2017魯科版必修1碳的多樣性時 學案

1、第1課時多種多樣的碳單質(zhì)廣泛存在的含碳化合物 細讀教材記主干一、多種多樣的碳單質(zhì)1碳在自然界中的存在碳元素的存在形態(tài)2同素異形體(1)概念：由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)。(2)實例：O2與O3、紅磷與白磷、金剛石與石墨及C60。3碳的同素異形體比較物質(zhì)內(nèi)容金剛石(C)石墨(C)C60外觀無色透明晶體深灰色、不透明的片狀固體灰黑色固體結(jié)構(gòu)由碳原子構(gòu)成的正四面體結(jié)構(gòu)由平面六邊形構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)由正六邊形和正五邊形排列而成的球狀分子硬度極高質(zhì)軟，在紙上可留痕跡導電性不導電易導電不導電二、廣泛存在的含碳化合物1含碳化合物(1)有機物：如CH4、CH3COOH、淀粉等。(2) 2Na2CO3和Na

2、HCO3(1)兩者都是白色固體。(2)都能與鹽酸反應。Na2CO3與鹽酸反應的離子方程式為：CO2H=H2OCO2。NaHCO3與鹽酸反應的離子方程式為：HCOH=H2OCO2。3Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的比較碳酸鹽Na2CO3(碳酸鈉)NaHCO3(碳酸氫鈉)俗名純堿(或蘇打)小蘇打色、態(tài)白色固體白色固體水溶性溶解度較大溶解度較小(比Na2CO3的小)與H反應CO2H= CO2H2OHCOH= CO2H2O與OH反應HCOOH= COH2O與石灰水反應Ca2CO=CaCO3Ca2OHHCO=CaCO3H2O；Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O與CaCl2Ca2CO=CaCO3

3、穩(wěn)定性穩(wěn)定2NaHCO3Na2CO3CO2H2O相互轉(zhuǎn)化Na2CO3NaHCO3用途制玻璃、造紙、試劑等發(fā)酵粉、治胃酸過多等重點剖析1.Na2CO3溶液與鹽酸反應Na2CO3溶液與鹽酸反應時，滴加順序不同，實驗現(xiàn)象不同，產(chǎn)生的CO2的量也可能 不同。 (2)不用其他試劑可將稀鹽酸和Na2CO3溶液鑒別開。典例印證例題1有15 mL 2 mol·L1的H2SO4溶液與15 mL 3 mol·L1的Na2CO3溶液，欲使其反應產(chǎn)生CO2的量最多，則正確的操作是()A把兩種溶液快速混合并不斷攪拌B把兩種溶液緩慢混合并不斷攪拌C把H2SO4溶液滴加到Na2CO3溶液中D把Na2CO

4、3溶液滴加到H2SO4溶液中解析n(H)0.015×2×2 mol0.06 mol，n(CO)0.015×3 mol0.045 mol。因：COHCOCO2，且n(CO)n(H)2n(CO)，所以若要使生成CO2最多，須把Na2CO3溶液滴加到H2SO4溶液中。答案DCO分步結(jié)合H，待CO全部轉(zhuǎn)化為HCO后，若再有H剩余，HCO可再結(jié)合H生成CO2。(1)當n(CO)n(H)，Na2CO3溶液滴入鹽酸中有氣體生成，反滴則無氣體放出。(2)當n(CO)n(H)2n(CO)，Na2CO3溶液滴入鹽酸中生成CO2最多。(3)當n(H)2n(CO)，無論滴加順序如何，生成

5、CO2一樣多。1雙選關于Na2CO3和NaHCO3的下列說法中正確的是()ANa2CO3比NaHCO3易溶于水BNaHCO3比Na2CO3穩(wěn)定C石灰水能和NaHCO3反應，不與Na2CO3反應D等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸完全反應，消耗鹽酸的物質(zhì)的量之比為21解析：選A、DNa2CO3比NaHCO3的溶解度大，故A項正確；Na2CO3與NaHCO3分別與HCl反應時根據(jù)方程式Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O；NaHCO3HCl=NaClCO2H2O得知消耗HCl為21，故D項正確。重點剖析1鑒別原理步驟有關化學方程式利用二者的熱穩(wěn)定性不同取少量樣品加熱，能夠產(chǎn)生使澄

6、清石灰水變渾濁的氣體的為NaHCO3，無明顯現(xiàn)象的為Na2CO32NaHCO3Na2CO3CO2H2O續(xù)表原理步驟有關化學方程式利用二者與少量鹽酸反應的現(xiàn)象不同取少量的樣品于試管中，溶于水并配成稀溶液，分別逐滴加入稀鹽酸，立即有氣體產(chǎn)生的是NaHCO3，在加入一定量的稀鹽酸后，才逐漸有氣體產(chǎn)生的溶液是Na2CO3NaHCO3HCl=NaClH2OCO2；Na2CO3HCl(少量)=NaHCO3NaCl利用與Ca2能否產(chǎn)生沉淀取二者少量制成溶液，加入CaCl2溶液，有沉淀生成的為Na2CO3，無沉淀生成的為NaHCO3Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl2.除雜(括號內(nèi)為雜質(zhì))Na2CO

7、3(NaHCO3)NaHCO3(Na2CO3)固體加熱2NaHCO3Na2CO3H2OCO2加水制成飽和溶液，通入足量CO2，結(jié)晶過濾溶液加適量NaOH溶液：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3通入CO2；NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O特別提醒區(qū)別Na2CO3和NaHCO3不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能產(chǎn)生沉淀：Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH，2NaHCO3Ba(OH)2=BaCO3Na2CO32H2O。典例印證例題2現(xiàn)有兩瓶白色固體化學藥品，一瓶為Na2CO3，另一瓶為NaHCO3。下列方法中無法將其鑒別的是()A加熱B兩者分別與同濃

8、度的稀鹽酸反應C溶于水，加入CaCl2溶液D兩者分別加入NaOH溶液或Ba(OH)2溶液解析加熱時，試管內(nèi)壁有較多水珠生成，且生成使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3，A項可以。與同濃度的稀HCl反應，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速度不同鑒別，B項可以。Na2CO3與CaCl2反應生成沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應，C項可以。兩者與氫氧化鈉溶液混合后均沒有明顯現(xiàn)象，與Ba(OH)2都能反應，都有白色沉淀生成，現(xiàn)象完全相同，D項無法鑒別。答案D2有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判斷正確的是()方案操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸

9、反應較劇烈者為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3解析：選CA項，發(fā)生的反應分別為：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH,2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O，兩者現(xiàn)象相同(產(chǎn)生白色沉淀)；B項，滴加等濃度的稀鹽酸時NaHCO3溶液反應較劇烈；C項，Na2CO3與CaCl2發(fā)生反應：Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl，產(chǎn)生白色沉淀，NaHCO3與CaCl2不反應；D項，逐滴加入鹽酸時，NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡，Na2CO3開始無氣泡產(chǎn)生，過一會兒才產(chǎn)生氣泡。題組一碳單質(zhì)及其化

10、合物1下列說法中正確的是()A金剛石、石墨和C60性質(zhì)不同的根本原因是所含碳原子的數(shù)目不同B金剛石、石墨和C60在氧氣中完全燃燒都生成二氧化碳CC60和P4互為同素異形體DH2O和H2O2互為同素異形體解析：選B金剛石、石墨和C60性質(zhì)不同的根本原因是結(jié)構(gòu)不同，與所含碳原子數(shù)的多少無關，A項錯誤；同素異形體是由同種元素組成的不同單質(zhì)，而C60和P4是由不同元素組成的不同單質(zhì)，故二者不屬于同素異形體，C項錯誤；H2O和H2O2屬于化合物而非單質(zhì)，D項錯誤。2氣體X與赤熱的炭反應得到一種無色氣體Y，Y和灼熱的氧化鐵反應又得到X和鐵，則X和Y依次是()ACO、CO2 BH2O(g)、H2CO2、CO

11、 DCO2、CO解析：選DY能將Fe2O3還原為Fe，則Y具有還原性，又知Y是炭與氣體X生成的，故Y為CO，X為CO2。3用短線連接和中相應的物質(zhì)和用途 做電池的電極 做多電路電車滑塊 做書寫用的鉛筆的筆芯 用做車輪及船軸潤滑劑 用做刀具、鉆具、軸承、拉絲模、硬 度計壓痕器、鋸片等 制作飾品 可做為新型催化劑或催化劑載體解析：碳元素存在金剛石、石墨和C60等多種同素異形體，由于它們的顏色、光澤、透明度、質(zhì)地、導電性等物理性質(zhì)不同，決定了它們有不同的用途。石墨質(zhì)軟，具有潤滑性和導電性，所以石墨可以用于制作鉛筆芯、電極、電車滑塊、潤滑劑等；金剛石具有晶瑩剔透、硬度大等性質(zhì)，所以可用做裝飾品和磨具等

12、；C60具有的某些特性，有可能成為新型的催化劑或催化劑載體。答案：ABC題組二Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)4判斷正誤(1)可用氫氧化鈣溶液鑒別Na2CO3與NaHCO3。()(2)將CO2氣體通入Na2CO3溶液中，一定有晶體析出。()(3)可用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質(zhì)。()(4)分別與等濃度的鹽酸反應時，Na2CO3比NaHCO3反應更劇烈。()(5)Na2CO3可用于制發(fā)酵粉及治療胃酸過多。()答案：(1)×(2)×(3)(4)×(5)×5下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是()ACa(OH)2，Na2SO4

13、，Na2CO3BNaHCO3，Ba(OH)2，H2SO4CHCl，NaOH，NaHSO4DCa(OH)2，NaCO3，BaCl2解析：選BA項，溶液相互滴加時，Na2SO4滴入另外兩種溶液中無明顯現(xiàn)象，Ca(OH)2和Na2CO3相互滴加現(xiàn)象相同，即產(chǎn)生大量沉淀，無法鑒別溶液；B項，溶液相互滴加能產(chǎn)生兩種白色沉淀的是Ba(OH)2，向兩種白色沉淀中分別滴加NaHCO3或H2SO4，能夠?qū)⒁环N白色沉淀溶解的是H2SO4；C、D兩項的溶液相互滴加時，也無法鑒別。一、選擇題1如果國際社會能夠就溫室效應氣體減排達成后京都議定書，到2020年發(fā)達國家整體上會減排30%。大氣中CO2的含量增加會引起“溫室

14、效應”，自然界消耗CO2的反應主要是()ACO22NaOH=Na2CO3H2OBCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2C6CO26H2OC6H12O6(葡萄糖)6O2DCO2C2CO解析：選C光合作用是自然界中消耗CO2的主要反應。2下列各組物質(zhì)，不屬于同素異形體的是()A金剛石和石墨B白磷和紅磷CNa2O和Na2O2 D氧氣和臭氧解析：選C同素異形體的研究對象是單質(zhì)。3下列各組物質(zhì)不用任何外加試劑，只用膠頭滴管和試管就能鑒別的是()AAgNO3溶液和NaCl溶液BBaCl2溶液和KHSO4溶液CCaCl2溶液和Na2CO3溶液DNa2CO3溶液和鹽酸解析：選D不用外加試劑，只用膠頭滴管和

15、試管就能鑒別，必須是兩種溶液改變順序互相滴加出現(xiàn)不同的現(xiàn)象才能鑒別。D項，Na2CO3溶液滴入鹽酸中：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，鹽酸滴入Na2CO3溶液中時：HClNa2CO3=NaClNaHCO3、NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。4下列離子組在溶液中能大量共存的是()ANa、Ca2、HCO、COBK、H、CO、HCOCNa、Ba2、HCO、OHDCa2、Ba2、Cl、HCO解析：選DA項，Ca2CO=CaCO3；B項，HHCO=CO2H2O,2HCO=CO2H2O；C項，HCOOH=COH2O，Ba2CO=BaCO3。5雙選關于Na2CO3和NaHCO3的說法中

16、，正確的是()ANa2CO3的溶解度在相同條件下比NaHCO3的溶解度大，NaHCO3比Na2CO3穩(wěn)定BNa2CO3既可與CaCl2溶液反應，也可與石灰水反應CNaHCO3既可與CaCl2溶液反應，也可與石灰水反應D等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸反應，消耗HCl的物質(zhì)的量之比為21，而放出的氣體的物質(zhì)的量之比為11解析：選B、D穩(wěn)定性與溶解性無關，A不對；Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，B對。NaHCO3與CaCl2溶液不反應，與石灰水反應生成CaCO3沉淀，C不對。Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2

17、，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，當n(Na2CO3)n(NaHCO3)時，消耗n(HCl)之比為21，放出CO2氣體物質(zhì)的量相等，D對。6向碳酸鈉濃溶液中逐滴加入稀鹽酸直到不再產(chǎn)生二氧化碳氣體為止，則在此過程中，溶液中碳酸氫根離子濃度變化趨勢可能是()A逐漸減小 B逐漸增大C先逐漸增大，而后減小 D先逐漸減小，而后增大解析：選C反應過程可表示為：先：COH=HCO；后：HCOH=H2OCO2。所以c(HCO)先增大后 減小。7為了檢驗某含有NaHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質(zhì)量分數(shù))是()A. B.C. D.解析：選

18、A2NaHCO3Na2CO3CO2H2O m(減少)解得x，將其帶入下式可得：w(Na2CO3)，A項正確。8不用任何試劑就能鑒別的一組物質(zhì)是()ANa2CO3和NaHCO3 BNa2CO3和NaClCNa2CO3和鹽酸 DNaHCO3和鹽酸解析：選C將鹽酸逐滴滴加到Na2CO3溶液中，開始時無氣體生成，而將Na2CO3溶液滴加到鹽酸中時，開始便有氣體生成，滴加順序不同，現(xiàn)象不同，不用其他試劑就能鑒別。9關于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說法不正確的是()A熱穩(wěn)定性：NaHCO3<Na2CO3B在水中的溶解性：NaHCO3<Na2CO3C與鹽酸反應的速率：NaHCO3<Na

19、2CO3D等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量鹽酸反應產(chǎn)生的CO2質(zhì)量相同解析：選CNa2CO3加熱不分解，NaHCO3加熱可分解：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，A項正確；相同條件下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，B項正確；NaHCO3與鹽酸反應速率比Na2CO3快，C項錯；由反應Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2可知，當Na2CO3、NaHCO3物質(zhì)的量相同時，與足量鹽酸反應，產(chǎn)生的CO2相同，D項正確。10為除去括號內(nèi)的少量雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()ANa2CO3溶液(NaHCO3)，加入適

20、量的NaOH溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)，通入過量的CO2氣體CNa2O2粉末(Na2O)，將混合物在空氣中加熱DNa2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量的Ba(OH)2溶液，過濾解析：選DNaHCO3NaOH=Na2CO3H2O，由于NaOH適量，A項可以將少量的NaHCO3除去；Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，B項可以將少量的Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3而除去；2Na2OO22Na2O2，C項可以將少量的Na2O轉(zhuǎn)化為Na2O2而除去；Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH，Na2SO4Ba(OH)2=BaSO42NaOH，D項不能將雜質(zhì)除去。11現(xiàn)加熱5

21、 g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質(zhì)量減少了0.31 g，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為()A3.38 g B4.58 gC4.16 g D4.41 g解析：選C碳酸鈉較穩(wěn)定，加熱不分解，只有碳酸氫鈉分解，設混合物中含有x g NaHCO3，則2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om2×84 g62 gx g0.31 g解之得：x0.84，所以m(Na2CO3)5 gm(NaHCO3)5 g0.84 g4.16 g。12在10 mL 0.01 mol·L1的Na2CO3溶液中，不斷攪拌下逐滴加入1.2 mL 0.05 mol·L1的鹽酸，完全反應

22、后，在標準狀況下生成CO2的體積為()A1.34 mL B2.24 mLC0.672 mL D0解析：選D在溶液中，CO與H的反應分兩步進行：COH=HCO，HCOH=H2OCO2。由于n(CO)10×103×0.01 mol1×104 mol，n(H)1.2× 103×0.05 mol6×105 mol，故只能發(fā)生第一步反應。二、非選擇題13某同學擬用50 mL NaOH溶液吸收CO2氣體制備Na2CO3溶液。為了防止通入的CO2氣體過量生成NaHCO3，他設計了如下實驗步驟：用25 mL NaOH溶液吸收過量的CO2氣體，至CO2

23、氣體不再溶解；小心煮沸溶液12 min；在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)他能否制得較純凈的Na2CO3溶液？_。理由是_。(2)按他的設計，第步實驗裝置如圖所示。裝置A中使用的試劑是石灰石和鹽酸溶液。裝置B使用的試劑是_，作用是_。(3)有人認為實驗步驟的順序?qū)φ{(diào)，即先混合再煮沸更合理，你認為對嗎？_。為什么？_。解析：用NaOH溶液與CO2氣體制備Na2CO3溶液，不能直接通過吸收CO2氣體來制備，因為若CO2氣體過量則混有NaHCO3雜質(zhì)；若CO2氣體不足，則有部分NaOH不能轉(zhuǎn)化為Na2CO3。因而應當將一半NaOH與過量CO2氣體反應生成NaH

24、CO3，再與另一半NaOH恰好反應，全部生成Na2CO3。答案：(1)能用一半NaOH溶液生成NaHCO3，另一半NaOH和NaHCO3 11正好生成Na2CO3(2) NaHCO3飽和溶液除CO2氣體中的HCl氣體(3)不對多余的CO2不除去會有NaHCO3生成14向200 mL某物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液中緩慢通入一定量的CO2，充分反應后，得到Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。向上述所得溶液中，逐滴滴加2 mol·L1的鹽酸，所得氣體的體積與所加鹽酸的體積關系如圖所示：(1)OA段、AB段發(fā)生反應的離子方程式分別為_、_。(2)B點時，反應所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是_。

25、解析：(1)Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中滴加鹽酸，Na2CO3先發(fā)生第一步反應Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，反應完全后NaHCO3發(fā)生第二步反應NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(2)B點表明Na2CO3、NaHCO3恰好完全反應生成NaCl溶液，根據(jù)Cl守恒，n(NaCl)n(HCl)2 mol·L1×300 mL×103 L·mL10.6 mol，溶液體積可視為原NaOH溶液和滴加鹽酸溶液體積之和V200 mL300 mL500 mL0.5 L。c(NaCl)1.2 mol·L1。答案：(1)COH=HCOHC

26、OH=CO2H2O(2)1.2 mol·L115某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做以下實驗，如圖所示。(1)寫出中與鹽酸發(fā)生反應的化學方程式。Na2CO3時_；NaHCO3時_；由此可知此裝置_(填“能”或“不能”)鑒別Na2CO3和NaHCO3。(2)裝置能鑒別Na2CO3和NaHCO3的現(xiàn)象是：_。(3) 、裝置均利用了Na2CO3和NaHCO3_性的區(qū)別。有關化學方程式為_。(4)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是_(填化學式)。有的同學在盛Na2CO3的導管口觀察到開始加熱時也有氣泡產(chǎn)生，據(jù)此此同學認為Na2CO

27、3加熱也能分解。你認為此觀點_(填“正確”或“錯誤”)。分析此現(xiàn)象的原因為_。(5)除了以上方法，請你再舉出一例鑒別二者的方法_。解析：鑒別Na2CO3和NaHCO3是利用二者性質(zhì)的差別，中二者均能與鹽酸反應產(chǎn)生CO2，現(xiàn)象相同，不能鑒別；中Na2CO3、NaHCO3加入等濃度的鹽酸中，NaHCO3反應劇烈，產(chǎn)生的氣體多，氣球膨脹得快；NaHCO3不穩(wěn)定，受熱分解，而Na2CO3穩(wěn)定，受熱不分解，中的試管B在試管A內(nèi)部，不能直接接觸到火焰，溫度相對較低，故試管B中裝入的固體是易分解的NaHCO3，NaHCO3受熱分解產(chǎn)生的CO2使澄清石灰水變渾濁；鑒別Na2CO3和NaHCO3還可利用其在溶液中電離出的陰離子的不同性質(zhì)選擇試劑，CO與Ba2或Ca2反應生成白色沉淀，HCO不反應。答案：(1)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2NaHCO3HCl=NaClH2O