第三章 第一节 《碳的多样性》

【考纲展示】

1、了解碳单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2、了解碳单质及其重要化合物对环境质量的影响。

【考点关注】

1、C、CO的还原性。

2、CO₂酸性氧化物的通性。

3、CO₃^2-、HCO₃^-离子的检验。

4、C、CO、 CO₂ 、CO₃^2-、HCO₃^-之间的相互转化。

【生成目标】

1.通过对各种碳单质的比较，能说出同素异形体概念，知道碳的三种同素异形体物理性质上的差异。

2.通过对C和CO参与的化学反应的列举，归纳出二者的还原性，并能用相应的化学方程式表示；知道CO₂具有氧化性。

3.通过对碳酸钠和碳酸氢钠的多角度对比，加深对二者的认识，并能用相关的化学方程式表示它们的主要化学性质。4.通过对碳及其重要化合物的转化关系的整合，能画出C、CO、CO₂、Na₂CO₃、NaHCO₃ 、Ca(HCO₃)₂、CaCO₃之间的转化图。

5.通过生产、生活中碳元素转化实例，能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题，如水垢的形成与消除,煤燃烧的现象的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。

【重点难点】

重点：碳元素的单质以及化合物的相互转化。

难点：CO₃^2-、HCO₃^-的相互转化和检验。

【学习过程】

一.碳单质的多样性：

1、同素异形体：由同一种             组成的性质不同的             。

【注意】：①同素异形体的形成是由于形成单质的原子个数及排列方式不同造成的

②同素异形体之间的物理性质不同，化学性质几乎相同（或：化学性质相似，存在着活泼性的差异）。

         ③同素异形体之间的转化是               （“物理”或“化学”）变化。

2、碳的同素异形体：           、石墨、          。

3、碳的化学性质

碳的各种单质在常温下化学性质很          ，但在加热的条件下，能与一些物质发生化学反应。用化学方程式表示下列反应。

①      与非金属单质（O₂）

O₂足量时：                                   ；O₂不足时：                                 

②      金属氧化物（CuO）                                              

非金属氧化物（CO₂ 、SiO₂ 、 H₂O）                                                                       

③      氧化性酸（浓H₂SO₄ 、浓HNO₃ ）                             、                                            

【即时训练】1.下列说法正确的是（   ）

 A.金刚石和石墨都是电的良导体

B.金刚石、石墨和C₆₀在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳

C.造成金刚石和石墨的物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同

D. C₆₀是一种化合物

二、广泛存在的含碳化合物

1、CO与CO₂比较(用文字或化学方程式表示)

	CO	CO2
物理性质
化学性质
相互转化
重要用途

2、碳酸氢钠和碳酸钠比较(用文字或化学方程式表示)

名称			碳酸钠(Na2CO3)	碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
物理性质	色态
	水溶性		易溶于水，溶液呈____	易溶于水(但比Na2CO3溶解度____)，溶液呈碱性
	稳定性		__       __，	不稳定，受热易分解的化学方程式：   ______________            _____
化学性质	与H＋反应剧烈程度
	与碱反应[Ca(OH)2]		与OH－不反应，但Ca2＋＋CO===CaCO3↓	___________         ____________ (碱过量)   ___________           ________ (碱不足)
	与 盐 反 应	CaCl2		不反应
		硫酸铝
主要用途			玻璃、造纸、制皂、洗涤	、         、
相互转化

【即时训练】

2、除去下列混合物中的杂质(括号内为杂质)，请将除杂试剂写在横线上。

   (1) CO(CO₂):                             (2) CO₂(CO)                 

 

(3)Na₂CO₃(NaHCO₃)                      (4)NaHCO₃(Na₂CO₃)                

3、下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaHCO₃鉴别开的是（      ）

A．CaCl₂溶液      B．澄清石灰水      C．稀盐酸      D．pH试纸

 

4 、如何检验CO₃^2-、HCO₃^-?

 

 

 

【思考研讨】 如何测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数？

 

 

 

 

 

 

三、碳及其化合物之间的相互转化(请画出C、CO 、CO₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、CaCO₃、Ca(HCO₃)₂之间的转化图)

 

 

 

 

 

 

 

【应用反馈】

1、下列叙述中正确的是（   ）

 A．由碳元素组成的物质一定是纯净物              

B．金刚石和石墨具有相同的元素组成

 C．金刚石和石墨的相互转化不属于化学变化

D．将等质量金刚石、石墨、C₆₀ 分别放在足量氧气中充分燃烧，生成等质量的CO₂ 可证明三者是同素异形体

2、.将足量CO₂通入KOH和Ca(OH)₂混合溶液，生成沉淀的物质的量和通入CO₂体积(V)的关系正确的是（  ）

 

 

 

A                  B                   C                   D     

3、将过量的CO₂分别通入①CaCl₂溶液；②Na₂SiO₃溶液；③Ca(ClO)₂溶液；④饱和Na₂CO₃溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（   ）

A． ①②③④             B．②④            C．①②③            D．②③

4、某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应，消耗H⁺和产生CO₂的物质的量之比为6 ：5，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为（  ）

A．1 ：1                 B．1 ：2           C．1 ：3             D．1  ：4

5、(2011·北京理综，11)下列实验方案中，不能测定Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中Na₂CO₃质量分数的是（     ）                                                             

A．取a克混合物充分加热，减重b克

B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体

C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

D．取a克混合物与足量Ba(OH)₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体

 

6、(2009·全国理综Ⅰ，11)为了检验某含有NaHCO₃杂质的Na₂CO₃样品的纯度，现将w₁ g样品充分加热，其质量变为w₂ g，则该样品的纯度(质量分数)是 (    )

A.               B.          C.               D.

7、如图表示的是往某Na₂CO₃溶液中滴入稀盐酸产生CO₂的过程：

请回答下列问题：

(1)写出a点以前发生反应的离子方程式__________       __________________ 。

(2)写出a点到b点发生反应的离子方程式_________________________________。

(3)若某Na₂CO₃溶液中含m mol Na₂CO₃，向其中滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl^－和HCO的物质的量之比为2∶1，则滴入稀盐酸的物质的量等于______ mol(用m表示)。

8、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H₂，还含有CO₂和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H₂。

 

 

(1)上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：

混合气→(    )(    )接(    )(    )接(    )(    )接(    )(    )接(    )(    )。

(2)确认混合气体中含有H₂的实验现象是                                。

其理由是                                                。

 

【评价反思】