2014届高考化学（鲁科版）一轮复习教学案：第三章 自然界中的元

第三章 自然界中的元素 第一节 碳的多样性

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1．了解碳单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2．了解碳单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3．了解碳元素单质及化合物知识的综合应用。

一、多种多样的碳单质 1．碳的同素异形体

(1)同素异形体的概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。

(2)常见的同素异形体：碳有金刚石、石墨、C60等；氧有氧气、臭氧(O3)。 C60 名称 石墨 金刚石 颜色、状态 深灰色、片状固体 无色、晶体 灰黑色、固体 熔、沸点 很______ 很高 很______ 硬度 较______ 很______ 较小 ________ ________ 导电性 导电 化学性质相似 [来源:Z&xx&k.Com]电极、铅笔 钻探机钻 应用于 芯、润滑剂 头、刻刀等 材料科学 特别提示：(1)由于同素异形体由同种元素构成，所以同素异形体往往具有相似的化学性质；但由于组成同素异形体各种单质的原子间连接的方式不同(即结构不同)，因此同素异形体的物理性质往往有很大差别。

(2)同素异形体之间的转化是化学变化。 2．碳的化学性质

用途 ?――→C＋2CuO=====2Cu＋CO↑

?――→ ?制水煤气??―→ ?归中反应?C—―

?――→ ?制粗硅?

?――→

?――→C＋2HSO?浓?=====CO↑＋2SO↑＋2HO

CuOH2OCO2

高温

2

――→?1?2C＋O2?不足?=====2CO，?2?C＋O2?足量?=====CO2

O2点燃点燃

SiO2

浓HNO3

浓H2SO4△

24222

即时训练1(2012重庆理综部分)(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气

态化合物，其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是________，Q是________，R的电子式为________。

(2)一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的CCl4

的实验操作名称为________，除去粗产品中少量钠的试剂为________。

即时训练2下列说法正确的是( )。

A．碳元素在自然界存在的单质只有石墨和金刚石

B．金刚石与C60两种碳的同素异形体物理性质相差无几，化学性质相似 C．CO2和CO都是碳的氧化物，也都是酸性氧化物

D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应放出的CO2相等 二、广泛存在的含碳化合物

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1．CO用于冶金工业(如Fe2O3)：

______________________。CO是煤气中毒的“元凶”，无色、无味、难溶于水。 2．CO2固体俗称“干冰”，典型的________氧化物。

NaHCO3 ________ 细小____色晶体 较易溶于水(溶解度较溶解性 易溶于水 Na2CO3小) 受热______分解 热稳定性 不易分解 __________________ Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋NaHCO3＋HCl===NaCl＋与HCl反应 CO2↑＋H2O(较快) CO2↑＋H2O(剧烈) 与NaOH反应 不反应 与CO2反应 不反应 用于玻璃、肥皂、造纸、纺发酵剂、灭火器，医疗上用用途 织等工业；洗涤剂 于治胃酸过多 特别提示：CO2气体通入饱和Na2CO3溶液有晶体析出，原因是：①CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3，溶剂水减少；②溶质质量增加；③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。

即时训练3(2012四川理综部分)(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有__________。(填写字母编号)

A．温室效应 B．酸雨

C．粉尘污染 D．水体富营养化

(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。

①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________________。

②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为_______________________。

[来源:Z&xx&k.Com][来源学科网Z|X|X|K]3．碳酸钠和碳酸氢钠

(1)碳酸钠和碳酸氢钠的比较(反应用化学方程式表示) Na2CO3 化学式 俗名 ______、______ 色态 ____色粉末

一、碳及其化合物间的转化

自然界中碳及其化合物间的转化

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其中：(1)形成溶洞涉及反应为：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 (2)形成钟乳石、石笋、石柱、水垢均涉及的反应为：Ca(HCO3)2===CaCO3＋CO2↑＋H2O。 特别提示：(1)除杂质

①CO中混有CO2，先通过盛有NaOH的洗气瓶，再通过盛有澄清石灰水的洗气瓶，最后干燥。

②CO2中混有CO，通过有灼热的CuO的硬质玻璃管。

③CO2中混有SO2、HCl，通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥。 (2)“温室效应”与CO2

产生“温室效应”的气体有CO2、CH4、碳的氟氯化合物等；主要气体是CO2；CO2的主要来源：含碳燃料的燃烧。

－

(3)CO2与OH反应的规律

【例1】用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )。 选项 操作及现象 溶液 A 通入CO2，溶液变浑浊。再升温至65 ℃以上，溶液变澄清 C6H5ONa溶液 B 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3溶液 C 通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色退去 Ca(ClO)2溶液 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。D Ca(OH)2溶液 再加入足量NaOH溶液，又变浑浊 二、Na2CO3和NaHCO3的性质及计算 1．两者性质比较(溶液内)

－－2－

Na2CO3主要表现CO23的性质，NaHCO3主要表现HCO3的性质；CO3能与许多离子发

－－－－＋－

生复分解反应，但HCO3不能，HCO3能够与OH反应生成CO2二者均能与H反应，CO23；3

＋－＋

与H反应比HCO3与H反应慢。

2．碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法

(1)热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，使澄清的石灰水变浑浊的是NaHCO3，另一个为Na2CO3。

(2)和酸反应生成气体的速率不同。分别取一定量的固体，逐滴加入等浓度等体积的盐酸，反应快、产生气体相应多的为碳酸氢钠，另一个为碳酸钠。

(3)阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠(特别注意：该方法必须取极稀溶液)。

特别提示：Na2CO3与盐酸反应是分步进行的：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

(1)由于NaHCO3跟HCl反应一步完成，所以NaHCO3跟HCl反应比Na2CO3跟HCl反应放出CO2的速率快。

(2)当Na2CO3溶液与稀盐酸反应时，加入试剂的次序不同，产生的现象不同。若往碳酸钠溶液中滴加盐酸，由于碳酸钠的量多，而加入的酸(氢离子)少，第二步反应尚未进行，产生的气体较少(有可能在滴加的局部范围内完成二步反应，看到有气体产生)。滴加一定量以

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后，溶液已转化为碳酸氢钠溶液，再加入盐酸，很快反应产生气体，量也较多。若将碳酸钠溶液滴加到盐酸中，则情况大不一样，试管中酸充足过量，滴入碳酸钠溶液很快完成上述二步反应，因此很容易观察到气体产生。利用上述现象，可以不用任何试剂鉴别二者。

3．Na2CO3和NaHCO3在一定条件下的相互转化

溶液中：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3