理化生碳族元素学习教案

1、会计学1理化生碳族元素理化生碳族元素(yun s)第一页，共47页。考纲定标考纲定标1了解碳单质的性质了解碳单质的性质(xngzh)。2了解了解CO2、CO的性质的性质(xngzh)。3了解碳的氧化物对大气的污染及其防治。了解碳的氧化物对大气的污染及其防治。第1页/共47页第二页，共47页。热点定位热点定位(dngwi)1碳单质及其化合物的性质。碳单质及其化合物的性质。2碳酸盐、碳酸氢盐的性质。碳酸盐、碳酸氢盐的性质。3CO2与与NaOH溶液反应产物的判断。溶液反应产物的判断。第2页/共47页第三页，共47页。1牢记牢记3个递变规律：个递变规律：碳族元素随原子序数的增加碳族元素随原子序数的增加

2、(zngji)，金属性逐渐增强，非，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，碱性逐渐金属性逐渐减弱；最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。增强；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。第3页/共47页第四页，共47页。第4页/共47页第五页，共47页。第5页/共47页第六页，共47页。第6页/共47页第七页，共47页。一、碳族元素一、碳族元素1碳族元素的原子结构及其性质碳族元素的原子结构及其性质(1)碳族元素包括碳族元素包括(boku)： 、 、Ge、Sn、 。(2)在元素周期表中位置：在元素周期表中位置： 族。族。(3

3、)最外层电子数为最外层电子数为 ，主要化合价为，主要化合价为2、4，其中，其中C、Si、Ge、Sn的的 价化合物稳定，而价化合物稳定，而Pb的的 价化合物稳价化合物稳定。定。CSiPbA442第7页/共47页第八页，共47页。2碳族元素碳族元素(yun s)性质的相似性和递变性性质的相似性和递变性4第8页/共47页第九页，共47页。4H2RO3H4RO4第9页/共47页第十页，共47页。二、碳单质的性质二、碳单质的性质1碳单质的同素异形体碳单质的同素异形体金刚石属于金刚石属于(shy) 晶体；石墨属于晶体；石墨属于(shy)混合型晶体；混合型晶体；C60、C70属于属于(shy) 晶体。晶体。

4、原子原子(yunz)分子分子(fnz)第10页/共47页第十一页，共47页。2碳单质碳单质(dnzh)的化学性质的化学性质第11页/共47页第十二页，共47页。第12页/共47页第十三页，共47页。无无无无难难有有第13页/共47页第十四页，共47页。2二氧化碳二氧化碳(1)实验室制法：实验室制法：原理：原理： 。(2)物理性质：物理性质：无色无味的气体，无色无味的气体， 溶于水，溶于水， 毒；固态二氧化碳俗称毒；固态二氧化碳俗称 。(3)化学性质：化学性质：具有具有(jyu)酸性氧化物的通性。酸性氧化物的通性。能能无无干冰干冰(gnbng)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O第14页/

5、共47页第十五页，共47页。人工降雨人工降雨(rngngjingy)光合光合第15页/共47页第十六页，共47页。第16页/共47页第十七页，共47页。碳的氧化物的性质碳的氧化物的性质(xngzh)碳的氧化物碳的氧化物COCO2物理性质物理性质无色无味气体，有毒无色无味气体，有毒(能能与人体内的血红蛋白结与人体内的血红蛋白结合，使人体因缺氧而中合，使人体因缺氧而中毒毒)，难溶于水，难溶于水无色气体，无毒，无色气体，无毒，能溶于水，导致能溶于水，导致温室效应的主要温室效应的主要气体气体第17页/共47页第十八页，共47页。第18页/共47页第十九页，共47页。第19页/共47页第二十页，共47页

6、。碳的氧化物碳的氧化物COCO2检验方法检验方法点燃后在火焰上方罩一个点燃后在火焰上方罩一个干燥的烧杯，无水生成，干燥的烧杯，无水生成，再使点燃后的生成气体通再使点燃后的生成气体通入澄清石灰水，溶液变浑入澄清石灰水，溶液变浑浊浊使澄清石灰水使澄清石灰水变浑浊变浑浊用途用途气体燃料，还原剂气体燃料，还原剂灭火剂、制冷灭火剂、制冷剂、制纯碱剂、制纯碱第20页/共47页第二十一页，共47页。特别提醒特别提醒(1)利用氧化利用氧化(ynghu)还原反应知识分析还原反应知识分析C、CO、CO2的的相互转化。如：相互转化。如： (2)CO2能引起温室效应，能引起温室效应，CO能与血红蛋白结合使人中毒能与血

7、红蛋白结合使人中毒。第21页/共47页第二十二页，共47页。第22页/共47页第二十三页，共47页。第23页/共47页第二十四页，共47页。请填写下列空白：请填写下列空白：(1)用以上装置制备干燥纯净的用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中，装置中a和和b的作用分别是的作用分别是_，_；c和和d中盛放的中盛放的试剂分别是试剂分别是_，_。(2)制丙烯制丙烯(bn x)时，还产生少量时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_(填序号填序号)。饱和饱和Na2SO3溶液酸性溶液酸性K

8、MnO4溶液石灰水溶液石灰水无水无水CuSO4品红溶液品红溶液第24页/共47页第二十五页，共47页。解析解析(1)因为因为a连接分液漏斗和烧瓶，故连接分液漏斗和烧瓶，故a具有恒压作用，使漏斗内的具有恒压作用，使漏斗内的液体顺利流下，由液体顺利流下，由b装置导气管长短可知装置导气管长短可知b装置是为了防止倒吸，因为甲装置是为了防止倒吸，因为甲酸易挥发，所以制备的酸易挥发，所以制备的CO中一定含有甲酸，可用中一定含有甲酸，可用NaOH溶液除去，溶液除去，d中中盛有浓硫酸，用于干燥盛有浓硫酸，用于干燥CO。(2)注意检验的是四种气体，要先检验水的存在；因为注意检验的是四种气体，要先检验水的存在；因

9、为SO2的存在会干扰的存在会干扰CO2的检验，所以应该先检验的检验，所以应该先检验SO2并除去并除去SO2，再检验，再检验CO2，SO2与丙与丙烯均能与酸性烯均能与酸性KMnO4溶液反应，所以不能用酸性溶液反应，所以不能用酸性KMnO4溶液除溶液除SO2气气体，只能用饱和体，只能用饱和Na2SO3溶液除去溶液除去SO2生成生成(shn chn)NaHSO3，故正，故正确的顺序应该是确的顺序应该是(或或)。第25页/共47页第二十六页，共47页。答案答案(d n)(1)恒压防倒吸恒压防倒吸NaOH溶液浓硫酸溶液浓硫酸(2)(或或)第26页/共47页第二十七页，共47页。 除去除去CO、CO2气体

10、中混有的杂质气体中混有的杂质(括号内为杂质括号内为杂质)的的方法方法(fngf)(1)CO(CO2)：通过盛有：通过盛有NaOH溶液的洗气瓶；溶液的洗气瓶；(2)CO2(CO)：通过盛放灼热：通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管；的硬质玻璃管；(3)CO2(O2)：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管；：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管；(4)CO2(SO2)：通过盛有饱和：通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性溶液或酸性 KMnO4溶液的洗气瓶；溶液的洗气瓶；(5)CO2(HCl)：通过盛有饱和：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。溶液的洗气瓶。第27页/共47页第二十八页，共47页。1下列检验二氧化碳和一氧化

11、碳的方法只用到物理性质下列检验二氧化碳和一氧化碳的方法只用到物理性质的是的是 ()A分别充入气球，观察气球在空气中的情况，若气分别充入气球，观察气球在空气中的情况，若气 球下沉，则说明充入的气体是二氧化碳球下沉，则说明充入的气体是二氧化碳B分别用试管收集气体，倒立分别用试管收集气体，倒立(dol)水中观察液面变化水中观察液面变化，试管里液面上升，说明气体是二氧化碳试管里液面上升，说明气体是二氧化碳C分别通入赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红分别通入赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色粉末，则该气体是一氧化碳色粉末，则该气体是一氧化碳D分别用导管导出点燃，能燃烧的气体是一氧化碳分别用导管导出点燃

12、，能燃烧的气体是一氧化碳第28页/共47页第二十九页，共47页。解析：解析：A项，只用密度判断，属于物理性质；项，只用密度判断，属于物理性质；B项，二氧化碳项，二氧化碳(r yng hu tn)溶于水，一部分二氧化碳溶于水，一部分二氧化碳(r yng hu tn)与水反与水反应，用到化学性质；应，用到化学性质；C项，一氧化碳还原氧化铜利用了一氧化碳项，一氧化碳还原氧化铜利用了一氧化碳的还原性；的还原性；D项，一氧化碳燃烧，是一氧化碳的可燃性。项，一氧化碳燃烧，是一氧化碳的可燃性。答案：答案：A第29页/共47页第三十页，共47页。2将过量的将过量的CO2分别通入分别通入CaCl2溶液；溶液；N

13、a2SiO3溶液；溶液；Ca(OH)2溶液；饱和溶液；饱和(boh)Na2CO3溶液。最终溶液中有白溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是色沉淀析出的是 ()A BC D第30页/共47页第三十一页，共47页。解析：根据酸与盐反应的规律，解析：根据酸与盐反应的规律，CO2通入通入CaCl2溶液无明显溶液无明显(mngxin)现象现象(一般弱酸不能制强酸一般弱酸不能制强酸)；过量的；过量的CO2通入通入Na2SiO3溶溶液中有白色沉淀液中有白色沉淀H2SiO3生成；生成；CO2通入通入Ca(OH)2溶液至过量，溶液至过量，Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3

14、)2，最终生成，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀产生；过量而无沉淀产生；过量CO2通入饱和通入饱和Na2CO3溶液中：溶液中：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，生成的，生成的NaHCO3溶解度比溶解度比Na2CO3溶解度小而溶解度小而结晶析出。结晶析出。答案：答案：B第31页/共47页第三十二页，共47页。1CO2与碱、盐溶液的反应与碱、盐溶液的反应(fnyng)与与碱碱的的反反应应反应原理反应原理CO22NaOH(足量足量)=Na2CO3H2OCO2NaOH(少量少量)=NaHCO3反应后溶反应后溶质成分的质成分的判断，判断，xn(NaOH)n(CO2)x11NaHCO311x21

15、NaOH、Na2CO3第32页/共47页第三十三页，共47页。与碱的与碱的反应反应也可用数轴表示：也可用数轴表示： 与盐的与盐的反应反应(遵遵循强制循强制弱的原弱的原理理)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3CO2(少量少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3 CO2(足量足量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClOCO2(少量少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3第33页/共47页第三十四页，共47页。第34页/共47页第三十五页，共47页。第35页/共47页第三十六页，共47页。第3

16、6页/共47页第三十七页，共47页。第37页/共47页第三十八页，共47页。答案答案(d n)B第38页/共47页第三十九页，共47页。 利用盐酸和利用盐酸和Na2CO3溶液互滴现象溶液互滴现象(xinxing)不同鉴别盐酸不同鉴别盐酸和和Na2CO3溶液：溶液：(1)向向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生，溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生， 一段时间后产生大量气泡。一段时间后产生大量气泡。(2)向盐酸中逐滴加入向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液，立即产生大量气泡。溶液，立即产生大量气泡。第39页/共47页第四十页，共47页。3(2011南昌模拟南昌模拟)一定量一定量CO2通入某浓

17、度的通入某浓度的NaOH溶液溶液(rngy)得溶液得溶液(rngy)A，向，向A溶液溶液(rngy)中逐滴滴入稀盐酸，加入中逐滴滴入稀盐酸，加入n(HCl)与生成与生成n(CO2)的关的关系如图所示。下列有关叙述正确的是系如图所示。下列有关叙述正确的是 ()第40页/共47页第四十一页，共47页。A通入的通入的CO2气体在标准状况下可能大于气体在标准状况下可能大于22.4 LBA溶液中的溶液中的n(NaOH)2n(Na2CO3)CA溶液中既含溶液中既含Na2CO3，又含，又含NaHCO3DA溶液中一定溶液中一定(ydng)只有只有Na2CO3第41页/共47页第四十二页，共47页。解析：根据碳

18、酸钠与盐酸的反应情况：解析：根据碳酸钠与盐酸的反应情况：Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNaHCO3HCl=NaClCO2H2O。开始滴入开始滴入3 mol盐酸无气体生成，后滴入盐酸无气体生成，后滴入1 mol盐酸，生成盐酸，生成1 mol CO2，而后再滴加盐酸无气体生成，说明，而后再滴加盐酸无气体生成，说明A溶液溶液(rngy)为氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液为氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液(rngy)，根据上，根据上述化学反应机理，可以推断述化学反应机理，可以推断A溶液溶液(rngy)中碳酸钠为中碳酸钠为1 mol，氢氧化钠为，氢氧化钠为2 mol。答案答案(d n)：B第42页/共47页第四十三页，共47页。4(2012惠州模拟惠州模拟)(1)有一包白色固体粉末可能为有一包白色固体粉末可能为