魯科版必修1 第3章第1節(jié) 碳的多樣性（第1課時(shí)） 學(xué)案.docVIP

第1課時(shí)多種多樣的碳單質(zhì)廣泛存在的含碳化合物 細(xì)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(shí)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(dǎo)電性不導(dǎo)電易導(dǎo)電不導(dǎo)電二、廣泛存在的含碳化合物1含碳化合物(1)有機(jī)物：如ch4、ch3cooh、淀粉等。(2) 2na2co3和nahco3(1)兩者都是白色固體。(2)都能與鹽酸反應(yīng)。na2co3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：co2h=h2oco2。nahco3與鹽酸反應(yīng)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(yīng)co2h= co2h2ohcoh= co2h2o與oh反應(yīng)hcooh= coh2o與石灰水反應(yīng)ca2co=caco3ca2ohhco=caco3h2o；ca22oh2hco=caco3co2h2o與cacl2ca2co=caco3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(diǎn)剖析1.na2co3溶液與鹽酸反應(yīng)na2co3溶液與鹽酸反應(yīng)時(shí)，滴加順序不同，實(shí)驗(yàn)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 moll1的h2so4溶液與15 ml 3 moll1的na2co3溶液，欲使其反應(yīng)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na2co3溶液滴加到h2so4溶液中解析n(h)0.01522 mol0.06 mol，n(co)0.0153 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(dāng)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(dāng)n(co)n(h)2n(co)，na2co3溶液滴入鹽酸中生成co2最多。(3)當(dāng)n(h)2n(co)，無論滴加順序如何，生成co2一樣多。1雙選關(guān)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(yīng)，不與na2co3反應(yīng)d等物質(zhì)的量的na2co3和nahco3與鹽酸完全反應(yīng)，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(xiàng)正確；na2co3與nahco3分別與hcl反應(yīng)時(shí)根據(jù)方程式na2co32hcl=2naclco2h2o；nahco3hcl=naclco2h2o得知消耗hcl為21，故d項(xiàng)正確。重點(diǎn)剖析1鑒別原理步驟有關(guān)化學(xué)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(guān)化學(xué)方程式利用二者與少量鹽酸反應(yīng)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(hào)內(nèi)為雜質(zhì))na2co3(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(xué)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兩者分別與同濃度的稀鹽酸反應(yīng)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(shí)，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(xiàng)可以。與同濃度的稀hcl反應(yīng)，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速度不同鑒別，b項(xiàng)可以。na2co3與cacl2反應(yīng)生成沉淀，nahco3與cacl2不反應(yīng)，c項(xiàng)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(yīng)，都有白色沉淀生成，現(xiàn)象完全相同，d項(xiàng)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反應(yīng)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(xiàng)，發(fā)生的反應(yīng)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(xiàng)，滴加等濃度的稀鹽酸時(shí)nahco3溶液反應(yīng)較劇烈；c項(xiàng)，na2co3與cacl2發(fā)生反應(yīng)：na2co3cacl2=caco32nacl，產(chǎn)生白色沉淀，nahco3與cacl2不反應(yīng)；d項(xiàng)，逐滴加入鹽酸時(shí)，nahco3立即產(chǎn)生氣泡，na2co3開始無氣泡產(chǎn)生，過一會(huì)兒才產(chǎn)生氣泡。題組一碳單質(zhì)及其化合物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(guān)，a項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；h2o和h2o2屬于化合物而非單質(zhì)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2氣體x與赤熱的炭反應(yīng)得到一種無色氣體y，y和灼熱的氧化鐵反應(yīng)又得到x和鐵，則x和y依次是()aco、co2 bh2o(g)、h2co2、co 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(yīng)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(jì)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(dǎo)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(dǎo)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；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(yīng)時(shí)，na2co3比nahco3反應(yīng)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，na2co3bnahco3，ba(oh)2，h2so4chcl，naoh，nahso4dca(oh)2，naco3，bacl2解析：選ba項(xiàng)，溶液相互滴加時(shí)，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(xiàng)，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(xiàng)的溶液相互滴加時(shí)，也無法鑒別。一、選擇題1如果國際社會(huì)能夠就溫室效應(yīng)氣體減排達(dá)成后京都議定書，到2020年發(fā)達(dá)國家整體上會(huì)減排30%。大氣中co2的含量增加會(huì)引起“溫室效應(yīng)”，自然界消耗co2的反應(yīng)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(yīng)。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(xiàng)，na2co3溶液滴入鹽酸中：na2co32hcl=2naclco2h2o，鹽酸滴入na2co3溶液中時(shí)：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(xiàng)，ca2co=caco3；b項(xiàng)，hhco=co2h2o,2hco=co2h2o；c項(xiàng)，hcooh=coh2o，ba2co=baco3。5雙選關(guān)于na2co3和nahco3的說法中，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(yīng)，也可與石灰水反應(yīng)cnahco3既可與cacl2溶液反應(yīng)，也可與石灰水反應(yīng)d等物質(zhì)的量的na2co3和nahco3與足量鹽酸反應(yīng)，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(guān)，a不對；na2co3cacl2=caco32nacl，na2co3ca(oh)2=caco32naoh，b對。nahco3與cacl2溶液不反應(yīng)，與石灰水反應(yīng)生成caco3沉淀，c不對。na2co32hcl=2naclh2oco2，nahco3hcl=naclh2oco2，當(dāng)n(na2co3)n(nahco3)時(shí)，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?xì)怏w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(yīng)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(yàn)?zāi)澈衝ahco3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?jǐn)?shù))是()a. b.c. d.解析：選a2nahco3na2co3co2h2o m(減少)解得x，將其帶入下式可得：w(na2co3)，a項(xiàng)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(shí)無氣體生成，而將na2co3溶液滴加到鹽酸中時(shí)，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(guān)于na2co3和nahco3性質(zhì)的說法不正確的是()a熱穩(wěn)定性：nahco3na2co3b在水中的溶解性：nahco3na2co3c與鹽酸反應(yīng)的速率：nahco3na2co3d等物質(zhì)的量的na2co3、nahco3分別與足量鹽酸反應(yīng)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(xiàng)正確；相同條件下na2co3的溶解度大于nahco3的溶解度，b項(xiàng)正確；nahco3與鹽酸反應(yīng)速率比na2co3快，c項(xiàng)錯(cuò)；由反應(yīng)na2co32hcl=2naclh2oco2，nahco3hcl=naclh2oco2可知，當(dāng)na2co3、nahco3物質(zhì)的量相同時(shí)，與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的co2相同，d項(xiàng)正確。10為除去括號(hào)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(xiàng)可以將少量的nahco3除去；na2co3co2h2o=2nahco3，b項(xiàng)可以將少量的na2co3轉(zhuǎn)化為nahco3而除去；2na2oo22na2o2，c項(xiàng)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(xiàng)不能將雜質(zhì)除去。11現(xiàn)加熱5 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(shè)混合物中含有x g nahco3，則2nahco3na2co3co2h2om284 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 moll1的na2co3溶液中，不斷攪拌下逐滴加入1.2 ml 0.05 moll1的鹽酸，完全反應(yīng)后，在標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)分兩步進(jìn)行：coh=hco，hcoh=h2oco2。由于n(co)101030.01 mol1104 mol，n(h)1.2 1030.05 mol6105 mol，故只能發(fā)生第一步反應(yīng)。二、非選擇題13某同學(xué)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(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：用25 ml naoh溶液吸收過量的co2氣體，至co2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(shè)計(jì)，第步實(shí)驗(yàn)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(rèn)為實(shí)驗(yàn)步驟的順序?qū)φ{(diào)，即先混合再煮沸更合理，你認(rèn)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?yàn)槿鬰o2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(yīng)當(dāng)將一半naoh與過量co2氣體反應(yīng)生成nahco3，再與另一半naoh恰好反應(yīng)，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(huì)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(yīng)后，得到na2co3和nahco3的混合溶液。向上述所得溶液中，逐滴滴加2 moll1的鹽酸，所得氣體的體積與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示：(1)oa段、ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為_、_。(2)b點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是_。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(yīng)na2co3hcl=naclnahco3，反應(yīng)完全后nahco3發(fā)生第二步反應(yīng)nahco3hcl=naclco2h2o。(2)b點(diǎn)表明na2co3、nahco3恰好完全反應(yīng)生成nacl溶液，根據(jù)cl守恒，n(nacl)n(hcl)2 moll1300 ml103 lml10.6 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 moll1。答案：(1)coh=hcohcoh=co2h2o(2)1.2 moll115某?；瘜W(xué)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(shí)驗(yàn)，如圖所示。(1)寫出中與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。na2co3時(shí)_；nahco3時(shí)_；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(guān)化學(xué)方程式為_。(4)若用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(xué)式)。有的同學(xué)在盛na2co3的導(dǎo)管口觀察到開始加熱時(shí)也有氣泡產(chǎn)生，據(jù)此此同學(xué)認(rèn)為na2co3加熱也能分解。你認(rèn)為此觀點(diǎn)_(填“正確”或“錯(cuò)誤”)。分析此現(xiàn)象的原因?yàn)開。(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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成白色沉淀，hco不反應(yīng)。答案：(1)na2co32hcl=2naclh2oco2nahco3hcl=naclh2oco2不能(2)盛nahco3的