碳及其化合物间的转化学案

碳及其化合物间的转化

学案

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

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)；

对应学生

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

自然界中碳及其化合物间的转化

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＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O ②CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2

③Ca(HCO 3)2====△

CaCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑

[必记结论]

(1)CO 2属于温室气体，大气中CO 2含量多时会造成温室效应。 (2)少量CO 2与石灰水反应生成CaCO 3，足量CO 2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

对应学生

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：

①CO2不足时：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O

②CO2足量时：CO2＋NaOH===NaHCO3。

2．CO2与NaOH反应有关量和产物分析

n CO2

n NaOH

反应情况生成物

＜1∶2

NaOH过量，只发生反应

①(剩余NaOH)

Na2CO3

＝1∶2恰好发生反应①Na2CO3 1

2

＜

n CO2

n NaOH

＜

1

①②两个反应均有

NaHCO3、

Na2CO3

＝1∶1恰好发生反应②NaHCO3

＞1∶1只发生反应②，CO2剩余NaHCO3其上述转化关系可用数轴表示为：

[例1] 用 1 L mol·L－1 NaOH溶液吸收 mol CO2，所得溶液中CO2－3与HCO－3的物质的量浓度之比约是( )

A．1∶3B．1∶2

C．2∶3D．3∶2