【创新设计课堂讲义】2022-2021学年高中化学鲁科版必修1课时作业：第3章 第1节 第2课时

第2课时 碳及其化合物间的转化
一、自然界中碳及其化合物间的转化 1．转化形式
⎪
⎪⎪⎪化石燃料燃烧—
动物遗体分解—火山喷发—动植物呼吸—――→产生
大
气 的
CO 2
――→消耗
⎪⎪⎪⎪
—
光合作用
—溶解
2．溶洞及钟乳石、石笋的形成
(1)溶洞形成的化学方程式为_______________________________________________。

________________________________________________________________________ (2)钟乳石、石笋形成的化学方程式为______________________________________ ________________________________________________________________________。

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：______和__________(主要成分是______)。

(2)过程(实际起还原作用的是______) ①CO 的产生
相关反应的化学方程式为：_______________________________________________ ②铁矿石被还原
相关反应的化学方程式为_________________________________________________； ________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。

2．木炭燃烧(用化学方程式表示)
①________________________________________________________________________， ②________________________________________________________________________， ③________________________________________________________________________， ④________________________________________________________________________。

3．水垢
(1)主要成分：____________。

(2)形成过程(用化学方程式表示)：
________________________________________________________________________。

4．碳在无机物和有机物间的转化
1828年，德国化学家______用无机物氰酸铵(NH 4CNO)首次合成了有机物__________[分子式为CO(NH 2)2]，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。

学问点1 自然界中碳元素的转化
1．(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。

由于大气中CO 2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其缘由是(用化学方程式表示)：_____________________。

(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为缘由主要是_________________。

(3)为了把握温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。

有人依据液态CO 2密度大于海水密度的事实，
设想将CO 2液化后，送入深海海底以减小大气中CO 2的浓度。

为使CO 2液化，可接受的措施是( )
A ．减压、升温
B ．增压、升温
C ．减压、降温
D ．增压、降温
(4)科学家争辩发觉，用“汽水”(一种能释放CO 2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物的生长。

缘由是它能( )
①加强呼吸作用 ②加强光合作用 ③改良碱性土壤、调整pH ④加强植物蒸腾作用 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．②③④ (5)快速、有效地减缓大气中CO 2大量增加的生态学措施是( ) A ．使用自然 气等燃料 B ．把握全球人口增长 C ．植树造林，爱护森林
D ．马上削减煤和石油的燃烧
学问点2 生产和生活中碳元素间的转化
2．古代的“药金”外观与金相像，常被误认为是金子。

冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu 2O)、木炭混合加热至800℃得金光闪闪的“药金”。

(1)“药金”的主要成分是_________________________________________________。

(2)有关冶炼的化学方程式是__________________，____________________， ____________________。

练基础落实
1．下列不属于自然界中碳的循环过程的是( ) A ．植物光合作用
B ．动物的遗体被微生物分解破坏，最终变成二氧化碳等物质
C ．空气中的二氧化碳被海水吸取，通过水生生物的贝壳和骨骼转移到陆地
D ．石墨矿的开采利用
2．具有可燃性和还原性的固体单质是( )
A ．H 2
B ．
C C ．Fe
D ．CO
3．下列能与人体血液中的血红蛋白结合的一种有毒气体是( ) A ．氯气 B ．氮气 C ．一氧化碳 D ．甲烷
4．要除去CO 2气体中的CO ，常用的方法是( ) A ．通过澄清的石灰水 B ．通过燃烧的炭层 C ．通过水
D ．通过燃烧的CuO 粉末
5．形成钟乳石的主要化学反应是( )
①CaO ＋H 2O===Ca(OH)2 ②Ca(OH)2＋CO 2===CaCO 3＋H 2O ③CaO ＋CO 2===CaCO 3 ④CaCO 3＋CO 2
＋H 2O===Ca(HCO 3)2 ⑤Ca(HCO 3)2=====△
CaCO 3＋H 2O ＋CO 2↑
A ．①②
B ．②③
C ．③④
D ．④⑤
6．地球大气中CO 2、CH 4等气体含量上升，会使地球表面温度上升，即产生“温室效应”，下列说法不正确的是( )
A ．把握温室气体排放，遏制全球变暖趋势是社会可持续进展的保障
B ．CH 4是目前全球变暖的最主要温室气体
C ．大气中CO 2含量猛增，会破坏自然界中碳及其化合物的平衡
D ．遏制全球变暖趋势的最有效措施是削减使用化石燃料 练方法技巧——利用反应本质巧推断
7．用足量的CO 还原32.0 g 某氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g 沉淀，则该氧化物是( )
A ．FeO
B ．Fe 2O 3
C ．CuO
D ．Cu 2O 练综合拓展
8．设定下图所示装置中的反应是完全进行的：
(1)分别写出A、B、C装置中的化学反应方程式：____________________________
________________________________________________________________________；
(2)若D装置中的澄清石灰水是少量的，将可能观看到的现象：___________________；
用化学方程式解释上述现象：_____________________________________________。

9．用下面的装置将肯定量的CO2和CO的混合气体进行分别和干燥。

(图中的a、b均为可以把握气体的通过和液体的加入的止水夹和活塞，试验前均已关闭，仪器的固定装置已省略)。

请选择适宜的试剂，完成上述试验。

可供选择的试剂有：浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、澄清石灰水、氢氧化钠溶液、紫色石蕊试液。

(1)甲装置的瓶中盛放的试剂是______________，分液漏斗中盛放的试剂是_____，乙装置的瓶中盛放的试剂是______________。

(2)打开a时，首先分别出的气体是________(填名称)；要得到另一种气体，正确的操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

10．为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某同学课外活动小组设计了如图所示的试验装置：
试验用过量NaOH溶液吸取气体中的CO2，精确测量瓶Ⅰ中溶液吸取CO2后增重及剩余气体的体积(试验时只用嘴吸气和呼气)，请填空。

(1)图中瓶Ⅱ的作用是____________________________________________________。

(2)对试验装置尚有如下A、B、C、D 4种建议，你认为合理的是________(填代号)。

A．在E处增加CaCl2干燥管
B．在F处增加CaCl2干燥管
C．在E、F两处增加CaCl2干燥管
D．不必增加干燥管
(3)将插入溶液的导管下端改成具有多孔的球泡(如图Ⅲ)，有利于提高试验的精确度，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)试验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，反复若干次，得如下数据：瓶Ⅰ增重a g，收集到的气体体积(标准状况)为b L，该呼出气体中CO2的体积分数(列出算式)为________。

(5)试验时若猛呼猛吸，会造成担忧全后果。

猛吸时会______________，猛呼时会______________。

第2课时碳及其化合物间的转化
基础落实
一、
2．(1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
(2)Ca(HCO3)2=====
△
CaCO3＋CO2↑＋H2O
二、
1．(1)焦炭铁矿石Fe2O3(2)CO①C＋O2=====
点燃
CO2；C＋CO2=====
高温
2CO②3Fe2O3＋CO=====
高温
2Fe3O4＋CO2Fe3O4＋CO=====
高温
3FeO＋CO2FeO＋CO=====
高温
Fe＋CO2
2．①2C＋O2(不足)=====
点燃
2CO②2CO＋O2=====
点燃
2CO2③C＋O2(充分)=====
点燃
CO2④CO2＋C=====
高温
2CO 3．(1)CaCO3等(2)Ca(HCO3)2=====
△
CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
4．维勒尿素
对点训练
1．(1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
(2)大量燃烧煤、石油等矿物燃料
(3)D(4)B(5)C
解析二氧化碳微溶于水，溶于水后会与碳酸钙反应，导致碳酸钙溶解。

增大压强、降低温度有利于气体液化。

植物的呼吸作用放出CO2；植物蒸腾作用与外界温度及水分有关，与CO2的浓度无关；植物的光合作用需要吸取CO2，且CO2溶于土壤的水生成的碳酸电离的H＋可以改良碱性土壤、调整pH，促进植物对Ca2＋、Mg2＋的吸取。

所以“汽水”浇灌植物能促进植物的生长。

随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增多，所以不行能马上削减煤和石油的燃烧，使用自然气等燃料也会产生CO2，只有绿色植物的光合作用会吸取大量的CO2，且见效快。

2．(1)Zn、Cu
(2)ZnCO3=====
高温
ZnO＋CO2↑C＋2Cu2O=====
高温
4Cu＋CO2↑C＋2ZnO=====
高温
2Zn＋CO2↑解析解答本题可借用“相像类推”，将旧学问迁移应用于题给信息。

解题思路为：由碳酸钙、碳酸镁在高温时分解生成金属氧化物和二氧化碳的事实可推知：碳酸锌在高温时也分解，生成氧化锌和二氧化碳气体；由碳与氧化铜在高温时反应生成铜和二氧化碳的事实可推知：碳在高温时也能将赤铜(Cu2O)中的铜和氧化锌中的锌置换出来，本身被氧化成二氧化碳。

课后作业
练基础落实
1．D[A、B、C三项都属于碳的循环；石墨矿的开采利用属于人类生产，不属于自然界中碳的循环。

] 2．B[碳能燃烧，并且常用作还原剂。

]
3．C[CO与血红蛋白结合的力量比O2与血红蛋白结合的力量强；氯气有毒，但不与血红蛋白结合。

] 4．D[CO不同于CO2的性质是它具有还原性，要除去CO应选氧化性的物质与之反应，将其耗尽，CuO 具有氧化性。

]
5．D 6.B
练方法技巧
7．B [n (CO 2)＝n (CaCO 3)＝
60 g
100 g·mol －1
＝0.6 mol ，分析CO 还原氧化物的反应本质为：CO ＋[O]===CO 2，
氧化物中所含O 原子的物质的量为0.6 mol 。

结合选项，若氧化物含有1个O 原子，则其相对分子质量为
32.0
0.6
＝53.3，不合题意；若氧化物含3个O 原子，则其相对分子质量为32.0
0.2
＝160，B 符合题意。

]
练综合拓展
8．(1)CaCO 3=====高温
CO 2↑＋CaO CO 2＋C=====高温
2CO 3CO ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋3CO 2
(2)生成白色沉淀后又渐渐溶解 CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O ，CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2 解析 这是一道对C 、CO 、CO 2性质进行综合考查的题目。

所需要把握的学问点有CaCO 3具有热不稳定性、CO 2＋C=====高温
2CO 、CO 的还原性(高温条件)、CO 2是酸性氧化物等。

尤其是CO 2作为一种多元酸酸酐，与不同量的碱反应时，产物有酸式盐和正盐之别，需要引起特殊留意，若需充分吸取CO 2，需要过量的碱。

假如仅仅是鉴定CO 2的存在，可以用澄清石灰水。

而假如吸取CO 2，则最好选用足量的肯定浓度的NaOH 类碱溶液(因澄清石灰水中OH －浓度较小)。

9．(1)氢氧化钠溶液 稀硫酸(或浓硫酸) 浓硫酸 (2)一氧化碳 关闭止水夹a ，打开活塞b
解析 要把CO 2和CO 的混合气体进行分别，可从二者的化学性质差异入手，由于CO 是不成盐氧化物，与碱溶液不发生反应；而CO 2是酸性氧化物，可与碱溶液反应生成碳酸盐。

在分别时，先把CO 2转化为碳酸盐的形式贮存到甲瓶中，再将CO 分别出来，通过分液漏斗向甲瓶中的碳酸盐溶液里加入硫酸，此时碳酸盐就会转化成CO 2，再通过乙瓶中浓硫酸的干燥后，就可以达到分别二者的目的。

值得说明的是在甲瓶中盛放的应是氢氧化钠溶液，而不适宜用澄清石灰水，由于氢氧化钙属于微溶物质，在室温下的溶解度小(为0.165 g)，它吸取CO 2的容量很有限。

10．(1)除去被吸入的空气中的CO 2 (2)D
(3)可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO 2被充分吸取
(4)a g 44 g·mol －1×22.4 L·mol
－1
b L ＋a g 44 g·mol －1×22.4 L·mol
－1
×100%
(或 5.6 a 11 b ＋5.6 a
×100%) (5)把瓶Ⅰ中的NaOH 溶液吸入口中 把瓶Ⅱ中的NaOH 溶液吹出瓶外。