创新设计高一化学鲁科必修1学案：3 碳及其化合物间的转化

第2课时 碳及其化合物间的转化

1.溶洞形成涉及的化学反应： CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2； Ca(HCO 3)2=====△

CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

2．高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、空气。

3．高炉炼铁中碳的转化：C ＋O 2=====点燃 CO 2，C ＋CO 2=====高温

2CO ，

Fe x O y ＋y CO=====高温

x Fe ＋y CO 2。

4．水垢的主要成分：CaCO 3、Mg(OH)2。 5．碳及其化合物的转化：

1．CO 有哪些化学性质？

提示：(1)可燃性：2CO ＋O 2=====点燃

2CO 2(火焰呈蓝色) (2)还原性：CuO ＋CO=====△

Cu ＋CO 2 (3)毒性：CO 极易与血红蛋白结合。 2．CO 2有哪些化学性质？

提示：(1)不支持燃烧，本身也不燃烧。

(2)能与水反应：CO 2＋H 2O===H 2CO 3(使紫色石蕊溶液变红色)；H 2CO 3=====△

CO 2↑＋H 2O(石蕊溶液恢复紫色)。

(3)与碱溶液反应：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O

对应学生用书P50

自然界中碳及其化合物间的转化

[新知探究]

探究1转化示意图

探究2溶洞形成的模拟实验

实验操作

实验现象澄清石灰水先变浑浊后变澄清，加热该溶液，又变浑浊

化学方程

式

①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

②CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2

③Ca(HCO3)2====

△

CaCO3↓＋H2O＋CO2↑

[必记结论]

(1)CO2属于温室气体，大气中CO2含量多时会造成温室效应。

(2)少量CO2与石灰水反应生成CaCO3，足量CO2与石灰水反应生成Ca(HCO3)2。

(3)碳酸的正盐与CO2、H2O反应生成酸式盐。

(4)稳定性：Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3

[或Ca(HCO3)2]＞H2CO3。

[成功体验]

1．判断正误。

(1)大气中的CO2能被海洋溶解一部分。()

(2)自然界中同时存在产生CO2和消耗CO2的过程。()

(3)CO2主要是植物的光合作用消耗，因此植树造林能有效减弱“温室效应”。()

(4)加热碳酸氢钙溶液会变浑浊，加热碳酸氢钠溶液也会变浑浊。()

(5)钟乳石、石笋是由于CaCO3和Ca(HCO3)2的相互转化形成的。()

答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√

生产和生活中碳及其化合物间的转化

探究1高炉炼铁

(1)原料：焦炭和铁矿石。 (2)涉及的反应：

①CO 的产生

②

铁矿石被还原

探究2 木炭的燃烧

C 、CO 、CO 2的转化关系为

用化学方程式表示为： ①2C ＋O 2(不足)=====点燃

2CO 。 ②2CO ＋O 2=====点燃

2CO 2。 ③C ＋O 2=====点燃

CO 2。 ④C ＋CO 2=====高温 2CO 。 探究3 水垢的形成

(1)成分：CaCO 3、Mg(OH)2。 (2)形成过程反应的化学方程式：

①Ca(HCO 3)2=====△

CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。 ②Mg(HCO 3)2=====△

MgCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑， MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2＋CO 2↑。 探究4 碳在无机物和有机物之间的转化

1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH 4CNO)合成出有机化合物尿素[CO(NH 2)2]，突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。

[必记结论]

(1)C 、CO 一般表现还原性，CO 2只有氧化性。

(2)CO 2具有酸性氧化物的通性：与水反应生成碳酸；与碱反应生成碳酸盐和水。 (3)H 2CO 3的酸性比CH 3COOH 弱，所以生活中可以用醋酸除水垢。 (4)溶解性：Ca(HCO 3)2＞CaCO 3，MgCO 3＞Mg(OH)2。

(5)金属氧化物与CO 反应时符合通式： M x O y ＋y CO=====△

x M ＋y CO 2。

[成功体验]

2．判断正误。

(1)高炉炼铁过程中，碳元素只显示还原性。( ) (2)所有物质都不能在CO 2中燃烧。( ) (3)CO 、CO 2均属于温室气体。( )

(4)用醋酸除水垢的离子方程式为2CH 3COOH ＋CaCO 3===Ca 2＋

＋2CH 3COO －

＋CO 2↑＋H 2O 。( )

(5)在Ca(HCO 3)2=====△

CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 中，碳元素既表现氧化性又表现还原性。( )

答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×

考查CO 2与碱溶液反应产物的判断与计算

1.CO 2与碱反应的原理

CO 2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CO 2足量时，生成碳酸氢盐。如：

①CO 2不足时：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O ②CO 2足量时：CO 2＋NaOH===NaHCO 3。 2．CO 2与NaOH 反应有关量和产物分析

n (CO 2)

n (NaOH )

反应情况

生成物 ＜1∶2 NaOH 过量，只发生反应①(剩余

NaOH) Na 2CO 3 ＝1∶2 恰好发生反应① Na 2CO 3 12＜n (CO 2)n (NaOH )

＜1 ①②两个反应均有 NaHCO 3、Na 2CO 3 ＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO 3 ＞1∶1

只发生反应②，CO 2剩余

NaHCO 3

对应学生用书P52