值得拥有精品教案课题1碳循环.doc

精品教案碳循环知识回顾：知识点1：碳单质的多样性1同素异性体(1)定义：由同种元素组成的不同单质，互称为同素异形体(2)常见的同素异形体O2和O3 红磷和白磷 金刚石、石墨和C602碳的三种单质(1)石墨结构性质碳原子层状排列层与层结合力较弱易滑动、质软层内每个碳原子与周围的三个碳原子相连(每个碳原子还余一个电子没有参与形成单质)可导电层内最小的碳环为平面正六边形*(相邻的线线的夹角为1200)每个六边形实际占有原子数为61/3=2(个)(2)金刚石结构性质网状空间结构硬度较大每个碳原子与周围的四个碳原子相连(每个碳原子还余一个电子没有参与形成质)可导电最小的一个单元是正四面体*(相邻的线线的夹角为109028)(3)C60分子是一个大的分子分子中每个碳原子与周围的三个原子相连分子中含有正五边形和正六边形规律：碳原子的多种连接方式造成了碳单质的多样性。例1：关于金刚石、石墨的说法不正确的是（ ）A 它们都是由碳元素组成的单质。B 它们都是电的良导体。C 金刚石质硬，石墨质软。D 他们的碳原子的排列方式不同。例2：下列各组物质中，不属于同素异形体的是A. 金刚石、石墨 B. 水、重水 C. 氧气、臭氧 D. 白磷、红磷例3：将石墨在一定条件下转化为金刚石的变化说法正确的是（ ）A、 不是化学变化 B、金刚石和石墨性质相同 C、是氧化还原反应 D、是化学变化但不是氧化还原反应知识点2：含碳化合物的多样性含碳元素的单质成千上万，为研究方便我们习惯上将它们分成无机化合物和有机化合物1无机化合物和有机化合物无机化合物：CO、CO2、碳酸及其盐有机化合物：由C与H、O、N等元素组成的化合物2CO和CO2CO的性质(1)强还原性：在高温下具有还原性FeO、Fe2O3、CuOFe、Cu(2)可燃性2CO+O22CO2(3)与水蒸气反应CO+H2O(g) CO2+H2CO2的性质(1)酸性氧化物的通性CO2+NaOH(产物不一，与量有关) CO2+Ca(OH)2CO2+H2O CO2+Na2O(2)弱氧化性CO2+C2CO3Na2CO3(苏打)和NaHCO3(小苏打)一、物理性质比较Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性实验步骤Na2CO3NaHCO3结论称取2g固体，用药匙放入试管中，观察其外观。称取2g固体，用药匙放入入试管中，观察并与NaHCO3比较。碳酸钠与碳酸氢钠均为粉末状固体，碳酸钠的固体颗粒较大用胶头滴管滴入十滴水，振荡，固体溶解，触试管底部，感觉到热。用胶头滴管滴入十滴水，振荡，少量固体沉淀在底部，手触试管底，热感不明显。，碳酸钠溶于水会放热。在试管中继续滴水，记下滴数。根据上步数据在试管中滴入与碳酸钠相同的水，碳酸氢钠固体减少。碳酸氢钠溶解度较小。小结碳酸钠与碳酸氢钠均为粉末状固体，碳酸钠的固体颗粒较大碳酸钠与碳酸氢钠都能溶于水，碳酸钠溶于水会放出热量，而碳酸氢钠则不明显。碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小很多。二 、化学性质1与盐酸反应反应原理 Na2CO3 + 2 HCl =H2O +NaCl + CO2 NaHCO3 + HCl =NaCl +H2O +CO2 0.05molNa2CO3和0.05 mol NaHCO3固体，应取得Na2CO3 5.3g，NaHCO3 4.2g ；在两个烧瓶中加入约50ml 2mol/L盐酸；在气球中加入上述Na2CO3 、NaHCO3固体安装好装置实验步骤Na2CO3NaHCO3结论当提起球时，球中固体落入试管中，马上发生反应。当提起球时，球中固体落入试管中，马上发生反应。碳酸钠与碳酸氢钠能与盐酸反应反应激烈，放出气体，气球胀大。反应更激烈，放出气体，气球胀大。碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠与盐酸激烈。将气球中的气体通入澄清石灰水。将气球中的气体通入澄清石灰水。澄清石灰水变浑浊。小结碳酸钠与碳酸氢钠能与盐酸反应。碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠的反应激烈。2.Na2CO3 与盐酸的互滴反应实验原理Na2CO3 + 2HCl =H2O +NaCl + CO2 NaHCO3 + HCl =NaCl +H2O +CO2 实验步骤称取Na2CO3固体1.1g，溶于10ml水中，备用量取5ml 2mol/L盐酸，溶于10ml水中，备用取上述3ml Na2CO3 ，逐滴滴加在上述盐酸5ml中，观察现象；取上述3ml稀盐酸 ，逐滴滴加在上述Na2CO35ml中，观察现象；实验步骤Na2CO3NaHCO3结论将稀盐酸逐滴入烧杯中（边滴边搅拌），刚开始，无气体冒出将稀盐酸逐滴入烧杯中（边滴边搅拌），刚开始，即有气体冒出。当碳酸钠相对于盐酸过量时，并不立刻反应。继续滴入稀盐酸（大概20滴时），开始有气体冒出。继续滴入稀盐酸，继续冒出气体稀盐酸分别滴入碳酸钠与碳酸氢钠中现象不同。将碳酸钠溶液逐滴滴入稀盐酸，马上有气泡冒出。将碳酸钠溶液逐滴滴入稀盐酸，马上有气泡冒出。当稀盐酸对于碳酸钠过量时，立刻反应。继续滴入稀盐酸，继续有气体冒出。继续滴入稀盐酸，继续冒出气体。碳酸钠与盐酸反应现象与它们相对的量有关。小结当稀盐酸相对于碳酸钠不足量时，并不会马上发出气体，先发生Na2CO3 HCl NaHCO3NaCl，再发生NaHCO3 + HCl =NaCl +H2O +CO2 当稀盐酸相对于碳酸钠过量时，马上放出气体。碳酸钠与稀盐酸互滴现象不同实质是两者相对量的不同。利用此，可以鉴别稀盐酸与碳酸钠，碳酸钠与碳酸氢钠。3.Na2CO3 和 NaHCO3的鉴别方法离子鉴别方法实验原理 BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3+2NaClNa2CO3 + 2HCl =H2O +NaCl + CO2 NaHCO3 + HCl =NaCl +H2O +CO2 OH- +HCO3- =H2O+CO32- 碳酸的酸式盐可溶于水实验步骤操作过程， 实验现象，结论将NaHCO3 、Na2CO3混合物置于试管中，加入过量氯化钡溶液，观察试管中的现象，有白色沉淀生成。 CO32- 与Ba2+ 形成BaCO3 白色沉淀。取上层清液，在清液中滴入氯化钡溶液。若有白色沉淀生成，则氯化钡不足量。若无白色沉淀，则氯化钡以使所有CO32-沉淀。在步骤的溶液中滴入NaOH溶液。因为在步骤中氯化钡溶液过量，所以有少量白色沉淀。再滴入氯化钡溶液。继续生成白色沉淀。小结 鉴别Na2CO3，NaHCO3 混合粉末，可采取溶液离子鉴定法，利用碳酸盐与碳酸氢盐溶解度的不同，进行辨别。固体鉴别法实验原理NaHCO3=Na2CO3 +CO2+ H2O实验步骤操作过程取干冷的大试管，用药匙将适量NaHCO3 粉末铺满试管底部，用高锰酸钾产生氧气的发生装置进行安装，另备一支盛有澄清石灰水的试管。 点燃酒精灯，在试管底部来回移动，稍后，集中对底部加热。然后将导管插入盛有澄清石灰水的试管中。加热直至盛有澄清石灰水的试管不再产生沉淀。 产物检验实验步骤操作过程结论将加热生成气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。生成物有CO2 。在大试管的导管处接一个内装有无水硫酸铜的U形管，硫酸铜变蓝。生成物有H2O取出大试管中剩余的固体，制成溶液，加入氯化钡溶液，有沉淀生成。再滴入H+，将生成气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。剩余固体为碳酸纳。小结碳酸氢钠分解的产物有二氧化碳，水，碳酸钠如何判断反应完全实验步骤操作过程结论在对NaHCO3 粉末加热的过程中，三次停止加热，待大试管降回室温后，进行称量，记下重量。比较记录。若三次记录相同，则反应完全在加热一段时间后中，停止加热，多次称量石灰水及试管的质量，记录数据。比较记录。若三次记录相同，则反应完全小结判断反应完全与否，可通过测质量，测生成物，进行判断。此实验可在导管后套上一个气球，气球体积不变，可判断进行完全4.Na2CO3与NaHCO3的相互转化H CO2 H2O实验原理OH-Na2CO3 NaHCO3相关化学方程式为 Na2CO3HCl（稀） NaHCO3NaClNa2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO32NaHCO3 = Na2CO3+CO2+H2ONaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H20Na2CO3转化为NaHCO3实验步骤操作过程 结论取适量Na2CO3溶液，逐滴滴入稀HCl，当有少量气泡冒出时，停止。Na2CO3HCl（稀） NaHCO3NaCl在碳酸钠溶液中滴入稀酸，可将碳酸钠转化为碳酸氢钠取适量饱和Na2CO3溶液（有过量的碳酸钠在底部），通入过量二氧化碳。原来的不溶物消失Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3在碳酸钠溶液中通入过量二氧化碳，可将碳酸钠转化为碳酸氢钠小结（两个实验方案的评价）实验一，滴入盐酸必须适量，而且盐酸要稀释。实验二，比实验一好，因为操作方便、简单。NaHCO3转化为 Na2CO3实验步骤操作过程 结论取适量NaHCO3溶液，逐滴滴入烧碱溶液。OH- +HCO3- =H2O+CO32- 通过加碱方法可使碳酸氢钠转化为碳酸钠。加热碳酸氢钠固体，2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O通过加热方法可使碳酸氢钠转化为碳酸钠。小结（两个实验方案的评价）实验一，理论上可行，但在实验中现象不明显，所以，若采用此法，必须通过计算，可采用滴定。实验二，现象明显，建议采用，但操作所须器材较多。例4：要除去二氧化碳气体中的一氧化碳，常用的方法是（ ）A、通过澄清的石灰水 B、通过灼热的炭 C、通过水 D、通过灼热的氧化铜例5：关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是（ ）A、Na2CO3不如NaHCO3易溶于水。B、NaHCO3比Na2CO3稳定。C、石灰水能和NaHCO3反应，不于Na2CO3反应。D、等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应，消耗HCl的物质的量之比为2：1 。例6：实验室可用图7-2所示的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分离和干燥。已知a、b均为活塞，试回答： (1)甲瓶装的是_溶液，乙瓶装的是_溶液， 分液漏斗装的是_。 (2)当与的混合气体通过该装置时，先分离得到的是_，活塞操作是_ ； 然后得到_，活塞操作是_（1）、浓 、稀 溶液（2）；关a开b；关b开a 思考总结：问题1鉴别Na2CO3和NaHCO3：(1)BaCl2溶液 (2)加热 (3)加入同种浓度的盐酸问题2Na2CO3和NaHCO3之间的转化Na2CO3NaHCO3(1)溶液中通入CO2气体 正盐+相应的酸可生成酸式盐(2)加适量的盐酸Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3Na2CO3：(1)加热： (2)加入碱问题3：将碳酸钠和碳酸氢钠固体混合物19g将该固体加热至质量不再变化时，剩余固体质量为15.9g;将该固体与足量的盐酸反应，产生的气体通入足量的石灰水中得到沉淀20g.计算原混合物中碳酸钠和碳酸氢钠的质量。方法一：方程组法分析题意、找出等式有三：1.碳酸钠和碳酸氢钠的质量和为19g2.剩余固体质量15.9g3.产生的CaCO3为20g明确思路：由以上任意两个等式组成成方程组后皆可求解求解过程：设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2y y/2 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 x xNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 y yCO2+Ca(OH)2CaCO3+H2Ox+y x+y方程组：x106gmol-1+y84gmol-1=19g方程组：x106gmol-1+y/2106gmol-1=15.9g方程组：(x+y)100gmol-1=20g解得：x=0.1mol y=0.1mol所以m(Na2CO3)= 0.1mol106gmol-1=10.6g m(NaHCO3)= 0.1mol84gmol-1=8.4g方法二：差量法“加热至固体质量不再变化”，就指明其中NaHCO3已完全分解，而固体减少的质量是放出CO2和H2O（气）的质量之和。设原混合物中NaHCO3的质量为x 2 NaHCO3Na2CO3H2OCO2 284g (1844) gx (3.24g2.51g)168g：62gx：(3.24g2.51g)解得 x=8.4g则Na2CO3的质量为：19g-8.4g=10.6g方法三：平均组成法固体盐酸反应产生的CO2为：20g/100gmol-1=0.2mol由Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2和NaHCO3+HCl=NaCl+H2O