鲁科版必修1 第3章第1节 碳的多样性（第2课时） 学案 (1).doc

第2课时碳及其化合物间的转化 细读教材记主干一、自然界中碳及其化合物间的转化1转化示意图2溶洞及钟乳石的形成原理(模拟实验)写出有关反应方程式：溶洞的形成：caco3co2h2o=ca(hco3)2。钟乳石的形成：ca(hco3)2caco3h2oco2。二、生产和生活中碳及其化合物间的转化1高炉炼铁(1)原料：焦炭和铁矿石。(2)铁矿石被还原：3cofe2o32fe3co2。2c、co、co2的转化关系用化学方程式表示为：2co22co(不完全燃烧)；2coo22co2；co2co2(完全燃烧)；co2c2co。3碳在无机物和有机物间的转化1828年，德国化学家维勒用无机物氰酸铵(nh4cno)首次合成了有机物尿素分子式为co(nh2)2，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。重点剖析1co2与碱反应的原理co2为酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水。co2与碱反应时产物与二者的相对量有关，当碱足量时生成碳酸盐，当co2足量时，生成碳酸氢盐。如与naoh溶液反应：co2不足时：co22naoh=na2co3h2o；co2足量时：co2naoh=nahco3。2co2与naoh反应产物的判断(1)根据co2与naoh反应用量判断反应情况生成物12naoh过量，只发生反应(余naoh)na2co312co2与naoh恰好按反应na2co31两个反应均有na2co311恰好发生反应nahco311只发生反应co2剩余，nahco3其上述转化关系可用数轴表示为： (2)根据向溶液中滴加盐酸的实验现象确定产物将co2通入naoh溶液中，充分反应后再向溶液中滴加盐酸，设产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系如图所示，则依据a与b的关系可以判断溶液的组成并计算各组分的物质的量。(1)若a0，溶质只有nahco3；(2)若ab，溶质只有na2co3；(3)若ab，溶液为naoh和na2co3(naoh只消耗hcl，不产生气体)；(4)若0a7。(1)如果此时溶液的溶质是单一成分，可能是_。(2)如果反应后溶液中有两种溶质，然后逐滴缓慢滴加1 mo1l1的盐酸，所得气体(不考虑溶解于水)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示。开始滴加盐酸时，无气体产生，写出oa段发生反应的离子方程式：_。产生的co2在标准状况下的体积为_ml。b点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是_mo1l1(溶液体积的变化忽略不计)。解析：(1)co2和naoh反应的产物要根据二者的量的相对多少来确定，如果是单一成分，则为na2co3或nahco3。(2)oa段消耗的hcl多于ab段消耗的hcl，故反应后的溶质为na2co3和naoh，oa段发生反应：naohhcl=naclh2o，na2co3hcl=nahco3nacl。ab段发生反应：nahco3hcl=naclh2oco2。n(co2)nab(h)0.1 mol，v(co2)2 240 ml。b点恰好完全反应，溶质为nacl，根据na原子守恒，n(nacl)n(naoh)0.3 mol，c(nacl)0.75 moll1。答案：(1)na2co3或nahco3(2)ohh=h2o，coh=hco2 2400.75重点剖析实现上述六个转化的反应有：与过量酸反应：co2h=h2oco2；特别提醒(1)与稀盐酸反应生成无色无味且使澄清石灰水变浑浊气体的离子可是co或hco。(2) (3)h2ocohcoh2oco2。典例印证例题2现有a、b、c、d四种化合物都含钾元素，a、b、c和足量的盐酸反应后，均可生成d；若将固体c加热后可生成a和无色无毒的气体e，该气体能使澄清石灰水变浑浊；若在a溶液中通入足量e，可生成c；若b与c的溶液混合可生成a。请回答下列问题。(1)推断a、b、c、d的化学式a_；b_；c_；d_。(2)a溶液中通入足量e反应的离子方程式为：_。(3)b溶液与c溶液反应的离子方程式为：_。(4)仅凭有气体e生成，能否断定a、c的组成？_。解析气体e无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，为co2，c为khco3，a为k2co3；b与khco3溶液混合可生成k2co3，b为koh，a、b、c和足量的盐酸反应后，均可生成d，d为kcl。hco和co都可与盐酸反应生成co2气体，所以不能仅凭有co2气体生成，断定哪个是k2co3，哪个是khco3。答案(1)k2co3kohkhco3kcl(2)coco2h2o=2hco(3)ohhco=h2oco(4)不能推断题的解题关键是找出推断的突破口，该题的突破口是“气体e能使澄清石灰水变浑浊”，可知e是co2，再分析其他条件，可推出其他物质。2下列叙述中正确的是()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饱和溶液，又有caco3沉淀生成b向na2co3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的co2与原na2co3的物质的量之比为12c等质量的nahco3和na2co3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的co2体积相同d向na2co3饱和溶液中通入co2，有nahco3结晶析出解析：选dcaco3与co2、h2o反应生成ca(hco3)2，ca(hco3)2与nahco3不反应，a错误；向na2co3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，只发生反应：coh=hco，无气体放出，b错误；根据反应方程式可知，84 g nahco3与106 g na2co3生成的co2相同，c错误；d中发生了反应：na2co3h2oco2=2nahco3，由于生成的nahco3的溶解度小于na2co3，所以nahco3结晶析出。题组碳及其化合物间的转化1判断正误(1)高炉炼铁过程中，碳元素只显示还原性。()(2)所有物质都不能在co2中燃烧。()(3)co、co2均属于温室气体。()(4)用醋酸除水垢的离子方程式为2ch3coohcaco3=ca22ch3cooco2h2o。()(5)在ca(hco3)2caco3co2h2o中，碳元素既表现氧化性又表现还原性。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列有关碳及其化合物间的相互转化属于氧化还原反应的是()anahco3naoh=na2co3h2obco2na2co3h2o=2nahco3c3cofe2o32fe3co2dca(hco3)2caco3h2oco2解析：选c反应前后元素化合价发生变化的反应为氧化还原反应。3co2是造成“温室效应”的主要气体，对于在自然界中的转化，下列说法正确的是_。(1)大气中的co2能被海洋溶解一部分。(2)自然界中同时存在产生co2和消耗co2的过程。(3)co2主要是植物的光合作用消耗，因此植树造林能有效减弱“温室效应”。(4)加热碳酸氢钙溶液会变浑浊，加热碳酸氢钠溶液也会变浑浊。(5)钟乳石、石笋是由于caco3和ca(hco3)2的相互转化形成的。解析：co2气体在水中的溶解度不大，但海洋中的水可溶解一部分co2气体，自然界中同时存在产生co2和消耗co2的过程，正常条件下co2“收支平衡”，自然界中的co2就会保持不变，否则就会产生温室效应；ca(hco3)2不稳定，其溶液加热会分解，而nahco3固体受热分解，在溶液中不分解。答案：(1)(2)(3)(5)一、选择题1下列各组物质中的两种物质作用时，反应物用量的改变对生成物没有影响的是()ac和o2bco2和ca(oh)2cna2co3和盐酸 dna2o2和co2解析：选da项，2co2(不足)点燃,2co，co2(足量)点燃,co2；b项，ca(oh)2co2(少量)=caco3h2o，ca(oh)22co2(足量)=ca(hco3)2；c项，na2co3hcl(少量)=naclnahco3，na2co32hcl(足量)=2naclco2h2o。2下列反应的离子方程式正确的是()ana2co3溶液与石灰乳：ca2co=caco3bnahco3溶液与naoh溶液：hcooh=coh2ocnaoh溶液中通入足量co2：co22oh=coh2odna2co3溶液中滴加少量盐酸：co2h=co2h2o解析：选ba项，ca(oh)2应写成化学式，不能拆开；c项，naoh与足量co2反应，应生成hco；d项，co与少量h反应，生成hco，不放出co2。3在含有7.4 g ca(oh)2的澄清石灰水中通入co2气体后，得到8 g白色沉淀，则通入co2气体的体积在标准状况下为()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：选d往ca(oh)2溶液中通入co2气体，可能发生两个反应：co2ca(oh)2=caco3h2o，当co2过量时：caco3h2oco2=ca(hco3)2，由题目可知所给ca(oh)2的物质的量nca(oh)20.1 mol，理论上最多可制得碳酸钙10 g，消耗co2 2.24 l。而现在只制得碳酸钙8 g，则可能有两种情况：一种是co2的量少了，只发生第一个反应，另一种情况是co2稍过量，一部分参与了第二个反应。4不能用来鉴别na2co3和nahco3两种白色固体的实验操作是()a分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清石灰水b分别加热这两种固体，将生成的气体通入澄清石灰水中c分别在这两种物质的溶液中，加入少量氯化钙溶液d分别在这两种物质的等浓度的溶液中，加入少量的稀盐酸解析：选aa项，na2co3ca(oh)2=caco32naoh；依题意知nahco3过量，则2nahco3ca(oh)2=caco3na2co32h2o，均产生白色沉淀，无法区分两者。b项，加热两固体时，nahco3受热分解产生co2，na2co3无变化，可用加热来区分两者。c项，向两物质的溶液中加cacl2，na2co3与cacl2反应生成沉淀，nahco3与cacl2不反应。d项，在等浓度的na2co3和nahco3溶液中加少量的盐酸，nahco3溶液中先有气体产生。5可以说明溶液中大量存在co的理由是()a加入agno3溶液有白色沉淀产生b加入盐酸有无色无味气体产生c加入mgcl2时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀全部溶解，且产生可以使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体d加入ba(oh)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，反应现象如选项c所述解析：选ca项不可说明，与agno3作用生成白色沉淀的还有cl等；b项不可说明，与盐酸作用产生无色无味气体的还有nahco3等；d项，不可说明，nahco3等物质亦会有此现象。6将足量co2通入koh和ca(oh)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入co2体积(v)的关系正确的是()解析：选dco2通入koh和ca(oh)2溶液中发生的反应可以分为以下几个阶段：产生沉淀阶段：co22ohca2=caco3h2o；无沉淀产生阶段：co22oh=coh2o，coco2h2o=2hco；沉淀溶解阶段：co2caco3h2o=ca22hco。7标准状况下将4.48 l co2通入1 l 0.3 moll1naoh溶液中，当co2与naoh完全反应时，则下列说法正确的是()a溶液中只有一种阴离子(oh除外)b溶液中溶质的物质的量之比为12c反应后有co2逸出d反应后的溶液还可以吸收部分co2解析：选dn(co2)0.2 mol，n(naoh)0.3 mol。因1，故反应后溶液中含有na2co3和nahco3，则还可以吸收部分co2。所以a、c错，d正确。由碳元素和钠元素守恒得：解得b错误。8co2通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是()acacl2溶液 bca(oh)2溶液cba(oh)2溶液 dca(clo)2溶液解析：选ab中生成caco3，c中生成baco3，d中生成caco3，a不反应。二、非选择题9实验室中氢氧化钠溶液在空气中放置，因密封不好会变质，有关反应的离子方程式为_；为了检验一瓶氢氧化钠溶液是否已变质，可取少量该溶液向其中加入_，若_，则说明烧碱溶液已经变质。为了除去烧碱溶液中的杂质，应加入适量的_，并进行过滤。解析：空气中含少量co2，与naoh反应：2naohco2=na2co3h2o，检验naoh溶液是否变质，实质是鉴定co的存在；除去naoh溶液中的na2co3时，实质是除co，且注意不要引入杂质离子。答案：2ohco2=coh2o氯化钙溶液(其他合理答案也可)有白色沉淀生成氢氧化钙溶液10有一种黑色固体a在氧气中充分燃烧生成气体b。向充有b的集气瓶中加入少量澄清石灰水，出现白色沉淀c，振荡后沉淀消失得溶液d。把d分成两份，一份中加入稀盐酸，又生成气体b，另一份中加入过量naoh溶液又生成c。回答：(1)则a、b、c、d的名称分别为_、_、_、_。(2)写出有关反应的离子方程式：bc_。cd_。db_。dc_。解析：澄清石灰水中通入co2生成沉淀c，则c为caco3，继续通入co2，沉淀消失得d溶液，则d为ca(hco3)2。答案：(1)碳二氧化碳碳酸钙碳酸氢钙(2)co2ca22oh=caco3h2ocaco3co2h2o=ca22hcohcoh=co2h2oca22hco2oh=caco3co2h2o11有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的几种：k、h、ba2、mg2、co、so，现取两份该溶液各100 ml进行如下实验：第一份加入足量nahco3溶液后，收集到气体 0.03 mol。第二份加入足量ba(no3)2溶液充分反应后过滤干燥，得沉淀4.66 g。根据上述实验回答：(1)原溶液中一定不存在的离子是_。(2)原溶液中可能存在的离子是_。(3)中发生反应的离子方程式为_。(4)经计算，原溶液中一定存在的阴离子的物质的量浓度为_。解析：(1)根据现象知，该溶液中一定存在与碳酸氢根离子反应生成气体的h，一定不存在与h反应的碳酸根离子；所以溶液中存在的阴离子为硫酸根离子，一定不存在与硫酸根离子反应的ba2；(2)根据实验现象无法确定溶液中是否含有k、mg2；(3)碳酸氢根离子能和酸反应生成二氧化碳和水hcoh=co2h2o；(4)设硫酸根的物质的量为xmol。ba2so=baso4 1 mol 233 g x mol 4.66 gx0.02，所以c0.2 moll1。答案：(1)co、ba2(2)k、mg2(3)hcoh=co2h2o(4)0.2 moll112某固体物质a受热分解，生成b、c、d三种物质。b是一种钾盐，向b的水溶液中加入澄清石灰水，产生白色沉淀e；e溶于盐酸放出无色无味气体d；将d通入澄清石灰水中，先出现浑浊现象，然后又变澄清；c在常温下是一种无色液体。(1)写出a、b、e的化学式。a_，b_，e_。(2)写出反应的化学方程式。a受热分解：_。将d通入澄清石灰水中，先出现浑浊现象，然后又变澄清：_。(3)写出反应的离子方程式。向b的水溶液中加入澄清石灰水，产生白色沉淀e：_；e溶于盐酸放出无色无味的气体d：_。解析：无色无味能使澄清石灰水出现浑浊的气体d是c