鲁科版必修1第3章第1节碳的多样性第1课时学案.docx

1、鲁科版必修1第3章第1节碳的多样性第1课时学案第1课时 多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物1掌握Na2CO3和NaHCOs的主要性质。 2掌握Na2CO3和NaHCOs的鉴别与除杂。细读教材记主干、多种多样的碳单质1.碳在自然界中的存在游离态：如金刚石、石墨等碳元素的存在形态化合态：如二氧化碳、大理石等2.同素异形体(1)概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。 (2)实例：O2与。3、红磷与白磷、金刚石与石墨及 0603.碳的同素异形体比较、物质内容金刚石(C)石墨(C)C60外观无色透明晶体深灰色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由碳原子构成的正四面r由平面六边形构成的层由正六边形和

2、正五边形体结构状结构排列而成的球状分子硬度极高质软，在纸上可留痕迹导电性不导电易导电不导电、广泛存在的含碳化合物1.含碳化合物(1)有机物：女口 CH4、CH3COOH、淀粉等。氧化物liCOAOn等碳酸盐：如方斛石(CaCO3几白云石CaMgtCOa)2 ,菱镁矿 MgCO3，菱铁矿(FeCOy),纯碱或苏打 Na.COs)*小苏打2.Na2CO3和 NaHCO3(1)两者都是白色固体。(2)都能与盐酸反应。Na2CO3与盐酸反应的离子方程式为:CO厂 + 2H =H?O+ CO 2NaHCO 3与盐酸反应的离子方程式为:HCO+ H 十=哉0+ CO2 丄。3.Na2CO3和NaHCO?性

3、质的比较碳酸盐Na2CO3（碳酸钠）NaHCO 3（碳酸氢钠）俗名纯碱（或苏打）小苏打色、态白色固体白色固体水溶性溶解度较大溶解度较小（比Na2CO3 的小）与H +反应COF 2H =CO2 + H2OHCOt + H =CO2 f + H2O与OH 7反应HCO3 + OH =COF+ H2O与石灰水反应Ca2+ COF=CaCO3 JCa2+ + OH 7+ HCO3 =CaCO3J+ H2O;Ca2 + 2OH +2HCO 3 =CaCO3J + co3 + 2H2O与 CaCl2Ca2+ COF=CaCO3 J稳定性稳定2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 f + H2O相互转化N

4、a2CO3 加人5NaHCO3用途制玻璃、造纸、试剂等发酵粉、治胃酸过多等重点剖析1.Na2CO3溶液与盐酸反应Na2CO3溶液与盐酸反应时，滴加顺序不同，实验现象不同，产生的 CO2的量也可能不同。（2）不用其他试剂可将稀盐酸和 Na2CO3溶液鉴别开。典例印证例题1 有15 mL 2 mol L71的H2SO4溶液与15 mL 3 mol L一1的Na2CO3溶液，欲使其反应产生CO2的量最多，则正确的操作是 （ ）A .把两种溶液快速混合并不断搅拌B 把两种溶液缓慢混合并不断搅拌C.把H2SO4溶液滴加到Na2CO3溶液中D .把 W2CO3溶液滴加到 H2SO4溶液中解析n(H +)

5、= 0.015x 2X 2 mol = 0.06 mol,2_n(CO3 ) = 0.015X 3 mol = 0.045 mol。因：CO- HCO_ CO2f，且 n(CO3_) n(H +), Na2CO3溶液滴入盐酸中有气体生成，反滴则无气体放出。2 2(2)当n(CO3_) n(H +)2n(CO3_),无论滴加顺序如何，生成 CO2一样多。1.双选关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是( )A . Na2CO3比NaHCOs易溶于水B.NaHCO3 比 Na2CO3稳定C.石灰水能和 NaHCO3反应，不与 Na2CO3反应D. 等物质的量的Na2CO3和NaHCOs与

6、盐酸完全反应，消耗盐酸的物质的量之比为 2 : 1解析：选A、D Na2CO3比NaHCO3的溶解度大，故 A项正确；Na2CO3与NaHCO3分别与 HCI 反应时根据方程式 Na2CO3+ 2HCI=2NaCI + CO2 f + 出0 ;NaHCO 3+ HCI=NaCI+ CO2 f + H2O得知消耗HCI为2 ： 1,故D项正确。重点剖析1.鉴别原理步骤有关化学方程式取少量样品加热，能利用二者的热稳定性够产生使澄清石灰水2NaHCO3 不同变浑浊的气体的为ANa2CO3+ CO2 +NaHCO3,无明显现象H2O的为Na2CO3CaCC v +HZO的为 Na2CO3 匚厲 T K

7、HlhCaCC v +II2O续表原理步骤有关化学方程式利用二者与少量盐酸反应的现象不同取少量的样品于试管中， 溶于 水并配成稀溶液，分别逐滴加 入稀盐酸，立即有气体产生的 是NaHCO3,在加入一定量的 稀盐酸后，才逐渐有气体产生的溶液是Na2CO3NaHCO 3+ HCI=NaCI +H2O+ CO2；W2CO3+ HCI(少量)=NaHCO 3+ NaCI利用与Ca2+能否产生沉淀取二者少量制成溶液，加入CaCl2溶液，有沉淀生成的为Na2CO3，无沉淀生成的为NaHCO3Na2CO3+ CaCl2=CaCO3+2NaCI2除杂(括号内为杂质)Na2CO3(NaHCO 3)NaHCO 3

8、(Na2CO3)固体加热 2NaHCO 3=Na2CO3+ H2O+ CO2 f加水制成饱和溶液，通入足量CO2,结晶过滤溶液加适量NaOH溶液：Na2CO3+ 出0+ CO2=2NaHCO3通入 CO2; NaHCO 3+NaOH=Na2CO3+ 出0特别提醒区别Na2CO3和NaHCO3不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能产生沉淀:Na2CO3+ Ba(OH)2=BaCO3 J + 2NaOH ,2NaHCO3+ Ba(OH)2=BaCO3 J + Na2CO3 + 2出0。典例印证例题2现有两瓶白色固体化学药品，一瓶为 Na2CO3,另一瓶为NaHCO3。下列方法中无

9、法将其鉴别的是( )A .加热B .两者分别与同浓度的稀盐酸反应C.溶于水，加入 CaCl2溶液D .两者分别加入 NaOH溶液或Ba(OH) 2溶液解析加热时，试管内壁有较多水珠生成，且生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHC03, A项可以。与同浓度的稀HCI反应，可根据产生气泡的速度不同鉴别， B项可以。Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀，NaHC03与CaCb不反应，C项可以。两者与氢氧化钠溶液 混合后均没有明显现象，与 Ba(OH) 2都能反应，都有白色沉淀生成，现象完全相同， D项无法鉴别。答案D2.有两试管分别装有 Na2CO3和NaHCOs溶液，下列操作或判断正确的是 ( )

10、万案操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为 Na2CO3解析：选C A项，发生的反应分别为：Na2CO3 + Ca(OH) 2=CaCO3 J + 2NaOH,2NaHCO 3+ Ca(OH) 2=CaCO3 J+ Na2CO3+ 2出0，两者现象相同(产生白色沉淀); B项，滴加等浓度的稀盐酸时 NaHCO3溶液反应较剧烈；C项，Na2CO3与CaCb发生反应： Na2CO3+ CaCl2=CaCO3J+ 2NaCI，产生白色沉淀， NaHCO

11、3 与 CaCb不反应；D 项，逐 滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。题组一碳单质及其化合物1 .下列说法中正确的是 ( )A .金刚石、石墨和 C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同B .金刚石、石墨和 C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳C. C60和P4互为同素异形体D . H2O和H2O2互为同素异形体解析：选B 金刚石、石墨和 C60性质不同的根本原因是结构不同，与所含碳原子数的多少无关，A项错误；同素异形体是由同种元素组成的不同单质， 而C60和P4是由不同元素组成的不同单质，故二者不属于同素异形体， C项错误；H2O和

12、H2O2属于化合物而非单质，D项错误。2.气体X与赤热的炭反应得到一种无色气体 Y，丫和灼热的氧化铁反应又得到 X和铁，则X和Y依次是( )A . CO、CO2 B . H2O(g)、H2解析：选D Y能将FQ2O3还原为Fe,则Y具有还原性，又知Y是炭与气体X生成的, 故 Y 为 CO， X 为 CO2。3用短线连接I和H中相应的物质和用途A.C 60B.金刚石 做电池的电极C.石墨2做多电路电车滑块3做书写用的铅笔的笔芯4用做车轮及船轴润滑剂5用做刀具、钻具、轴承、拉丝模、硬度计压痕器、锯片等6制作饰品7可做为新型催化剂或催化剂载体解析：碳元素存在金刚石、石墨和 C60等多种同素异形体，由

13、于它们的颜色、光泽、透 明度、质地、导电性等物理性质不同,决定了它们有不同的用途。石墨质软,具有润滑性和 导电性, 所以石墨可以用于制作铅笔芯、 电极、 电车滑块、 润滑剂等； 金刚石具有晶莹剔透、 硬度大等性质，所以可用做装饰品和磨具等； C60具有的某些特性，有可能成为新型的催化剂或催化剂载体。答案：A B C题组二 Na2CO3和NaHCO 3的性质4.判断正误可用氢氧化钙溶液鉴别 Na2CO3与NaHCO 3。（ ）将CO2气体通入Na2CO3溶液中，一定有晶体析出。 （ ）（3）可用加热的方法除去 Na2CO3固体中的NaHCOs杂质。（ ）分别与等浓度的盐酸反应时， Na2CO3比

14、NaHCO3反应更剧烈。（ ）Na2CO3可用于制发酵粉及治疗胃酸过多。 （ ）答案：（1）x （2） x （3） V x （5）X5下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是 （ ）A.Ca（OH）2, Na2SO4, Na2CO3BNaHCO 3, Ba（OH） 2, H2SO4CHCl, NaOH, NaHSO4DCa(OH)2，NaCO3，BaCl2解析：选 B A 项，溶液相互滴加时， Na2SO4 滴入另外两种溶液中无明显现象， Ca(OH) 2和Na2CO3相互滴加现象相同，即产生大量沉淀，无法鉴别溶液； B项，溶液相互滴加能产生两种白色沉淀的是 Ba(OH)2,向两种白色

15、沉淀中分别滴加 NaHCOs或H2SO4,能够将一种白色沉淀溶解的是 H2SO4； C、D 两项的溶液相互滴加时，也无法鉴别。、选择题1如果国际社会能够就温室效应气体减排达成后京都议定书 ，到 2020 年发达国家整体上会减排30%。大气中CO2的含量增加会引起“温室效应”，自然界消耗 CO2的反应士亜阜/主要是ACO22NaOH=Na 2CO3 H2OBCaCO3CO2H2O=Ca(HCO 3)2光C.6CO2+ 6H20叶绿素C6Hi2O6(葡萄糖)+ 6O2高温D.CO2 C=2CO解析：选C 光合作用是自然界中消耗 CO2的主要反应。2. 下列各组物质，不属于同素异形体的是 ( )A

16、.金刚石和石墨 B .白磷和红磷C. Na2O和Na2O2 D.氧气和臭氧解析： 选 C 同素异形体的研究对象是单质。3. 下列各组物质不用任何外加试剂，只用胶头滴管和试管就能鉴别的是 ( )A.AgNO 3溶液和 NaCl 溶液B.BaCl2溶液和KHSO4溶液C.CaCl2溶液和 Na2CO3溶液D.Na2CO3溶液和盐酸解析： 选 D 不用外加试剂， 只用胶头滴管和试管就能鉴别， 必须是两种溶液改变顺序互相滴加出现不同的现象才能鉴别。 D项，Na2CO3溶液滴入盐酸中：Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+ CO2T + H2O，盐酸滴入 Na2CO3 溶液中时：HCI + Na2CO

17、3=NaCl + NaHCO 3 NaHCO3 + HCI=NaCI + CO2T + H2O。4下列离子组在溶液中能大量共存的是 ( )ANa、 Ca2、 HCO3、 CO32 2 BK、 H、 CO23、 HCO3C.Na、Ba 、HCO3、OHD.Ca2+、Ba2+、C、HCO3解析：选 D A 项，Ca2 + CO2-=CaCO3 ； B 项，H + + HCOf =CO2 t + 出0,2日 + + COp =CO2 t + 出0; C 项，HCOf+ OH- =CO3-+ 出0, Ba2 + + CO；- =BaCO35.双选关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，正确的是( )A

18、 . Na2CO3的溶解度在相同条件下比 NaHCOs的溶解度大，NaHCOs比NazCOs稳定B.Na2CO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石灰水反应C.NaHCO3既可与CaCl2溶液反应，也可与石灰水反应D .等物质的量的Na2CO3和NaHCO 3与足量盐酸反应，消耗HCI的物质的量之比为2 ： 1, 而放出的气体的物质的量之比为 1 : 1解析：选B、D 稳定性与溶解性无关， A不对；Na2CO3+ CaCb=CaCO3 J + 2NaCI,Na2CO3+ Ca(OH) 2=CaCO3 J + 2NaOH , B 对。NaHCO 3 与 CaCl2溶液不反应，与石灰水反 应生成 C

19、aCO3沉淀，C 不对。Na2CO3+ 2HCI=2NaCI + H2O+ CO2 t ,NaHCO 3+ HCI=NaCI+ H2O+ CO2 t，当 n(Na2CO3)= n(NaHCO3)时，消耗 n(HCI)之比为 2 : 1，放出 CO2气体物 质的量相等，D对。6.向碳酸钠浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止， 则在此过程中，溶液中碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是 ( )A .逐渐减小B .逐渐增大C.先逐渐增大，而后减小 D .先逐渐减小，而后增大解析：选C 反应过程可表示为：先: CO；- + H +=HCOy ;后：HCOj + H + =H2O + CO2 t。

20、所以 c(HCOy)先增大后 减小。7.为了检验某含有 NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将 g样品加热，其质量2NaHCO3Na2CO3+ CO2 + H2Om(减少)变为W2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( )84W2 53w 1AA. 31W184 w 1 W2B. 31W173w2 42w 1 C.31W1115w 2 84w 1D. 31W1解析：选A2X 8410662W1 W 284wi - wi 解得x= 31 ，将其带入下式可得：w i x 84w 2 53w iw(Na2CO3)=气厂=一31W ，A 项正确。&不用任何试剂就能鉴别的一组物质是 ( )A .

21、Na2CO3和 NaHCO3 B. Na2CO3和 NaCIC. Na2CO3和盐酸 D . NaHCO3和盐酸解析：选C 将盐酸逐滴滴加到 Na2CO3溶液中，开始时无气体生成，而将 Na2CO3溶液滴加到盐酸中时，开始便有气体生成，滴加顺序不同，现象不同，不用其他试剂就能鉴别。9.关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是( )A .热稳定性：NaHCO3Na2CO3B .在水中的溶解性： NaHCO3Na2CO3C.与盐酸反应的速率： NaHCO3Na2CO3D .等物质的量的 W2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的 CO?质量相同解析：选C Na2CO3加热不分解，N

22、aHCO3加热可分解：2NaHCO 3=Na2CO3+ H2O + CO2f,A项正确；相同条件下 Na2CO3的溶解度大于 NaHCO3的溶解度，B项正确；NaHCOs 与盐酸反应速率比 Na2CO3快，C项错；由反应 Na2CO3+ 2HCI=2NaCI + H2O+ CO2T , NaHCO3+ HCI=NaCI + H2O + CO2 T 可知，当 Na2CO3、NaHCO3物质的量相同时，与足量 盐酸反应，产生的 CO2相同，D项正确。10. 为除去括号内的少量杂质，所选用的试剂或方法不正确的是 ( )A . Na2CO3溶液(NaHCO 3)，加入适量的NaOH溶液B.NaHCO

23、3溶液(Na2CO3)，通入过量的 CO2气体C.Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在空气中加热D.Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量的 Ba(OH) 2溶液，过滤解析：选D NaHCO 3+ NaOH=Na 2CO3 + H 2O，由于NaOH适量，A项可以将少量的 NaHCO3 除去；Na2CO3+ CO2+ H2O=2NaHCO 3, B 项可以将少量的 NazCOs 转化为 NaHCO 3 而除去；2Na2O + O2=2Na2O2, C项可以将少量的 Na?。转化为Na2O2而除去；NazCOs + Ba(OH) 2=BaCO3 J + 2NaOH , Na2SO4 + B

24、a(OH) 2=BaSO4 J + 2NaOH , D 项不能将杂质 第9页除去。11现加热 5 g 碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g,则原混合物中碳酸钠的质量为 ( )A3.38 g B4.58 gC4.16 g D4.41 g解析： 选 C 碳酸钠较稳定,加热不分解,只有碳酸氢钠分解,设混合物中含有 x gNaHC03,贝U2NaHC0 3=Na2CO3+ CO2 f+ H2O Am2X 84 g 62 gx g 0.31 g解之得：x= 0.84，所以 m(Na2CO3)= 5 g-m(NaHCO 3)= 5 g 0.84 g = 4.16 g。

25、12. 在10 mL 0.01 mol L的Na2CO3溶液中，不断搅拌下逐滴加入 1.2 mL 0.05 mol L-1的盐酸，完全反应后，在标准状况下生成 CO2的体积为( )A. 1.34 mL B. 2.24 mLC. 0.672 mL D. 0解析：选D 在溶液中，CO3-与H +的反应分两步进行：CO3- + H + =HCO, HCO-+ H + =H2O + CO2?。由于 n(C。2-)= 10X 103 X 0.01 mol = 1 x 104 mol, n(H +) = 1.2 X10 3x 0.05 mol = 6X 10 5 mol，故只能发生第一步反应。二、非选择题

26、13. 某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCOs，他设计了如下实验步骤：1用25 mL NaOH溶液吸收过量的 CO2气体，至CO2气体不再溶解；2小心煮沸溶液12 min ;3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)他能否制得较纯净的 Na2CO3溶液？ 。理由是 。(2)按他的设计, 第步实验装置如图所示。 装置 A 中使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。装置 B 使用的试剂是 ,作用是 。(3)有人认为实验步骤的顺序对调，即先混合再煮沸更合理，你认为对吗 ？ 。为什么？ 。解析：用N

27、aOH溶液与CO2气体制备Na2CO3溶液，不能直接通过吸收 CO2气体来制备，因为若CO2气体过量则混有 NaHCOs杂质；若CO2气体不足，则有部分 NaOH不能转化为第 10 页Na2CO3。因而应当将一半 NaOH与过量C02气体反应生成 NaHCOs,再与另一半 NaOH恰好反应，全部生成 Na2CO3。答案：能 用一半NaOH溶液生成NaHCOs，另一半NaOH和NaHCO? 1 : 1正好生 成 Na2CO3(2)NaHCO 3饱和溶液 除CO2气体中的HCI气体不对 多余的CO2不除去会有NaHCO 3生成14.向200 mL某物质的量浓度的 NaOH溶液中缓慢通入一定量的 C

28、O2,充分反应后， 得到Na2CO3和NaHCO?的混合溶液。向上述所得溶液中，逐滴滴加 2 mol 的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：(1)OA段、AB段发生反应的离子方程式分别为 、 。(2)B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是 。解析：(1)Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中滴加盐酸，Na2CO3先发生第一步反应 Na2CO3+ HCI=NaCI + NaHCO3,反应完全后 NaHCO3 发生第二步反应 NaHCO3+ HCI=NaCI +0.6 mol0.5 L1=1.2 moI 。CO2? + H2O。(2)B点表明Na2CO3、NaHCO3恰好完全反应生成 NaCI溶液，根据CI -守恒， n(NaCI) = n(HCI) = 2 moI L 一1 x 300 mL x 10-3 l mL -1 = 0.6 moI，溶液体积可视为原 NaOH溶液和滴加盐酸溶液体积之和V = 200 mL + 300 mL = 500 mL = 0.5 L。c(NaCI) = n =答案：(1)CO3+ H + =HCO3 HCO3+ H + =CO2 t + H2O (2)1.2 moI 115.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体， 用不同的方法做以下实验，如图所示。(1)写