2014高考化学一轮复习第三章 第一讲 碳的多样性

1、第一讲碳的多样性,1. 了解碳元素的单质及其化合物的主要性质及其应用。 2了解碳元素的化合物对环境质量的影响。 3碳元素的单质及化合物知识的综合应用。,1有关碳单质及其化合物的性质和转化关系的综合实 验、推断和相关计算。 2CO2、SO2性质比较及综合拓展。,一、碳的单质,为什么金刚石、石墨的物理性质差别较大，而化学性质却相似呢？ 提示由于金刚石、石墨是同种元素形成的单质，所以化学性质相似，但是两者的结构不同，故物理性质相差较大。,哪些事实能说明金刚石、石墨都是碳元素的同素异形体？ 提示(1)一定条件下，金刚石、石墨都能与氧气反应，产物都是二氧化碳。 (2)一定条件下，金刚石、石墨可以相互转化

2、。,二、广泛存在的含碳化合物,2碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较,纯碱或苏打,小苏打,碱性,小,稳定,风化,CO322H,Ca2OHHCO3,Ca22OH,Ca2CO32,2Al33CO32 ,=H2OCO2,=CaCO3H2O,2HCO3=CaCO3,CO322H2O,=CaCO3,3H2O=2Al(OH)3,3CO2,CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中为什么会有沉淀析出？ 提示将CO2气体通入饱和碳酸钠溶液发生：CO2H2ONa2CO3=2NaHCO3，从反应可以发现：溶剂水减少；溶质质量增加；在相同温度下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，所以会有晶体析出，使溶液变浑浊。,3两个重要的“

3、碳三角”,.请用化学方程式实现上述转化关系，体会单质碳、CO、CO2的还原性或氧化性。 (1)CCO _；_ _；_； (2)COCO2 _；_ _；_,(3)CO2CO _； (4)CCO2 _； _ ；,(5)CO2C _。 .请用化学方程式或离子方程式实现上述六个同价态含碳化合物间的转化,CO2Na2O=Na2CO3,CO22OH=CO32H2O,CO322H=H2OCO2,CO32H=HCO3,CO32H2OCO2=2HCO3,除去碳的化合物中的杂质的方法 (1)CO中混有CO2，通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。 (2)CO2中混有CO，通过装有灼热CuO的硬质玻璃管。 (3)CO2中混有

4、SO2、HCl，通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。 (4)Na2CO3固体粉末中混有少量NaHCO3，用加热法除去。 (5)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3，加适量NaOH溶液除去。 (6)NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3，通入足量CO2。,六种方法,碳酸的酸式盐和正盐的比较 (1)含钾、钠、铵的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均易溶于水。 (2)一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如Na2CO3NaHCO3。 (1)一般来说，热稳定性顺序为：正盐酸式盐碳酸，如Na2CO3NaHC

5、O3H2CO3。 (2)可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。,两种比较,1在水中的溶解性,2热稳定性,几个易错的与量有关的离子方程式的书写 在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液 Ca(HCO3)2NaOH=CaCO3NaHCO3H2O(NaOH少量) 离子方程式：Ca2HCO3OH=CaCO3H2O Ca(HCO3)22NaOH=CaCO3Na2CO32H2O (NaOH过量) 离子方程式：Ca22HCO32OH=CaCO3CO322H2O,我的总结,在NaHCO3溶液中滴加Ca(OH)2溶液 NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O(Ca(OH

6、)2过量) 离子方程式：HCO3Ca2OH=CaCO3H2O 2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O(Ca(OH)2少量) 离子方程式：2HCO3Ca22OH=CaCO3CO322H2O,有哪些溶液不断通入CO2至过量时，出现“先浑浊，后澄清”的现象？ 提示(1)往澄清石灰水中不断通入CO2气体的反应为： Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 (2)往氢氧化钡溶液中不断通入CO2气体的反应为： Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2,问题征解,(3)往漂白粉溶液中不断通入CO2气体的

7、反应为： Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO， CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2,1CO2的重要性质 (1)与碱反应后溶质成分的判断 反应原理,必考点20 碳及其化合物间的转化,反应后溶质成分的判断,也可用数轴来表示：,(2)与盐溶液的反应 CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3 CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3 取待检验溶液少量，向其中滴加一定量的可溶性钙盐或钡盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成无色、无味的气体，则待检溶液中有CO32。,2CO32的检验,【典例

8、1】,(2013高密质检)向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 molL1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图所示。,(1)写出OA段所发生反应的离子方程式：_ _。 (2)NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为_，其物质的量浓度之比为_。 (3)产生的CO2体积(标准状况下)为_。 (4)原NaOH溶液的物质的量浓度为_。 解析将CO2通入NaOH溶液中，可能发生两个反应：CO22NaOH=Na2CO3H2O，Na2CO3CO2H2O=2N

9、aHCO3，所以反应后的溶液中溶质有四种可能：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3。,(1)在Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，反应的过程是Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl、NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。 只有当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，才会产生CO2。从图像中可以看出，与NaHCO3反应的HCl为n(HCl)0.1 molL1(7550)103 L0.002 5 mol，所以溶液中的Na2CO3也为0.002 5 mol，将Na2CO3转化为NaHCO3需消耗盐酸25 mL，所以开始加入的25 mL盐酸应是用来中和NaO

10、H的。 (2)所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3。 n(Na2CO3)n(NaHCO3)0.1 molL1(7550)103 L0.002 5 mol,n(NaOH)0.1 molL125103 L0.002 5 mol (3)n(CO2)n(Na2CO3)0.002 5 mol V(CO2)22.4 Lmol10.002 5 mol0.056 L (4)取出的10 mL溶液中含Na的物质的量为n(Na)n(NaOH)2n(Na2CO3)0.002 5 mol20.002 5 mol0.007 5 mol,答案(1)HOH=H2O；CO32H=HCO3 (2)NaOH和Na2CO311(3

11、)0.056 L (4)0.75 molL1,(1)向Na2CO3、NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图1、2所示； (2)向NaOH、Na2CO2的混合溶液和向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图3、4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比xy11、mn11，其他比例时的图像略)。,碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像 的归纳总结,(2013保定调研)向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体8.96 L(0 ，1.01105

12、Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计),【应用1】,解析当未通入CO2气体时，溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH；当通入2.24 L CO2气体时，发生反应Ba2CO22OH=BaCO3H2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.2 mol OH；当通入4.48 L CO2时，发生反应2OHCO2=CO32H2O，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol CO32；当通入6.72 L CO2时，发生反应CO32CO2H2O=2HCO3，此时

13、溶液中的离子为0.2 mol Na、0.2 mol HCO3；当通入8.96 L CO2时，发生反应BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2，此时溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO3。对比图像可知选项C正确。 答案C,1Na2CO3、NaHCO3的鉴别,必考点21关于Na2CO3、NaHCO3的问题分析与计算,Na2CO3溶液与稀盐酸反应可理解为分步反应： Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl， NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。 NaHCO3溶液与稀盐酸反应的化学方程式为： NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。 (1)放出C

14、O2的速率不同 由于Na2CO3需要逐步结合两个H才放出CO2，则NaHCO3与盐酸反应放出CO2速率较快。 (2)耗酸量不同 无论是等质量的Na2CO3与NaHCO3还是等物质的量的Na2CO3与NaHCO3分别与盐酸反应，都是前者耗酸多。,2Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的比较,(3)CO2生成量 一定量的NaHCO3受热完全分解产生的CO2量与受热完全分解后的残留物与酸反应产生的CO2量相等。 当n(HCl)2n(Na2CO3)时，无论如何滴加，产生的CO2一样多；当n(HCl)2n(Na2CO3)时，把Na2CO3溶液滴加到盐酸中比把盐酸滴加到Na2CO3溶液中产生的CO2多。

15、(1)Na2CO3与Ca(OH)2反应时，产物与Ca(OH)2用量无关 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH (2)NaHCO3与Ca(OH)2反应时，产物与Ca(OH)2用量有关。,3与Ca(OH)2反应时用量与产物的关系,【典例2】,有关纯碱和小苏打的叙述正确的是 ()。 A等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应， NaHCO3产生的CO2多 B等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反 应，NaHCO3消耗的盐酸多 C向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而 Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀 DNa2CO3和NaH

16、CO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠 反应,解析Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应，有关物质的质量关系是： Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2 106 g 73 g44 g NaHCO3HCl=NaClH2OCO2 84 g36.5 g 44 g 显然，等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应，NaHCO3产生的二氧化碳多，Na2CO3消耗盐酸多，故A正确，B不正确；向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2溶液有如下反应：HCO3OH=CO32H2O，CO32Ba2=BaCO3，C选项不正确；Na2CO3溶液不与NaOH反应，D选项不正确。 答案A,Na2CO3、NaH

17、CO3与盐酸反应生成CO2的 量的比较,【应用2】,(2013福州第一次模拟)在含Na2CO3和NaHCO3各1 mol的混合溶液中加入0.5 mol下列物质，其中能使HCO3的数目减少、CO32数目增加的是 ()。 AHCl BNa2SO4 CNaOH DBaCl2 解析A项，加入HCl，碳酸根与氢离子反应生成碳酸氢根，A错误；B项加入硫酸钠没有发生任何反应，溶液中碳酸根和碳酸氢根离子数目不变；C项加入NaOH，碳酸氢根与氢氧根反应生成碳酸根，碳酸氢根离子数目减少，碳酸根离子数目增加，C项正确；D项加入氯化钡，碳酸根离子与钡离子反应，碳酸根离子数目减少。 答案C,(1)认真审题，明确实验目的

18、，找出实验原理。 (2)根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。 (3)准确地记录实验过程中的现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据，得出正确的结论。,(8分)牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。,试卷采样,答题要素 (1)明确实验目的：做什么。 (2)明确操作目的：为什么这样做。 (3)明确结论：这样做会有什么结果。理由是什么。 得分点及关键词 本类问题注意以下得分点：操作(目的)作用 (1)操作：怎么“做”。为什么这样“做”。 (2

19、)作用：需有明确的结论、判断、理由。 错因寻踪 (1)错误理解题目要求，用“结果”代替“作用”。 (2)没有明确的结论。装置内空气中存在少量的CO2，会使测量结果偏高,当场指导,(1)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收(2分) (2)装置内空气中存在少量的CO2被Ba(OH)2溶液吸收，会使测量结果偏高(3分) (3)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中被Ba(OH)2溶液吸收(或其他合理答案)(3分),评分细则,Hold住考向,名师揭秘,预计2014高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识相联系进行考查。碳单质及其化合物在日常生活、化工生产中起着重要作用，

20、在高考中将会有所体现。复习时应给予关注！,(1)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO3Ca22OH=CaCO3CO322H2O (2012北京理综，7D),碳及其重要化合物的转化,1判断正误,(),(),(4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 (2010山东理综，13C),(),(),2(2010上海，11)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是 ()。,解析向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，盐酸首先和N

21、aOH反应生成水和氯化钠，由已知数据可知当滴入0.1 L时，两者恰好反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生反应：HClNa2CO3=NaHCO3NaCl，不放出气体，当再加入0.1 L时，此步反应进行完全；继续滴加时发生反应：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，此时开始放出气体。由以上分析可知选C。 答案C,AV3V2V4V1 BV3V4V2V1 CV3V2V1V4 DV2V3V1V4,Na2CO3与NaHCO3的性质,1(2012大纲全国理综，12)在常压和500 条件下，等物质的量的Ag2O、Fe(OH)3、NH4HCO3、NaHCO3完全分解，所得气体体积依次为

22、V1、V2、V3、V4。体积大小顺序正确的是 ()。,答案A,A取a克混合物充分加热，减重b克 B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼 烧，得b克固体 C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰 吸收，增重b克 D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗 涤、烘干，得b克固体 解析C中碱石灰吸收的不仅有CO2还有H2O，无法进行具体计算。所以答案选C。 答案C,2(2011北京理综，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和 NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是 ()。,1(2012大纲理综，28)现拟用下图所示装置(尾气处理部分略)来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品(混有CuO粉末)中金属铜的含量。,碳及其重要化合物的综合应用,(1)制备一氧化碳的化学方程式是_ _； (2)实验中，观察到反应管中发生的现象是_；尾气的主要成分是_； (3)反应完成后，正确的操作顺序为_(填字母)； a关闭漏斗开关； b熄灭酒精灯1； c熄灭酒精灯2 (4)若实验中称取铜粉样品5.0 g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8 g，则原样品中单质铜的质量分数为_；,(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案： 设计方案的主要步骤是(不必描述