鲁科版化学必修1课件：第三章第一节

第三章
自然界中的元素
3．近年来科学家在氦的气氛中给石墨电极通 电，石墨挥发，在其挥发产生的黑烟中发现了 C60。C60 的金属渗入物具有可贵的超导性质。 北京大学首先将 C60 渗锡，获得超导转变温度 为 37 K 的好成果。 这种 C60 是________元素的 一种________，其摩尔质量为________；若要 确证其元素的组成，可将它在足量的氧气中燃 烧，再用________试剂来检验生成的________ 气体，现象是__________________。
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自然界中的元素
第三章 自然界中的元素
第三章
自然界中的元素
第一节
碳的多样性
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自然界中的元素
课程标准导航 1.了解同素异形体的概念，知道碳的三种同 素异形体及其性质差别和差别的原因. 2．了解碳的氧化物的性质。 3．了解碳酸钠及碳酸氢钠的主要性质差别 和差别的原因。
4．了解碳及其化合物之间的转化关系.
(2)形成过程(用化学方程式表示)：
Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑ _____________________________________。
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想一想 3．焦炭在炼铁过程中的作用是什么？ 【提示】 有两个作用：①燃烧提供热量; ②生成还原剂CO。
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自主体验 1．下列各组物质，不 属于同素异形体的是 ． ( ) A．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。同素异形体指由同种元素组成的 性质不同的单质。
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2．(2012· 济南高一质检)2011 年 11 月围绕北京 空气质量及环境检测的标准引发热议，下列关 于 CO2 的叙述，错误的是( )
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(1)CO 的产生 相关反应的化学方程式为： C＋O2=====CO2，C＋CO2=====2CO。 (2)铁矿石被还原 相关反应的化学方程式为： 3Fe2O3＋CO=====2Fe3O4＋CO2； Fe3O4＋CO=====3FeO＋CO2； FeO＋CO=====Fe＋CO2。
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(1)若 a＝0，溶质只有 NaHCO3； 1 (2)若 a＝ b，溶质只有 Na2CO3； 2 (3) 若 a>b － a 即 2a>b ， 溶 质 为 NaOH 和 Na2CO3(NaOH 只消耗 HCl，不产生气体)； (4)若 a<b－a 即 2a<b，溶质为 Na2CO3 和 NaHCO3。
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3．依据产物的量来确定产物 若已知溶液蒸干后所得固体质量，可采用极值 法，假设固体全部是 Na2CO3 或 NaHCO3，即 CO2 与 NaOH 全部转化为 Na2CO3 或 NaHCO3， 将已知条件与计算所得结果比较，即可确定其 成分。根据固体质量和碳原子(或钠原子)守恒 建立方程。
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要点突破讲练互动
要点1 Na2CO3 和NaHCO3的鉴 别与
除杂
探究导引1 Na2CO3与盐酸反应的过程是怎
样的？
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【提示】 滴加顺序 反应现象 反应方程式 一滴加 Na2CO3＋ Na2CO3溶液, 2HCl===2NaCl＋ 马上有气体 H2O＋CO2↑ 放出 开始：Na2CO3＋ 开始时无明 HCl===NaCl＋ 显现象，后 NaHCO3 来有气体放 后来：NaHCO3＋ HCl===NaCl＋H2O 出 ＋CO2↑
高温 高温 高温 点燃 高温
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2．木炭燃烧
①2C＋O2(不足)=====2CO，②2CO＋O2 ===== 2CO2， ③C＋O2(充分)=====CO2， ④CO2＋C=====2CO。
点燃 高温
点燃
点燃
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3.水垢
CaCO3和Mg(OH)2 (1)主要成分：_________________。
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物 质 金刚石(C) 内容 硬度 导电 性 很大 不导电 _______
石墨(C)
质软 ______，在 纸上可留痕 迹 良好
C60
不导电
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想一想 1.金刚石、石墨和C60 都是由碳元素组成的单 质，为什么物理性质不同？ 【提示】 物质的结构决定物质的性质. 金刚石、石墨和C60内部碳原子的排列方式
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探究导引2 能否用Ca(OH)2除去NaHCO3溶 液中的Na2CO3杂质？ 【提示】 不能。因为Ca(OH)2与NaHCO3 反应；Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋ Na2CO3＋2H2O。
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要点归纳 1．Na2CO3和NaHCO3的鉴别
Na2CO3(NaHCO3) 固体 加热 2NaHCO3===== Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 溶液 加适量 NaOH 溶液 NaHCO3＋NaOH=== Na2CO3＋H2O
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NaHCO3(Na2CO3) 加水制成饱和溶液， 通入足量 CO2，结晶 过滤 通入 CO2 Na2CO3＋ H2O＋ CO2===2NaHCO3
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即时应用 1．可用来鉴别 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液 的方法是( ) A．加入澄清的石灰水 B．分别加热 C．加稀盐酸 D．加 CaCl2 溶液
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解析：选 D。A 不可选，因为澄清石灰水既能 与 Na2CO3 作用生成沉淀，也能与 NaHCO3 作 用生成沉淀：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓ ＋2NaOH， Ca(OH)2 ＋ 2NaHCO3===2H2O＋ CaCO3↓ ＋ Na2CO3 或 Ca(OH)2 ＋ NaHCO3===H2O＋CaCO3↓＋NaOH。 B 不可选， 因为 Na2CO3 溶液受热无化学变化， NaHCO3 溶液受热不发生分解反应，二者现象 相同。
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要点2
的吗？
【提示】
CO2与碱反应产物的确定
CO2与碱反应的产物是唯一 不唯一，少量CO2与碱液反应生
探究导引3
成碳酸盐，过量CO2与碱反应生成碳酸氢盐.
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探究导引4 的产物？ 【提示】
如何确定CO2与NaOH溶液反应 CO2与碱反应产物确定的关键是熟
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nCO2 nNaOH <1∶2 ＝1∶2 1 nCO2 < 2 nNaOH <1 ＝1∶1 >1∶1
反应情况 NaOH 过量，只发生 反应①(余 NaOH) CO2 与 NaOH 恰好按 ①反应 ①②两个反应均有 恰好发生反应② 只发生反应②，CO2 剩余
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物质 内容
碳酸钠
碳酸氢钠 受热分解，化学方程式为 △ 2NaHCO3===== _______________________ _______________________
Na2CO3＋H2O＋CO2↑
稳定性
稳定，受热难 分解
与盐酸 反应
Na2CO3＋ 2HCl===2NaC NaHCO3＋HCl===NaCl＋ l＋H2O＋ H2O＋CO2↑ CO2↑
A．环境监测中心在公布城市空气质量状况时 不包括该气体 B．是造成全球气候变暖的主要气体
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C．在蔬菜大棚中，适量增加其含量有利于农 作物的生长 D．能与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白 的携氧能力降低
解析：选 D。能与血红蛋白结合，使血红蛋白 携氧能力降低的是 CO。
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不同，决定了其性质不同。
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二、广泛存在的含碳化合物 Na2CO3和NaHCO3的比较 物质 内容 化学式 俗名 颜色状态 溶解性
碳酸钠
Na2CO3 苏打/纯碱 白色粉末 易溶于水
碳酸氢钠
NaHCO3 小苏打 白色晶体 易溶于水，(比 Na2CO3溶解度小)
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石墨(C)
C60
深灰 _________ 无色透明晶 外观 色、不透明 体 的片状固体 由 由 六边形 正四面体 __________ _________ 结构 构成的空间 构成的平面 网状结构 层状结构
灰黑色固体
正五边形 由________ 正六边形 和________ 排列而成的 足球状分子
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ห้องสมุดไป่ตู้
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自然界中的元素
物质 内容
碳酸钠
碳酸氢钠
NaHCO3＋ ________________ NaOH===Na2CO ________________ 3＋H2O ________________ 发酵粉、治疗胃病
与NaOH 不反应 溶液反应 用途 制玻璃、造纸
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三、自然界中碳及其化合物间的转化 1．转化形式
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2．溶洞及钟乳石、石笋的形成 (1)溶洞形成的化学方程式为：CaCO3＋CO2＋ H2O===Ca(HCO3)2。 (2) 钟 乳 石 、 石 笋 形 成 的 化 学 方 程 式 为 ： Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 四、生产和生活中碳及其化合物间的转化 1．高炉炼铁
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新知初探自学导引
自主学习 一、多种多样的碳单质 1．同素异形体 由同一种元素组成的性质不同的几种单质，如 氧元素的同素异形体有 O2 和 O3，碳元素的同 素异形体有石墨、金刚石和 C60 等。 2．碳的同素异形体
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物 质 金刚石(C) 内容
生成物 Na2CO3 Na2CO3 NaHCO3、 Na2CO3 NaHCO3 NaHCO3
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自然界中的元素
其上述转化关系可用数轴表示为：
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2．依据向溶液中滴加盐酸的实验现象确定产 物 将 CO2 通入 NaOH 溶液中，充分反应后再向 溶液中滴加盐酸，设产生的气体体积与加入盐 酸的体积的关系如图所示，则依据 a 与 b 的关 系可以判断溶液的组成并计算各组分的物质 的量。
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自然界中的元素
解析： 60 是碳元素的一种同素异形体， C M(C60) ＝720 g· －1，C60 的充分燃烧产物是 CO2， mol CO2 气体使澄清石灰水变浑浊， 常作为 CO2 的 检验。
答案：碳 同素异形体 720 g· －1 澄清石 mol 灰水 CO2 澄清石灰水变浑浊
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C 不可选，加入稀盐酸，都产生 CO2 气体，虽 同 浓 度 Na2CO3 溶 液 放 出 CO2 的 速 率 比 NaHCO3 溶液慢，但这里浓度不明确，故不能 将二者鉴别开来。 D 可选，Na2CO3 溶液中出现沉淀，Na2CO3＋ CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，NaHCO3 溶液与 CaCl2 不反应。
状态 固态 鉴别方法 加热 Na2CO3 无明显变化 NaHCO3 分解产生无 色气体 (CO2)
溶液
开始无明显现象, 逐滴滴加盐 一滴加就有 一段时间后有气 酸 气体产生 体产生 滴加CaCl2 产生白色沉淀 无明显变化 (CaCO3) 溶液
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2.除杂(括号内为杂质)
记有关反应的方程式，记清Na2CO3与 NaHCO3性质的异同，从而根据提供的有关量
的数据结合合适的计算方法最终确定。
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要点归纳 1．CO2 与碱反应的原理 CO2 与碱反应时产物与二者的相对量有关，当 碱足量时生成碳酸盐，当 CO2 足量时，生成碳 酸氢盐。如： (1)CO2 不足时：CO2 ＋2NaOH===Na2CO3 ＋ H2O① (2)CO2 足量时：CO2＋NaOH===NaHCO3②
想一想 2.(1)Na2CO3 与任何碱都不反应吗？ (2)滴加盐酸后产生无色无味且能使澄清石灰 水变浑浊的气体的溶液中是否一定含有 CO2－？ 3
【提示】 (1)不一定。Na2CO3 与 Ca(OH)2、 Ba(OH)2 等能够反应。如 Na2CO3＋ Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (2)不一定。也可能是含有 HCO－或 HCO－与 3 3 CO2－的混合物。 3