO 3+ HCl=NaCl + H2O + CO2 f。 n(C02)= nAB(H + )= 0.1 mol , V(CO2)= 2 240 mL。 B點恰好完全反應，溶質(zhì)為 Na

6、CI，根據(jù)Na原子守恒，n(NaCI) = n(NaOH) = 0.3 mol,1c(NaCI) = 0.75 mol 。答案：(1)Na2CO3 或 NaHCOs (2)OH+ H =出0, CO2+ H + =HCO3 2 240 0.75重點剖析實現(xiàn)上述六個轉(zhuǎn)化的反應有：Z|與活潑金屬氧化物反應：CO2 + Na2O=Na2CO3, 與過量堿反應：CO2+ 2OH =Co3 + H2O; 與過量酸反應：CO3+ 2H + =出0+ C02f；與少量酸反應：CO/ + H +=HCO3, 二2-與CO2、H2O反應：CO3 + H2O + CO2=2HCO3 ； 與堿反應：HCO3 + O

7、H =出0+ CO2 ,與酸反應: i受熱分解:HCO 3 + H + =H2O + CO2i受熱分解：2NaHCO3=Na2CO3+ 出0 + CO2 t;Ca HCO3 2=CaCO3 + CO21 + H2O;與少量堿反應：CO2+ OH =HCO3,與co3、 H2O反應：CO2 + CO+ H2O=2HCO3。CO 3 或 HCO 3。特別提醒(1) 與稀鹽酸反應生成無色無味且使澄清石灰水變渾濁氣體的離子可是(2)C(衣的檢驗溶液-白色沉淀 沉淀溶解生成無色無味兀體則原溶液中含col2- OH H+(2) H2O+ CO3 HCO3H2O+ CO2。典例印證例題2現(xiàn)有A、B、C、D四

8、種化合物都含鉀元素，A、B、C和足量的鹽酸反應后，均可生成D ;若將固體C加熱后可生成 A和無色無毒的氣體 E,該氣體能使澄清石灰水變 渾濁；若在A溶液中通入足量 E,可生成C;若B與C的溶液混合可生成 A。請回答下列 問題。(1) 推斷A、B、C、D的化學式A； B；C ； D 。(2) A 溶液中通入足量 E 反應的離子方程式為： 。(3) B 溶液與 C 溶液反應的離子方程式為： 。(4) 僅憑有氣體 E 生成，能否斷定 A 、C 的組成？ 。解析氣體E無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，為CO2, C為KHCO 3, A為K2CO3；B 與 KHCO 3溶液混合可生成 K2CO3， B 為

9、 KOH ， A、B、C 和足量的鹽酸反應后，均可生成D，D為KCl。HCOf和CO2-都可與鹽酸反應生成 CO2氣體，所以不能僅憑有 CO2氣體 生成，斷定哪個是 K2CO3,哪個是KHCO 3o答案(1)K2CO3 KOH KHCO3 KCl2(2) CO23CO2H2O=2HCO3(3) OHHCO3=H2OCO32(4)不能推斷題的解題關鍵是找出推斷的突破口,該題的突破口是 “ 氣體 E 能使澄清石灰水變渾濁”，可知E是CO2，再分析其他條件，可推出其他物質(zhì)。2下列敘述中正確的是 ()A .向含有CaCO3沉淀的水中通入 CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，又有C

10、aCO3沉淀生成B .向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的 CO2與原Na2CO3的物質(zhì) 的量之比為1 : 2C. 等質(zhì)量的NaHC0 3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應，在同溫同壓下，生成的 CO?體 積相同D. 向Na2CO3飽和溶液中通入 CO2, 有 NaHCO3結(jié)晶析出解析：選 D CaCO3 與 CO2、H2O 反應生成 Ca(HCO3)2, Ca(HCO 3)2與 NaHCO 3 不反應， A錯誤；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸， 只發(fā)生反應：CO3+ H+ =HCOf , 無氣體放出，B錯誤；根據(jù)反應方程式可知，84 g NaHCO3與106

11、g NazCOs生成的CO?相同， C錯誤；D中發(fā)生了反應：Na2CO3 + H2O+ CO2=2NaHCO3,由于生成的 NaHCOs的溶解度小于Na2CO3,所以NaHCO 3結(jié)晶析出。隨堂第-*! I課唸呂分鐘對點球，it 學生趙熱打鐵消化所 學“既練速度又練堆度i課下練I謙下跟時檢測*提速 提能，毎謙一橙測，步 步為營步涉廉訓練提能區(qū)題組 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1.判斷正誤(1) 高爐煉鐵過程中，碳元素只顯示還原性。()所有物質(zhì)都不能在C02中燃燒。()(3)C0、CO2均屬于溫室氣體。()(4)用醋酸除水垢的離子方程式為2+2CH 3C00H + CaC03=Ca + 2CH3COO

12、+ CO2T +H20。()在Ca(HCO3)2=CaCO3 J + CO2T + H2O中，碳元素既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。( )答案：(1)X (2) X (3) X (4) V (5) X2下列有關碳及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化屬于氧化還原反應的是()A . NaHC03+ NaOH=Na2CO3+ 出0B. C02+ Na2CO3+ H2O=2NaHCO 3高溫C. 3C0 + Fe2O3=2Fe+ 3CO2入D. Ca(HCO3)2=CaCO3+ 出0+ CO2T解析：選C 反應前后元素化合價發(fā)生變化的反應為氧化還原反應。3. C02是造成“溫室效應”的主要氣體，對于在自然界中的轉(zhuǎn)化，下列

13、說法正確的是O(1) 大氣中的C02能被海洋溶解一部分。(2) 自然界中同時存在產(chǎn)生 C02和消耗C02的過程。(3) CO2主要是植物的光合作用消耗，因此植樹造林能有效減弱“溫室效應”。(4) 加熱碳酸氫鈣溶液會變渾濁，加熱碳酸氫鈉溶液也會變渾濁。(5) 鐘乳石、石筍是由于 CaC03和Ca(HCO3)2的相互轉(zhuǎn)化形成的。解析：C02氣體在水中的溶解度不大， 但海洋中的水可溶解一部分 C02氣體，自然界中同時存在產(chǎn)生 C02和消耗C02的過程，正常條件下 C02 “收支平衡”，自然界中的 C02就會保持不變，否則就會產(chǎn)生溫室效應；Ca(HCO3)2不穩(wěn)定，其溶液加熱會分解，而NaHC03固體

14、受熱分解，在溶液中不分解。答案：(2)(3)(5)一、選擇題1 下列各組物質(zhì)中的兩種物質(zhì)作用時，反應物用量的改變對生成物沒有影響的是()A C 和 02B CO2 和 Ca(0H)2C. Na2CO3和鹽酸D. Na2O2 和 CO?解析：選D A項，2C + 02(不足)點燃,2C0 , C+ 02(足量)點燃,C02； B項，Ca(0H)2 + C02(少量)=CaC03 + H20, Ca(0H)2 + 2C02(足量)=Ca(HC0 3)2; C 項，Na2C03 + HCl(少量)=NaCI + NaHC0 3, Na2C03 + 2HCl(足量)=2NaCI + C02 f + 出

15、0。2下列反應的離子方程式正確的是()A . Na2C03溶液與石灰乳：Ca2+ + C03 =CaC03 JB. NaHC0 3 溶液與 Na0H 溶液：HC03 + 0H 一 =C02+ 出0C. Na0H溶液中通入足量 C02：C02 + 20H =co3 + H 20D. Na2C03溶液中滴加少量鹽酸：C02+ 2H +=C02 + 出0解析：選B A項，Ca(0H)2應寫成化學式，不能拆開；C項，Na0H與足量C02反應，2應生成HC0D D項，C02-與少量H +反應，生成HC03：，不放出C02。3. 在含有7.4 g Ca(0H)2的澄清石灰水中通入 C0?氣體后，得到8 g

16、白色沉淀，則通入C02氣體的體積在標準狀況下為 ()A. 一定是 2.24 LB .一定小于2.24 LC. 一定大于2.24 LD .可能小于2.24 L,也可能大于 2.24 L解析：選D 往Ca(0H)2溶液中通入C02氣體，可能發(fā)生兩個反應：C02 +Ca(OH)2=CaCO3J + H2O，當 C02 過量時：CaC03 + H2O+ CO2=Ca(HCO3)2，由題目可 知所給Ca(0H)2的物質(zhì)的量nCa(OH) 2 =743 嚴0.1 mol，理論上最多可制得碳酸鈣74 g mol 10 g，消耗C02 2.24 L。而現(xiàn)在只制得碳酸鈣 8 g,則可能有兩種情況：一種是C02的

17、量少了，只發(fā)生第一個反應，另一種情況是C02稍過量，一部分參與了第二個反應。4. 不能用來鑒別 Na2CO3和NaHC0 3兩種白色固體的實驗操作是 ()A .分別在這兩種物質(zhì)的溶液中，加入少量澄清石灰水B 分別加熱這兩種固體，將生成的氣體通入澄清石灰水中C.分別在這兩種物質(zhì)的溶液中，加入少量氯化鈣溶液D 分別在這兩種物質(zhì)的等濃度的溶液中，加入少量的稀鹽酸解析：選 A A 項，Na2CO3+ Ca(OH)2=CaCO3 J+ 2NaOH ;依題意知 NaHCO?過量， 則2NaHCO3 + Ca(OH)2=CaCO3 J + Na2CO3 + 2出0，均產(chǎn)生白色沉淀，無法區(qū)分兩者。 B 項，加

18、熱兩固體時，NaHCOs受熱分解產(chǎn)生 CO2, Na2CO3無變化，可用加熱來區(qū)分兩者。 C 項，向兩物質(zhì)的溶液中加 CaCl2, Na2CO3與CaC反應生成沉淀，NaHCO?與CaC不反應。D項，在等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中加少量的鹽酸，NaHCOs溶液中先有氣體產(chǎn)生。5可以說明溶液中大量存在 CO2的理由是()A .加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生B 加入鹽酸有無色無味氣體產(chǎn)生C.加入MgCl2時有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸沉淀全部溶解，且產(chǎn)生可以使澄清石灰 水變渾濁的無色無味氣體D 加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸，反應現(xiàn)象如選項C所述解析：選C A項不可說

19、明，與 AgNO3作用生成白色沉淀的還有 Cl-等；B項不可說 明，與鹽酸作用產(chǎn)生無色無味氣體的還有 NaHCO3等；D項，不可說明，NaHCO3等物質(zhì)亦 會有此現(xiàn)象。6. 將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是()解析：選D CO2通入KOH和Ca(OH)2溶液中發(fā)生的反應可以分為以下幾個階段：產(chǎn)生沉淀階段：CO2 + 2OH - + Ca +=CaCO3 J + 出0;無沉淀產(chǎn)生階段：CO22OH-=CO32-H2O，CO32-CO2H2O=2HCO3-；沉淀溶解階段：2CO2CaCO3H2O=Ca 2HCO3-。

20、-7. 標準狀況下將4.48 L CO 2通入1 L 0.3 mol NaOH溶液中，當CO2與NaOH完全反應時，則下列說法正確的是 （）A 溶液中只有一種陰離子（0H除外）B .溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1 : 2C.反應后有CO2逸出D .反應后的溶液還可以吸收部分CO2解析：選Dn(C02)= 0.2 mol,n（Na0H）=3 mo1。因iv nNCSH=討，故反應后溶液中含有Na2CO3和NaHCO3,則還可以吸收部分 CO2。所以A、C錯，D正確。由碳元素和鈉元素守恒得：n Na2CO3 + n NaHCO 3 = 0.2,2n（Na2CO3 ” n（NaHCO 3 尸 0.3,

21、n（Na2CO3 尸 0.1,解得B錯誤。n NaHCO 3 = 0.1 ,& CO2通入下列溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（）A . CaCl2 溶液B Ca（OH）2 溶液C. Ba（OH） 2 溶液 D Ca（ClO）2 溶液解析：選A B中生成CaCO3, C中生成BaCO3, D中生成CaCOs, A不反應。二、非選擇題9. 實驗室中氫氧化鈉溶液在空氣中放置，因密封不好會變質(zhì)，有關反應的離子方程式為了檢驗一瓶氫氧化鈉溶液是否已變質(zhì)，可取少量該溶液向其中加入，若，則說明燒堿溶液已經(jīng)變質(zhì)。 為了除去燒堿溶液中的雜質(zhì)， 應加入適量的 ，并進行過濾。解析：空氣中含少量 CO2,與NaOH反應：2

22、NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O,檢驗NaOH2 2 溶液是否變質(zhì)，實質(zhì)是鑒定CO3-的存在；除去NaOH溶液中的Na2CO3時，實質(zhì)是除CO3-，且注意不要引入雜質(zhì)離子。答案：2OH+ CO2=CO3+ H2O氯化鈣溶液（其他合理答案也可）有白色沉淀生成 氫氧化鈣溶液10. 有一種黑色固體 A在氧氣中充分燃燒生成氣體 B。向充有B的集氣瓶中加入少量 澄清石灰水，出現(xiàn)白色沉淀 C，振蕩后沉淀消失得溶液 D。把D分成兩份，一份中加入稀 鹽酸，又生成氣體 B，另一份中加入過量 NaOH溶液又生成C?；卮穑簞tA、B、C、D的名稱分別為 、。(2) 寫出有關反應的離子方程式：B f C。C

23、f D。D f B。D f C。解析：澄清石灰水中通入 CO2生成沉淀C,則C為CaC03,繼續(xù)通入CO2，沉淀消失 得D溶液，則D為Ca(HCO3)2。答案：(1)碳 二氧化碳 碳酸鈣 碳酸氫鈣(2) CO2+ Ca2+ 20H -=CaC03$ + 出0CaC03 + CO2 + H 2O=Ca2+ + 2HC0 3HC03 + H +=C02 f + H2OCa2+ + 2HC0 3 + 20H =CaC03 J + CO3 + 2出011. 有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的幾種：K*、H +、Ba2+、Mg2+、C03、S04一，現(xiàn)取兩份該溶液各 100 mL進行如下實驗：

24、第一份加入足量 NaHCO3溶液后，收集到氣體0.03 mol。 第二份加入足量 Ba(NO3)2溶液充分反應后過濾干燥，得沉淀 4.66 g。根據(jù)上述實驗回答：(1) 原溶液中一定不存在的離子是 。(2) 原溶液中可能存在的離子是 。(3) 中發(fā)生反應的離子方程式為 。(4) 經(jīng)計算，原溶液中一定存在的陰離子的物質(zhì)的量濃度為 。解析：(1)根據(jù)現(xiàn)象知，該溶液中一定存在與碳酸氫根離子反應生成氣體的H +, 定不存在與H+反應的碳酸根離子；所以溶液中存在的陰離子為硫酸根離子，一定不存在與硫 酸根離子反應的 Ba2 +; (2)根據(jù)實驗現(xiàn)象無法確定溶液中是否含有K +、Mg2 +; (3)碳酸氫根

25、離子能和酸反應生成二氧化碳和水HCO* + H + =CO2 f + H2O;設硫酸根的物質(zhì)的量為 xmol。Ba2+ SO： =BaSO4 J1 mol 233 gx mol 4.66 gx= 0.02,所以0.02 mol0.1 L1=0.2 mol 答案：(1)C02、Ba2+(2) K 十、Mg2+(3) HC0 3 + H + =C02 f + H2O1(4) 0.2 mol L 12. 某固體物質(zhì)A受熱分解，生成B、C、D三種物質(zhì)。B是一種鉀鹽，向B的水溶液中加入澄清石灰水， 產(chǎn)生白色沉淀 E; E溶于鹽酸放出無色無味氣體 D；將D通入澄清石灰 水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清；C在常溫下是一種無色液體。(1) 寫出A、B、E的化學式。A， B， E。(2) 寫出反應的化學方程式。 A受熱分解： 。 將D通入澄清石灰水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清：。(3) 寫出反應的離子方程式。 向B的水溶液中加入澄清石灰水，產(chǎn)生白色沉淀E: ； E溶于鹽酸放出無色無味的氣體D : 。解析：無色無味能使澄清石