碳的多样性

本章框架：碳的多样性氮的循环硫的转化海水中的化学元素碳氮硫镁溴碘碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钙硫单质、二氧化硫、硫酸金属镁、溴单质、碘单质氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮、铵盐、硝酸自然界中的元素物质元素第1节碳的多样性教材框架活动探究活动探究交流研讨Na2CO3NaHCO3CCOCO2H2CO3Ca(HCO3)2CaCO3实验室可用什么方法制法CO2,如何检验CO32-？碳单质及其重要化合物你印象中什么元素形成的化合物种类最多？第一节碳的多样性该元素有哪些单质和化合物？第1节碳的多样性想一想你知道生命物质选择碳的原因是什么？想一想①含碳物质约占96%。②含碳物质相对稳定。一、多种多样的碳单质金刚石石墨C60分子碳单质中碳原子排列335pm核间距142pm结论：碳原子的排列方式不同碳的单质比较金刚石石墨足球烯(C60)结构物性化性用途空间网状平面层状球状分子物性不同(熔沸点、硬度、导电性等)化性相似(反应条件不同，但产物相同)钻头钻石电极润滑剂催化剂及其载体同素异形体：同元素组成的不同性质(结构)单质例如：氧气和臭氧是氧的同素异形体，白磷和红磷是磷的同素异形体。一、多种多样的碳单质石墨深灰色、硬度小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。过度型晶体，同层间是共价键，层与层间是范德华力金刚石金刚石是硬度最大，熔点极高的单质，无色透明的晶体，无自由电子，不导电。是原子晶体C60灰黑色的固体,不导电，又名富勒烯，分子晶体二、广泛存在的含碳化合物1．一氧化碳(CO)(1)物理性质色、味、态：；水溶性：；毒性：．无色无味气体有毒不溶于水(2)化学性质下面是关于“CO的化学性质”的课题式课堂教学中的解决问题阶段，甲同学设计用来证明CO具有还原性的实验装置如下图所示：(1)酒精灯B的作用为_______________________________．(2)A、B两酒精灯点燃的先后顺序为__________________________________________________，熄灭的先后顺序为_________________________________．(3)乙同学提出可以将酒精灯B去掉，将尾气用导管引至酒精灯A处即可，这种设想________(填“合理”或“不合理”)，其理由是______________________________________.(4)丙同学认为应该补做一个实验，在通入CO之前先将CO直接通入澄清石灰水，验证CO是否能使澄清石灰水变浑浊，你认为丙同学的实验________(填“有”或“没有”)必要．[解析]CO是大气污染物，尾气应用酒精灯B点燃处理，所以，应该先点燃酒精灯B，再点燃酒精灯A，反应结束后，为防止生成的铜被氧化，应该先熄灭酒精灯A，继续通CO，至铜冷却，再熄灭酒精灯B.另外，验证CO还原性是通过CuO能否变红来说明的，没有必要再做一个验证CO是否能使澄清石灰水变浑浊的实验[答案](1)燃烧多余的CO(2)先点燃B后点燃A先熄灭A再熄灭B(3)合理这样既燃烧了CO，防止污染空气，又能给CuO加热(4)没有•一氧化碳的制取1.甲酸和浓硫酸共热2.乙酸和浓硫酸共热（思考：怎样得到纯净的一氧化碳）2．二氧化碳(CO2)(1)物理性质色、味、态：；水溶性：；固态时称为：；过多排放会造成：．无色无味气体微溶于水干冰温室效应(2)化学性质2．与盐溶液的反应(1)CO2(少量)＋2[Al(OH)4]－===CO2－3＋2Al(OH)3↓＋H2OCO2(过量)＋[Al(OH)4]－===HCO－3＋Al(OH)3↓(2)CO2(少量)＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO2CO2(过量)＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO(3)CO2(少量)＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓2CO2(足量)＋Na2SiO3＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓(3)实验室制取二氧化碳的原理(用化学方程式表示)思考：1.能否用石灰石和稀硫酸？2.用石灰石和稀盐酸制取时，要得到干燥纯净的二氧化碳，应该怎样除杂，请画出装置填出试剂。3．Na2CO3与NaHCO3(反应用离子方程式表示)化学式Na2CO3NaHCO3俗名水溶性(填二者的比较)稳定性纯碱(或苏打)小苏打Na2CO3＞NaHCO3稳定不稳定化学性质与酸反应和盐酸反应与碱反应和氢氧化钠，氢氧化钙的反应与盐反应和氯化钙对热稳定性与酸反应Na2CO3CO32-+2H+=H2O+CO2NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO2结论：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2Na2CO3NaHCO3Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHCO32-+Ca2+=CaCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2O易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH思考：NaHCO3与Ca(OH)2是否反应？若反应，反应用量不同，离子方程式是否相同？与碱的反应热稳定性Na2CO3NaHCO32NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2结论：加热时，Na2CO3不分解，而NaHCO3则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠受热不分解所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。除杂/提纯/检验(1)如何除去碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠？(2)如何除去碳酸氢钠溶液中的少量碳酸钠？(3)如何检验碳酸盐？（碳酸盐、碳酸氢盐）用途列举碳酸钠：玻璃、造纸、制皂、纺织。碳酸氢钠：发酵粉、治胃病。习题一有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。习题二有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2a滴入b：b滴入a：刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。一滴入就有气泡产生习题三有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠溶液中是否混有碳酸钠？加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色的沉淀。1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体2、如何除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠3、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠在混合物溶液中通入足量的二氧化碳加热固体混合物至质量不再改变(1)石灰岩的溶解与沉积简介石灰石、大理石、方解石的主要成分都是碳酸钙，是烧制石灰和水泥的主要原料，炼铁和炼钢的熔剂。并广泛用于建筑业。反应奇观溶洞、石笋、钟乳石、石幔、石柱思考自来水含有Ca(HCO3)2导致水壶内易形成水垢，分析水垢的主要成分并写出其形成和除去的化学反应方程式。CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋H2O＋CO2↑△Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋H2O＋CO2↑CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑△大理石溶洞二、广泛存在的含碳化合物(2)附石灰吟千锤万击出深山烈火焚烧若等闲粉身碎骨浑不怕要留青白在人间物理变化：说明石灰石很坚硬CaCO3===CaO＋CO2↑高温CaO＋H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓+H2O思考CaCl2溶液中通CO2气体能否反应？(1)炼铁(有还原性)2、生活和生产中的多样转化C＋O2＝CO2CO2＋C＝2COFe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2点燃高温高温Fe2O3↓Fe3O4↓FeO↓Fe+3↓+2+3↓+2↓0价FeO1.5↓FeO1.3↓FeO1↓Fe(2)取暖(有可燃性)2CO＋O2＝2CO2CO2＋C＝2COC＋O2＝CO2点燃高温点燃CO燃烧呈淡蓝色火焰CO2COCCCuOO2过量O2不足3、无机制有机中的多样转化(1)维勒合成第一个有机物——尿素[CO(NH2)2](2)伍德沃德人工合成——喹宁、类固醇、麦角酸(疟疾)(性激素)思考：煤气中毒与安全生产煤矿瓦丝爆炸、燃气爆炸等再见碳和我们的生活密切相关，是有机世界和无机物质的桥梁，为了了解这多姿多彩度世界，我们一定要掌握这些知识，为祖国做贡献，同时也丰富了自己的人生。