魯科版必修1 第3章第1節(jié) 碳的多樣性（第2課時(shí)） 學(xué)案 (1).doc

第2課時(shí)碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化 細(xì)讀教材記主干一、自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1轉(zhuǎn)化示意圖2溶洞及鐘乳石的形成原理(模擬實(shí)驗(yàn))寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：溶洞的形成：caco3co2h2o=ca(hco3)2。鐘乳石的形成：ca(hco3)2caco3h2oco2。二、生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1高爐煉鐵(1)原料：焦炭和鐵礦石。(2)鐵礦石被還原：3cofe2o32fe3co2。2c、co、co2的轉(zhuǎn)化關(guān)系用化學(xué)方程式表示為：2co22co(不完全燃燒)；2coo22co2；co2co2(完全燃燒)；co2c2co。3碳在無機(jī)物和有機(jī)物間的轉(zhuǎn)化1828年，德國化學(xué)家維勒用無機(jī)物氰酸銨(nh4cno)首次合成了有機(jī)物尿素分子式為co(nh2)2，開創(chuàng)了以含碳無機(jī)化合物合成有機(jī)化合物的先河。重點(diǎn)剖析1co2與堿反應(yīng)的原理co2為酸性氧化物，能與堿反應(yīng)生成鹽和水。co2與堿反應(yīng)時(shí)產(chǎn)物與二者的相對量有關(guān)，當(dāng)堿足量時(shí)生成碳酸鹽，當(dāng)co2足量時(shí)，生成碳酸氫鹽。如與naoh溶液反應(yīng)：co2不足時(shí)：co22naoh=na2co3h2o；co2足量時(shí)：co2naoh=nahco3。2co2與naoh反應(yīng)產(chǎn)物的判斷(1)根據(jù)co2與naoh反應(yīng)用量判斷反應(yīng)情況生成物12naoh過量，只發(fā)生反應(yīng)(余naoh)na2co312co2與naoh恰好按反應(yīng)na2co31兩個(gè)反應(yīng)均有na2co311恰好發(fā)生反應(yīng)nahco311只發(fā)生反應(yīng)co2剩余，nahco3其上述轉(zhuǎn)化關(guān)系可用數(shù)軸表示為： (2)根據(jù)向溶液中滴加鹽酸的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定產(chǎn)物將co2通入naoh溶液中，充分反應(yīng)后再向溶液中滴加鹽酸，設(shè)產(chǎn)生的氣體體積與加入鹽酸的體積的關(guān)系如圖所示，則依據(jù)a與b的關(guān)系可以判斷溶液的組成并計(jì)算各組分的物質(zhì)的量。(1)若a0，溶質(zhì)只有nahco3；(2)若ab，溶質(zhì)只有na2co3；(3)若ab，溶液為naoh和na2co3(naoh只消耗hcl，不產(chǎn)生氣體)；(4)若0a7。(1)如果此時(shí)溶液的溶質(zhì)是單一成分，可能是_。(2)如果反應(yīng)后溶液中有兩種溶質(zhì)，然后逐滴緩慢滴加1 mo1l1的鹽酸，所得氣體(不考慮溶解于水)的體積與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。開始滴加鹽酸時(shí)，無氣體產(chǎn)生，寫出oa段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。產(chǎn)生的co2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_ml。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_mo1l1(溶液體積的變化忽略不計(jì))。解析：(1)co2和naoh反應(yīng)的產(chǎn)物要根據(jù)二者的量的相對多少來確定，如果是單一成分，則為na2co3或nahco3。(2)oa段消耗的hcl多于ab段消耗的hcl，故反應(yīng)后的溶質(zhì)為na2co3和naoh，oa段發(fā)生反應(yīng)：naohhcl=naclh2o，na2co3hcl=nahco3nacl。ab段發(fā)生反應(yīng)：nahco3hcl=naclh2oco2。n(co2)nab(h)0.1 mol，v(co2)2 240 ml。b點(diǎn)恰好完全反應(yīng)，溶質(zhì)為nacl，根據(jù)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重點(diǎn)剖析實(shí)現(xiàn)上述六個(gè)轉(zhuǎn)化的反應(yīng)有：與過量酸反應(yīng)：co2h=h2oco2；特別提醒(1)與稀鹽酸反應(yīng)生成無色無味且使澄清石灰水變渾濁氣體的離子可是co或hco。(2) (3)h2ocohcoh2oco2。典例印證例題2現(xiàn)有a、b、c、d四種化合物都含鉀元素，a、b、c和足量的鹽酸反應(yīng)后，均可生成d；若將固體c加熱后可生成a和無色無毒的氣體e，該氣體能使澄清石灰水變渾濁；若在a溶液中通入足量e，可生成c；若b與c的溶液混合可生成a。請回答下列問題。(1)推斷a、b、c、d的化學(xué)式a_；b_；c_；d_。(2)a溶液中通入足量e反應(yīng)的離子方程式為：_。(3)b溶液與c溶液反應(yīng)的離子方程式為：_。(4)僅憑有氣體e生成，能否斷定a、c的組成？_。解析氣體e無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，為co2，c為khco3，a為k2co3；b與khco3溶液混合可生成k2co3，b為koh，a、b、c和足量的鹽酸反應(yīng)后，均可生成d，d為kcl。hco和co都可與鹽酸反應(yīng)生成co2氣體，所以不能僅憑有co2氣體生成，斷定哪個(gè)是k2co3，哪個(gè)是khco3。答案(1)k2co3kohkhco3kcl(2)coco2h2o=2hco(3)ohhco=h2oco(4)不能推斷題的解題關(guān)鍵是找出推斷的突破口，該題的突破口是“氣體e能使澄清石灰水變渾濁”，可知e是co2，再分析其他條件，可推出其他物質(zhì)。2下列敘述中正確的是()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飽和溶液，又有caco3沉淀生成b向na2co3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的co2與原na2co3的物質(zhì)的量之比為12c等質(zhì)量的nahco3和na2co3分別與足量鹽酸反應(yīng)，在同溫同壓下，生成的co2體積相同d向na2co3飽和溶液中通入co2，有nahco3結(jié)晶析出解析：選dcaco3與co2、h2o反應(yīng)生成ca(hco3)2，ca(hco3)2與nahco3不反應(yīng)，a錯(cuò)誤；向na2co3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，只發(fā)生反應(yīng)：coh=hco，無氣體放出，b錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)方程式可知，84 g nahco3與106 g na2co3生成的co2相同，c錯(cuò)誤；d中發(fā)生了反應(yīng)：na2co3h2oco2=2nahco3，由于生成的nahco3的溶解度小于na2co3，所以nahco3結(jié)晶析出。題組碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1判斷正誤(1)高爐煉鐵過程中，碳元素只顯示還原性。()(2)所有物質(zhì)都不能在co2中燃燒。()(3)co、co2均屬于溫室氣體。()(4)用醋酸除水垢的離子方程式為2ch3coohcaco3=ca22ch3cooco2h2o。()(5)在ca(hco3)2caco3co2h2o中，碳元素既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列有關(guān)碳及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化屬于氧化還原反應(yīng)的是()anahco3naoh=na2co3h2obco2na2co3h2o=2nahco3c3cofe2o32fe3co2dca(hco3)2caco3h2oco2解析：選c反應(yīng)前后元素化合價(jià)發(fā)生變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。3co2是造成“溫室效應(yīng)”的主要?dú)怏w，對于在自然界中的轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是_。(1)大氣中的co2能被海洋溶解一部分。(2)自然界中同時(shí)存在產(chǎn)生co2和消耗co2的過程。(3)co2主要是植物的光合作用消耗，因此植樹造林能有效減弱“溫室效應(yīng)”。(4)加熱碳酸氫鈣溶液會(huì)變渾濁，加熱碳酸氫鈉溶液也會(huì)變渾濁。(5)鐘乳石、石筍是由于caco3和ca(hco3)2的相互轉(zhuǎn)化形成的。解析：co2氣體在水中的溶解度不大，但海洋中的水可溶解一部分co2氣體，自然界中同時(shí)存在產(chǎn)生co2和消耗co2的過程，正常條件下co2“收支平衡”，自然界中的co2就會(huì)保持不變，否則就會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)；ca(hco3)2不穩(wěn)定，其溶液加熱會(huì)分解，而nahco3固體受熱分解，在溶液中不分解。答案：(1)(2)(3)(5)一、選擇題1下列各組物質(zhì)中的兩種物質(zhì)作用時(shí)，反應(yīng)物用量的改變對生成物沒有影響的是()ac和o2bco2和ca(oh)2cna2co3和鹽酸 dna2o2和co2解析：選da項(xiàng)，2co2(不足)點(diǎn)燃,2co，co2(足量)點(diǎn)燃,co2；b項(xiàng)，ca(oh)2co2(少量)=caco3h2o，ca(oh)22co2(足量)=ca(hco3)2；c項(xiàng)，na2co3hcl(少量)=naclnahco3，na2co32hcl(足量)=2naclco2h2o。2下列反應(yīng)的離子方程式正確的是()ana2co3溶液與石灰乳：ca2co=caco3bnahco3溶液與naoh溶液：hcooh=coh2ocnaoh溶液中通入足量co2：co22oh=coh2odna2co3溶液中滴加少量鹽酸：co2h=co2h2o解析：選ba項(xiàng)，ca(oh)2應(yīng)寫成化學(xué)式，不能拆開；c項(xiàng)，naoh與足量co2反應(yīng)，應(yīng)生成hco；d項(xiàng)，co與少量h反應(yīng)，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氣體后，得到8 g白色沉淀，則通入co2氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為()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：選d往ca(oh)2溶液中通入co2氣體，可能發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：co2ca(oh)2=caco3h2o，當(dāng)co2過量時(shí)：caco3h2oco2=ca(hco3)2，由題目可知所給ca(oh)2的物質(zhì)的量nca(oh)20.1 mol，理論上最多可制得碳酸鈣10 g，消耗co2 2.24 l。而現(xiàn)在只制得碳酸鈣8 g，則可能有兩種情況：一種是co2的量少了，只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng)，另一種情況是co2稍過量，一部分參與了第二個(gè)反應(yīng)。4不能用來鑒別na2co3和nahco3兩種白色固體的實(shí)驗(yàn)操作是()a分別在這兩種物質(zhì)的溶液中，加入少量澄清石灰水b分別加熱這兩種固體，將生成的氣體通入澄清石灰水中c分別在這兩種物質(zhì)的溶液中，加入少量氯化鈣溶液d分別在這兩種物質(zhì)的等濃度的溶液中，加入少量的稀鹽酸解析：選aa項(xiàng)，na2co3ca(oh)2=caco32naoh；依題意知nahco3過量，則2nahco3ca(oh)2=caco3na2co32h2o，均產(chǎn)生白色沉淀，無法區(qū)分兩者。b項(xiàng)，加熱兩固體時(shí)，nahco3受熱分解產(chǎn)生co2，na2co3無變化，可用加熱來區(qū)分兩者。c項(xiàng)，向兩物質(zhì)的溶液中加cacl2，na2co3與cacl2反應(yīng)生成沉淀，nahco3與cacl2不反應(yīng)。d項(xiàng)，在等濃度的na2co3和nahco3溶液中加少量的鹽酸，nahco3溶液中先有氣體產(chǎn)生。5可以說明溶液中大量存在co的理由是()a加入agno3溶液有白色沉淀產(chǎn)生b加入鹽酸有無色無味氣體產(chǎn)生c加入mgcl2時(shí)有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸沉淀全部溶解，且產(chǎn)生可以使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體d加入ba(oh)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸，反應(yīng)現(xiàn)象如選項(xiàng)c所述解析：選ca項(xiàng)不可說明，與agno3作用生成白色沉淀的還有cl等；b項(xiàng)不可說明，與鹽酸作用產(chǎn)生無色無味氣體的還有nahco3等；d項(xiàng)，不可說明，nahco3等物質(zhì)亦會(huì)有此現(xiàn)象。6將足量co2通入koh和ca(oh)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入co2體積(v)的關(guān)系正確的是()解析：選dco2通入koh和ca(oh)2溶液中發(fā)生的反應(yīng)可以分為以下幾個(gè)階段：產(chǎn)生沉淀階段：co22ohca2=caco3h2o；無沉淀產(chǎn)生階段：co22oh=coh2o，coco2h2o=2hco；沉淀溶解階段：co2caco3h2o=ca22hco。7標(biāo)準(zhǔn)狀況下將4.48 l co2通入1 l 0.3 moll1naoh溶液中，當(dāng)co2與naoh完全反應(yīng)時(shí)，則下列說法正確的是()a溶液中只有一種陰離子(oh除外)b溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為12c反應(yīng)后有co2逸出d反應(yīng)后的溶液還可以吸收部分co2解析：選dn(co2)0.2 mol，n(naoh)0.3 mol。因1，故反應(yīng)后溶液中含有na2co3和nahco3，則還可以吸收部分co2。所以a、c錯(cuò)，d正確。由碳元素和鈉元素守恒得：解得b錯(cuò)誤。8co2通入下列溶液中，不可能產(chǎn)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：選ab中生成caco3，c中生成baco3，d中生成caco3，a不反應(yīng)。二、非選擇題9實(shí)驗(yàn)室中氫氧化鈉溶液在空氣中放置，因密封不好會(huì)變質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_；為了檢驗(yàn)一瓶氫氧化鈉溶液是否已變質(zhì)，可取少量該溶液向其中加入_，若_，則說明燒堿溶液已經(jīng)變質(zhì)。為了除去燒堿溶液中的雜質(zhì)，應(yīng)加入適量的_，并進(jìn)行過濾。解析：空氣中含少量co2，與naoh反應(yīng)：2naohco2=na2co3h2o，檢驗(yàn)naoh溶液是否變質(zhì)，實(shí)質(zhì)是鑒定co的存在；除去naoh溶液中的na2co3時(shí)，實(shí)質(zhì)是除co，且注意不要引入雜質(zhì)離子。答案：2ohco2=coh2o氯化鈣溶液(其他合理答案也可)有白色沉淀生成氫氧化鈣溶液10有一種黑色固體a在氧氣中充分燃燒生成氣體b。向充有b的集氣瓶中加入少量澄清石灰水，出現(xiàn)白色沉淀c，振蕩后沉淀消失得溶液d。把d分成兩份，一份中加入稀鹽酸，又生成氣體b，另一份中加入過量naoh溶液又生成c。回答：(1)則a、b、c、d的名稱分別為_、_、_、_。(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：bc_。cd_。db_。dc_。解析：澄清石灰水中通入co2生成沉淀c，則c為caco3，繼續(xù)通入co2，沉淀消失得d溶液，則d為ca(hco3)2。答案：(1)碳二氧化碳碳酸鈣碳酸氫鈣(2)co2ca22oh=caco3h2ocaco3co2h2o=ca22hcohcoh=co2h2oca22hco2oh=caco3co2h2o11有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的幾種：k、h、ba2、mg2、co、so，現(xiàn)取兩份該溶液各100 ml進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第一份加入足量nahco3溶液后，收集到氣體 0.03 mol。第二份加入足量ba(no3)2溶液充分反應(yīng)后過濾干燥，得沉淀4.66 g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答：(1)原溶液中一定不存在的離子是_。(2)原溶液中可能存在的離子是_。(3)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(4)經(jīng)計(jì)算，原溶液中一定存在的陰離子的物質(zhì)的量濃度為_。解析：(1)根據(jù)現(xiàn)象知，該溶液中一定存在與碳酸氫根離子反應(yīng)生成氣體的h，一定不存在與h反應(yīng)的碳酸根離子；所以溶液中存在的陰離子為硫酸根離子，一定不存在與硫酸根離子反應(yīng)的ba2；(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無法確定溶液中是否含有k、mg2；(3)碳酸氫根離子能和酸反應(yīng)生成二氧化碳和水hcoh=co2h2o；(4)設(shè)硫酸根的物質(zhì)的量為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某固體物質(zhì)a受熱分解，生成b、c、d三種物質(zhì)。b是一種鉀鹽，向b的水溶液中加入澄清石灰水，產(chǎn)生白色沉淀e；e溶于鹽酸放出無色無味氣體d；將d通入澄清石灰水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清；c在常溫下是一種無色液體。(1)寫出a、b、e的化學(xué)式。a_，b_，e_。(2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。a受熱分解：_。將d通入澄清石灰水中，先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，然后又變澄清：_。(3)寫出反應(yīng)的離子方程式。向b的水溶液中加入澄清石灰水，產(chǎn)生白色沉淀e：_；e溶于鹽酸放出無色無味的氣體d：_。解析：無色無味能使澄清石灰水出現(xiàn)渾濁的氣體d是c