(共16张PPT)
普通高中课程标准实验教科书 化学1（必修）
第三章
第一节 碳的多样性
溶洞中的 石花、石笋、钟乳
图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。
世界上最大的钻石
——库利南一号
美丽的珊瑚
C60的结构
金刚石的结构
碳的同素异形体
石墨的结构
天然石墨
广泛存在的碳的化合物
天然气
天然碳酸盐
含碳无机化合物
（矿物）
有机化合物
（几十万种）
Na2CO3与NaHCO3物理性质比较
名 称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗 名
色态
水溶性
白色固体
苏打
小苏打
都易溶于水 但溶解度S碳酸钠＞S碳酸氢钠
Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较
实验内容 实验现象 结论
与H+反应
与NaOH
与Ca(OH)2
与CaCl 2
加热
产生气泡
CO32-+2H+= CO2↑ + H2O
HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
无明显现象
Na2CO3不反应
HCO3-+OH-= CO32- +H2O
产生白色沉淀
CO32-+Ca2+= Ca CO3↓
Ca2+ +HCO3-+OH- =
Ca CO3 ↓ +H2O
Na2CO3产生白色沉淀
NaHCO3无现象
CO32-+Ca2+= Ca CO3↓
NaHCO3不反应
Na2CO3无现象
NaHCO3分解产生CO2
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
Na2CO3不分解
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
碳酸氢钠受热分解实验装置：
三、Na2CO3与NaHCO3的相互转变
⒈ Na2CO3转变成 NaHCO3
_____________________________
⒉ NaHCO3转变成Na2CO3
①______________________________
②_______________________________
Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3
2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
碳酸
加热；加碱
碳酸盐
碳酸氢盐
〖讨 论〗
1、如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 ？
2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3？
3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3？
加CaCl2溶液；加热
加适量NaOH溶液；加热
通入中量CO2
七、关于Na2CO3与NaHCO3混合物中各成份质量分数的计算。
〖例题〗将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 2.74g 加热到质量不再变化时，剩余物质量为 2.12g 。求：
⑴混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量；
⑵将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以
生成标准状况下的气体体积。
解:用差量法计算：
2NaHCO3==Na2CO3+CO2↑+H2O 固体质量减少
2mol 62.0g
n (NaHCO3) 0.620g
n (NaHCO3)=0.02mol
n (Na2CO3) =（2.74g-0.02mol×84g/mol）/106g·mol-1
=0.01mol
CO32-+2H+= CO2↑ + H2O HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
∴ n (CO2)=n (NaHCO3) + n (Na2CO3)=0.03mol
V (CO2)= 0.03mol ×22.4L ·mol-1=0.672L
自然界中碳及其化合物间的转化
大气中的二氧化碳
绿色植物
海洋
光合作用
呼吸
动物
呼吸排泄
岩石
风化溶解
光合作用
森林草原
化石燃料
喷发
火山
燃烧
燃烧
动植物遗体演变
【活动·探究】
模拟“溶洞的形成”
实验方案及实验记录：
实验内容 实验现象 离子方程式
澄清石灰水
持续通入CO2
开始出现白色沉淀
CO2过量时沉淀溶解
澄清溶液
加热
出现白色沉淀
Ca2+ + 2OH- + CO2 =
Ca CO3↓+ H2O
Ca CO3 +CO2+ H2O =
Ca2+ + 2 H CO3-
Ca2+ + 2 H CO3- ==
Ca CO3 ↓ +CO2+ H2O
△
生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、工业炼铁
2、木炭燃烧
C
CO2
CO
碳“三角”
概括·整合
作业：写出下列反应的化学方程式
C
CO2
Na2CO3
NaHCO3
CO
CaCO3
Ca(HCO3)2
注：不能重复(共84张PPT)
一、碳单质的多样性
1．同素异形体的概念
由 元素组成的性质 的几种 ，叫做该元素的同素异形体 、 和 是碳元素的同素异形体； 和 是氧元素的同素异形体。
金刚石
C60
石墨
不同
单质
O2
O3
同种
(1)同素异形体的判断需注意三个要点：a.必须由同一元素组成；b.必须是不同的单质；c.必须结构不同。如O2与O3；S2、S4与S8等。
(2)同素异形体之间的转化属于化学变化，但价态不改变，是非氧化还原反应。
(3)不同的同素异形体，因结构不同，物理性质不同，但化学性质相似。
(4)由同一种元素形成的物质，由于同素异形体的存在，不一定为纯净物。
二、重要的含碳化合物
1. 一氧化碳
(1)物理性质： 色 味的 毒气体， 溶于水。
(2)化学性质
无
无
有
不
2．二氧化碳(固态时俗称 )
(1)化学性质
a．具有酸性氧化物的通性：
干冰
b．弱氧化性：
(2)实验室制取原理
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。
(3)用途：灭火、制冷剂、人工降雨、制尿素、光合作用等。
3．Na2CO3与NaHCO3的比较(反应用离子方程式表示)
1．自然界中碳及其化合物间的转化
2．生产和生活中碳及其化合物间的转化
(1)转化途径
途径Ⅰ：
途径Ⅱ：化工生产。
(2)工业生产中的转化
①炼钢、炼铁
高炉炼铁时的主要化学方程式为：
产物成分与反应物量的关系：
(2009年新沂质检)将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是( )
【方法技巧】 解决反应先后顺序问题，既可按上述解析方法从离子反应的本质入手分析，亦可采用假设法，即假设某一物质先反应，若其反应产物又能与原假定后反应的物质发生反应生成原反应物，则该物质后反应。
1．过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的 是( )
A．氯化钙溶液 B．石灰水
C．饱和碳酸钠溶液 D．水玻璃
答案：CD
2．(2009年滨州质检)用1 L 1.0 mol·L－1NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中的CO和HCO的物质的量浓度之比约是( )
A．1∶3 B．2∶1
C．2∶3 D．3∶2
1．水溶性
(1)含K＋、Na＋、 的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均易溶于水。
(2)一般地，在相同温度下，难溶性正盐的溶解度小于其酸式盐的溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2＞CaCO3，酸式盐的溶解度小于其可溶性正盐的溶解度，如溶解度Na2CO3＞NaHCO3。
2．热稳定性
(1)一般地，热稳定性顺序为：正盐＞酸式盐＞碳酸，如Na2CO3＞NaHCO3＞H2CO3。
(2)可溶性正盐＞难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。
①放出CO2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
等质量的Na2CO3与NaHCO3分别与盐酸反应，前者耗酸多；等物质的量Na2CO3与NaHCO3分别与盐酸反应，前者耗酸多。
③Na2CO3与盐酸的反应
a．滴加顺序不同，现象不同。
b．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。
下图中A～F是化合物，G是单质。
写出A、B、E、F、G的化学式：
A_____，B_____，E_____，F____，G______。
【解析】 化合物A受热分解可生成三种化合物，在中学常见的化合物范围内，固体A可能是不稳定的酸式盐或碱式碳酸铜，又因为A分解产生的两种化合物都能与化合物E反应产生单质G。G可能是O2，E为Na2O2，据此可判断C、D应为H2O、CO2。再根据A、B在溶液中可通过与F、C反应可相互转化，综合分析可确定C为CO2，D为H2O，则A为NaHCO3，B为Na2CO3。
【答案】 NaHCO3 Na2CO3 Na2O2 NaOH O2
3．(2009年菏泽质检)可以用来断定碳酸氢钠粉末中是否混有碳酸钠的实验方法是( )
A．加热时有无气体放出
B．滴加盐酸时有无气泡放出
C．溶于水后，滴加稀的氯化钡溶液有无白色沉淀生成
D．溶于水后，滴加澄清石灰水，有无白色沉淀生成
答案：C
4．①将0.1 L 1 mol·L－1的纯碱溶液逐滴滴入到0.1 L 1.25 mol·L－1的盐酸中；②将0.1 L 1.25 mol·L－1的盐酸逐滴滴入到0.1 L 1 mol·L－1的纯碱溶液中。这两种操作产生CO2的体积比为( )
A．5∶2 B．2∶5
C．2∶1 D．1∶1
1．(2009年济宁质检)下列关于Na2CO3和NaHCO3说法中正确的是( )
A．Na2CO3和NaHCO3都易溶于水
B．Na2CO3和NaHCO3都很稳定
C．石灰水和Na2CO3反应不与NaHCO3反应
D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为2∶1
解析：NaHCO3可溶于水，但不易溶，A错；NaHCO3受热分解不稳定，B错；石灰水与Na2CO3、NaHCO3均反应，C错。
答案：D
2．(2008年高考山东卷)旅游洞穴一般是指供游人观览的喀斯特洞穴。多姿多彩的石钟乳、石笋、石柱、石花等碳酸钙沉积体是喀斯特洞穴中的主要景观。由于游人呼吸有时会使旅游洞穴中二氧化碳浓度大幅度升高，可能造成的后果是( )
①抑制碳酸钙沉积体的生长 ②促进碳酸钙沉积体的生长 ③使游客有憋闷的感觉 ④使照明灯下的植物大量死亡
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析：CO2的浓度升高，使Ca(HCO3)2的量增大，抑制CaCO3沉积体的生长，也使O2的体积分数降低，让游客有憋闷的感觉。
答案：A
解析：A项，H2燃烧使Y处NaHCO3分解，产生CO2使石灰水变浑浊；D项在加热时H2与Fe2O3反应，但无CO2生成；B、C两项CO在P处燃烧，管内Na2CO3不分解，石灰水不变浑浊，CO与CuO在加热时反应生成CO2使石灰水变浑浊。
答案：AC
4．实验室用石灰石和盐酸制取CO2时，最佳的除杂试剂和方法是( )
A．水、浓H2SO4洗气
B．饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4洗气
C．饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4洗气
D．NaOH溶液、浓H2SO4洗气
解析：B项Na2CO3、D项NaOH均消耗CO2，A项水溶解CO2
答案：C
5．(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是__________________________(用化学方程式表示)。
(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是____________________________。
(3)为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。科学家致力于二氧化碳组合转化方面的技术研究，把过多的二氧化碳转化为对人类有益的物质。如将二氧化碳和氢气以1∶4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源。请完成下列化学方程式：CO2＋4H2===________＋2H2O。
(4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释放CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物的生长。原因是它能
____________________________。
①加强呼吸作用 ②加强光合作用 ③改良碱性土壤、调节pH ④加强植物蒸腾作用
A．①② B．②③
C．③④ D．②③④
(5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是_________________________。
A．使用天然气等燃料 B．控制全球人口增长
C．植树造林，保护森林 D．立即减少煤和石油的燃烧
解析：(1)CO2能溶于水，溶于水后会与CaCO3反应，导致CaCO3溶解。
(3)从原子守恒的角度去分析，1 mol CO2与4 mol H2反应时，生成了2 mol H2O，生成的另一物质中必有1 mol C和4 mol H，由方程式的化学计量数可知，此物质必为CH4。
(4)植物发生呼吸作用放出CO2；其蒸腾作用与外界温度及水分有关，与CO2的浓度无关；植物的光合作用需要吸收CO2，且CO2溶于土壤中的水而生成的H2CO3电离出的H＋可以改良碱性土壤，调节pH，促进植物对Ca2＋、Mg2＋的吸收。所以“汽水”浇灌植物能促进植物的生长。
(5)随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增大，所以不可能立即减少煤和石油的燃烧。使用天然气等燃料也会产生CO2，只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2，且见效快。
答案：(1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
(2)大量燃烧煤、石油等化石燃料
(3)CH4 (4)B (5)C
6．气体A只含X和Y两种短周期元素，X的原子序数大于Y的原子序数。B、D、E是中学化学中的常见气体。各物质有如下所示的转化关系：
请回答下列问题：
(1)若气体A是混合气且X和Y的质量比小于3，则气体A中肯定有________(写化学式)。
(2)若气体A为纯净物且其分子为直线形结构，且X和Y的质量比在数值上等于X的相对原子质量，则A的化学式为____________；
(3)写出化学式：B__，C__，D__，E___，甲___。
(4)乙可能为__________________(任写两种)。
答案：(1)H2 (2)C2H2 (3)CO2，H2O，CO，H2，C
(4)CuO，Fe3O4，Fe2O3
碳及其化合物的转化
(2009年广州质检)水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去)
回答下列问题：
(1)盛浓H2SO4的装置用途是________，盛NaOH溶液的装置用途是________________。
(2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是__________，所发生反应的化学方程式是：_______________________________________。
(3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是________，其目的是________。
(4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：g－ab－___________________________________________。
(5)能证明混合气中含有CO的实验依据是_______________________________________。
(6)能证明混合气中含有H2的实验依据是____________________________________。
【解析】 本题关键是应明确实验目的(证明混合气体中有CO和H2)，要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO2和H2O来检验，同时又要防止原混合气体中CO2和水蒸气的干扰，所以，用CO、H2还原CuO之前，必须首先除去CO2和水蒸气。本题应首先解决第(4)问。
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．(2010年泰安质检)碳是自然界的基本构成元素之一，在自然界中，不停地转化、循环，构成了生机盎然的物质世界，下图为自然界中碳的循环图。下列有关分析不合理的是( )
A．过程①中还可能有另外的含碳物质产生
B．碳元素在自然界中的循环主要是通过CO2的生成和消耗来实现的
C．加速过程②将有利于社会的可持续发展
D．只有使图中所示的各转化的总体保持基本平衡，才能维持大气中CO2的含量相对稳定
解析：加速过程②会造成温室效应等环境问题，不利于社会的可持续发展。
答案：C
2．近期《美国化学会杂志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470°C、80MPa下合成金刚石具有深远意义，下列说法不正确的是( )
A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化
B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠
D．金刚石与许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C60、C120等互为同素异形体
解析：金刚石是碳的一种同素异形体，而不是同位素。
答案：B
3．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是( )
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打
D．先将两样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
答案：C
4．(2009年连云港质检)下列有关CO2的实验中，只能证明CO2的物理性质的实验是( )
5．下列说法错误的是( )
A．铅笔芯的主要原料是石墨，儿童在使用时不会引起中毒
B．CO有毒，生有煤炉的居室可放置数盆清水，这样有效地吸收CO，防止煤气中毒
C．“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中CO2的缓释，有利于植物的光合作用
D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”
解析：A项，石墨无毒不会引起中毒，正确；B项CO不溶于水，放盆清水不能防止CO中毒，B错；C项CO2有利于光合作用，正确，D项，Si制造半导体元件，正确。
答案：B
6．关于金刚石、石墨和C60的结构的说法正确的是( )
A．我们肉眼看到的金刚石、石墨和C60都是由多个分子靠一定的作用力堆积而成的单质
B．虽然金刚石、石墨和C60中的碳原子的排列方式不同，但它们之间的作用力却是相同的
C．金刚石、石墨和C60的结构不同决定了它们的性质不同
D．金刚石中所有的碳原子都按一定的方式连成一个向空间伸展的网络，而C60中每60个碳原子构成一个分子
解析：A项，金刚石、石墨不是由分子构成；B项，金刚石中只存在共价键，石墨和C60中除共价键外还有分子间作用力，不正确。C、D正确。
答案：CD
7．用来分离CO2和CO混合气体并干燥的装置如图所示，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，通过Y形管和止水夹分别接两球胆，现装置内空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为( )
解析：甲中用NaOH吸收CO2，剩余CO用浓H2SO4干燥后收集在一个球胆内；关闭a，打开b，将乙中的稀H2SO4放入甲中，会有CO2放出，经丙中浓H2SO4干燥后收集到另一个球胆内。
答案：C
8．下列物质，分别滴加醋酸时会产生相同气体的是( )
①大理石 ②钟乳石 ③锅垢 ④贝壳 ⑤蛋壳
⑥水玻璃
A．①②③⑥ B．④⑤⑥
C．①②③ D．①②③④⑤
答案：D
9．向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，结果有晶体析出，对析出晶体的原因分析不正确的是( )
A．相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
B．溶液中溶剂减少了
C．溶质质量增加了
D．反应过程放热
答案：D
10．将标准状况下，1.12 L CO2通入到100 mL NaOH溶液中，充分反应后，减压将溶液小心蒸干，得到不含结晶水的固体W，其质量为5.08 g，则下列情况中符合题意的是( )
(1)写出A与F的化学式：A________，F________。
(2)下列物质中有一种与B物质不属于同一类，其他与B均属于同一类，这一物质是________。
A．SO2 B．SO3
C．Na2O D．SiO2
(3)D高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成E和F时，所得气体的平均相对分子质量是________。
(4)写出反应②的化学方程式：__________________________。
12．(12分)实验室有一种含有少量二氧化硅的石灰石样品，某同学想准确测定该样品的纯度。他取用2.0 g样品于烧杯中，把200 mL某盐酸分4次加入，充分作用后记录烧杯中固体质量(见下表)，请选择合适的数据并计算：
(1)写出样品中加入盐酸后发生反应的离子方程式：
_______________________________。
(2)该样品的纯度(含CaCO3的质量分数)为________。
(3)所取用的稀盐酸的物质的量浓度为________。
(4)如果该同学改用稀硝酸测定样品纯度，你认为对结果有无影响？________；如果改用稀H2SO4，对结果有无影响？________，原因是______。
答案：(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)90% (3)0.27 mol·L－1 (4)无影响 有影响 因CaSO4微溶覆盖在样品表面，阻碍CaCO3与H2SO4进一步反应
13．(13分)(2010年山东临沂模拟)已知某固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成，通过推理和计算完成下列问题：
(1)取A与足量盐酸反应，若保持总物质的量不变，不论以何种比例混合，生成气体的量均保持不变，则混合物A的组成情况最多有________种(填数字)。
(2)取A与足量盐酸反应，若保持总质量m(A)不变，不论以何种比例混合，生成气体的量均保持不变，则A的可能组成是___和_____、____和____、________和________(可不填满，也可补充)。
(3)若先将A加热，剩余固体再与足量盐酸反应，且将先后两次生成的气体分别通入足量澄清石灰水中，生成的沉淀均为10.0 g，则A中各物质的物质的量之和为________mol。
(4)取a g该混合物与足量盐酸反应生成CO2气体的体积V的取值范围是(标准状况)________。
解析：(1)两两组合共有6种情况。
(2)因NaHCO3与MgCO3的摩尔质量均为84 g·mol－1，CaCO3与KHCO3的摩尔质量均为100 g·mol－1，故总质量不变，生成的CO2不变有两组组合。
(3)两次均产生0.1 mol CO2，故A中含KHCO3和NaHCO3共0.2 mol。
14．(14分)某无色气体，可能含有H2、CO、HCl、CO2中的一种或几种。现将混合气体依次经过下列处理(假设每步均完全反应)：
试回答下列问题：
(1)根据混合气体经过AgNO3溶液时的现象，说明原混合气体中一定含有________。
(2)原混合气体中________(选填“可能”、“不可能”或“肯定”)含有H2气体。
(3)原混合气体的组成可能是：________或________或________。
答案：(1)HCl (2)可能 (3)HCl和CO HCl、H2和CO2 HCl、H2、CO和CO2(共20张PPT)
金刚石
煤
1、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？
2、你身边还有什么物质含有这种元素？
图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。
世界上最大的钻石
——库利南一号
美丽的珊瑚
溶 洞
石柱、石笋
一、多种多样的碳单质
石 墨 深灰色、硬度小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。
金刚石 金刚石是硬度极高，熔点极高的单质，无色透明的晶体，不导电。
世界上最大的钻石
——库利南一号
C60 灰黑色的固体,不导电，又名富勒烯、足球烯
C60分子模型
组成原子相同的单质，性质咋就差别这么的大呢？
返回本节小结
335pm
核间距142pm
碳原子的排列方式不同--？！
原来如此
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。
金刚石、石墨、和C60 是碳元素
的同素异形体。
氧气和 O3 是氧元素的同素异形体。
白磷和红磷是磷元素的同素异形体。
二、广泛存在的含碳化合物
有机物：天然气、淀粉、蛋白质等
无机物：
二氧化碳、 大理石、方解石、白云石、
菱镁矿、 菱锌矿、菱铁矿
Na2CO3 NaHCO3
俗 名
结晶水合物
纯碱或苏打
小苏打
Na2CO3.10H2O
——
颜色状态
溶解性（比较）
白色粉末
白色晶体
碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水
碳酸钠、碳酸氢钠比较
预测碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质
思考：
回顾碳酸钙的化学性质：
1、与盐酸反应：
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
2、受热分解：
CaCO3＝CaO+CO2↑
碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质
与酸反应
与某些碱反应
与某些盐反应
热稳定性
与 酸 反 应
Na2CO3
NaHCO3
结论：
碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是
碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2
CO32 - +2H+= H2O + CO2
NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2
HCO3- + H+=H2O+CO2
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH
CO32 -+Ca2+=CaCO3
能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
HCO3-+OH -=CO32-+H2O
易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH
与某些碱反应
与 某些盐 反 应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl
与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀
CO32-+Ca2+=CaCO3
也可与某些盐反应
Na2CO3
NaHCO3
2NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2
结论：
加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。
碳酸钠受热不分解
所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。
热稳定性
小结
Na2CO3性质：
1、能和酸反应
2、能和含有钙、钡等离子的
可溶性盐或碱反应生成沉淀
NaHCO3性质：
1、能跟酸和碱都能发生反应
2、受热分解，热稳定性差
如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
[问题讨论]：
方法一：分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠
方法二： 加入可溶性的钙盐或钡盐，生成白色沉淀的是碳酸钠。
固体
溶液
练习
1.写出以下转化的化学方程式
Na2CO3 NaHCO3
CO2和H2O
Na2OH或加热
2.如何除去Na2CO3固体中的NaHCO3
如何除去NaHCO3溶液中的Na2CO3
三、碳及其化合物间的转化
1.自然界中碳及其化合物间的转化
阅读65-66页（3分钟）
活动探究：模拟溶洞的形成
2.生产和生活中碳及其化合物间的转化
高炉炼铁
木炭燃烧
水垢的形成
无机物和有机物间的转化
本节小结
1、碳单质—同素异形体概念及其性质
最常见的碳单质有：金刚石、石墨、C60
链接
2、 Na2CO3 和NaHCO3
链接(共43张PPT)
第3章
自然界中的元素
第1节
碳的多样性
1.通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。
2.知道含碳元素的化合物种类巨大，一般分为无机含碳化合物与有机含碳化合物两大类。通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质，初步体会它们性质的差异。
3.根据生产、生活中碳元素转化实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的相互转化，进一步了解它们的性质。使学生能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题，如水垢的形成与消除，煤燃烧的现象的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。
本节教材的教学目标
本节教材的重点难点
知识：
?碳元素之间的相互转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
方法：
?应用各类物质之间的反应关系和氧化还原反应的知识，探讨物质的性质，以及含有相同元素的物质之间的转化。
教材框架
活动探究
活动探究
交流研讨
方解石
珊瑚
CaCO3
C
CaCO3
金刚石C
煤
C
1、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？
2、你身边还有什么物质含有这种元素？
一、多种多样的碳单质
石 墨 深灰色、硬度小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。
金刚石 金刚石是硬度最大，熔点最高的单质，无色透明的晶体，无自由电子，不导电。
C60灰黑色的固体,不导电，又名富勒烯
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（allotrope)
金刚石、石墨、和C60 是碳元素的同素异形体。
氧气和 O3 是氧元素的同素异形体
为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？
335pm
核间距142pm
结论：
碳原子的排列方式不同
K3C60
由球碳可以合成出品种繁多的各种化合物
大理石
溶洞
二、广泛存在的含碳化合物
含碳化合物
无机化合物
有机化合物
根据学过的碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1、碳酸钠可能与哪些物质反应？
2、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？
活动探究
纳米自净玻璃
肥皂
纺
织
品
面包
灭
火
剂
制胃药
Na2CO3 NaHCO3
俗 名
结晶水合物
纯碱或苏打
小苏打
Na2CO3.10H2O
——
颜色状态
溶解性（比较）
白色粉末
白色晶体
碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水
物 理 性 质
二、化学性质 1、与酸反应
探究实验Ⅰ：在两支试管中分别加入3ml稀 盐酸，在两个各装有0.3克碳酸钠或碳酸氢钠 粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中， 观察其现象。
现象：都有气泡产生，且红色
气球比绿色气球膨胀的快、大。
结论：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但等质量的NaHCO3与稀盐酸反应要比Na2CO3与稀盐酸剧烈得多，且产生的气体多。
CO32 -+2H+= H2O + CO2
HCO3-+H+=H2O+CO2
问题1：为什么等质量的碳酸氢钠与足量稀盐酸反应比碳酸钠与足量稀盐酸反应放出的气体多？
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2
NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2
106g 44g
0.3g m1
84g 44g
0.3g m2
问题2：碳酸氢钠与稀盐酸反应为什么比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多？
探究实验Ⅱ：先用两支试管分别取相同体积相同浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，然后向试管中分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸，边滴边振荡。观察其现象。
现象：碳酸钠溶液中刚开始滴加稀盐酸时没有气泡产生，随稀盐酸滴入量的增加才产生气泡。
碳酸氢钠溶液中滴入稀盐酸立即产生大量气泡。
问题2：碳酸氢钠与稀盐酸反应为什么比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多？
演示微观机理：
反应原理（化学方程式）：
NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2
Na2CO3+HCl=NaCl+Na HCO3
问题3：碳酸钠和碳酸氢钠除能与酸反应外还具有哪些化学性质？
能与碱反应
能与盐反应
二、化学性质 2、与碱反应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH
CO32 -+Ca2+=CaCO3
能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
HCO3-+OH -=CO32-+H2O
易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH
二、化学性质 3、与盐反应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl
与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀
CO32-+Ca2+=CaCO3
可与NaHSO4反应
二、化学性质 4、热稳定性
探究实验Ⅲ：把少量NaHCO3固体放在试管里，往烧杯里倒入澄清的石灰水，然后加热，如图。观察澄清的石灰水是否起变化。
现象：加热，导管口有气泡产生，烧杯中澄清石灰水变浑浊。最后又变为澄清溶液。试管口有水珠产生。
结论：NaHCO3受热易分解，即具有不稳定性。
2NaHCO3= Na CO3+H2O+CO2
２
问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证
二、化学性质 4、热稳定性
二、化学性质 4、热稳定性
问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证
现象：小试管内有水珠，导管口有气泡，烧杯中的溶液由无色变浑浊，最后又变澄清。
与大试管相连的导管口有少量的气泡，烧杯中的溶液无变化。
二、化学性质 4、热稳定性
结论： 碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。
问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证
问题5：这套验证实验装置具有什么优点？为什么与小试管连接的烧杯中的溶液由无色变浑浊，最后又变澄清？试用化学方程式解释其原因。
CO2+Ca（OH）2=CaCO3 +H2O
CaCO3 + CO2 + H2O= Ca（HCO3）2
1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
2、如何除去碳酸氢钠中的碳酸钠
3、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠
分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠
在混合物溶液中通入足量的二氧化碳
加热固体混合物至质量不再改变
问题6：碳酸钠与碳酸氢钠在什么条件下可以相互转化。
Na2CO3
NaHCO3
向溶液中通入过量CO2
加热或加适量NaOH
Na2CO3 + CO2 + H2O= 2NaHCO3
或 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2
化学方程式：
讨论：如何鉴别碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体。
１、用三支小试管分别取少量的碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体，加热。如果有使澄清石灰水变浑浊的气体产生，则为碳酸氢钠。再向另外两支试管中加入稀盐酸。有气体产生则为碳酸钠。无现象的为氯化钠。
２、用三支小试管分别取少量的碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体，加少量的水配成溶液。然后逐滴加入稀盐酸，反应剧烈者为碳酸氢钠，刚滴入稀盐酸时无气体产生，随滴入量的增加才有气体产生则为碳酸钠，无现象者为氯化钠。
用 途
制玻璃、制皂、造纸、纺织等
Na2CO3
中国古代造纸流程
发酵剂、制药、灭火剂等
NaHCO3
纳 米 玻 璃
日前，美国两大玻璃制造商皮尔金顿和PPG分别宣布，他们利用纳米技术研制成功了新型的“自净玻璃” 。新型玻璃会自动“洗脸”、“美容”，保持明净。
这种玻璃的神奇之处全在于它穿上了40纳米厚的二氧化钛“外套”，相当于头发丝粗细的1/1500。自净玻璃上的纳米膜与太阳光线中的紫外线反应，会产生双重作用：其一是催化作用，即可以使可见光中的远紫外线分解落在玻璃上的有机物，使有机污物化为乌有；其二它能使玻璃表面变成亲水性的，能把雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润，并洗掉玻璃表面的脏物。通常，这个涂层被光照“充电”5日后，夜间也能工作。
在自洁的同时，这种纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨气等有害气体，杀灭室内空气中的各种细菌和病毒，有效地净化空气，减少污染。不过生产商承认，如果消费者所住的地区灰尘和油污极重，这种玻璃的效果可能不尽如人意。但对除去普通灰尘，纳米自净玻璃得心应手。鉴于其巨大的市场需求，目前美国、爱尔兰、英国等国家已经开始批量生产这种新产品。
候德榜，著名化工专家。
古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。
1862年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，即索尔维制碱法。该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。 候氏制碱法，对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中Na+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良，纯白如雪，在1926年获美国费城“万国博览会金质奖章”。
侯 氏 制 碱 法
五、小 结
碳
酸
钠
与
碳
酸
氢
钠
一、物理
性质
二、化学
性质
与酸反应
与碱反应
与盐反应
热稳定性
三、相互
转化
四、用途
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2
NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2
2NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2
Na2CO3
NaHCO3
习 题 一
有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？
加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。
加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。
习 题 二
有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？
CO32 - + H+ = HCO3 -
HCO3 - + H += H2O + CO2
CO32 - + 2H += H2O + CO2
a滴入b：
b滴入a：
刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。
一滴入就有气泡产生
习 题 三
有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠溶液中是否混有碳酸钠？
加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色的沉淀。
六、巩固 · 拓展
１、有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸和碳酸钠溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？
２、苏打和小苏打有着广泛的应用。试从反应物的用量等角度，回答下列问题：
①做面条时，防止面团较长时间储存变酸味，常加入适量的面碱，选用 。
②作为泡沫灭火器的药品，选用 。
③用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等，选用 。
④胃溃疡（胃壁溃烂或穿孔）病人的胃酸过多，医生给用Al(OH)3乳胶，既不用苏打，也不用小苏打，其原因是 。
五、巩固 · 拓展
３、为证明有关物质的性质，某学生设计了下图所示的装置。当打开活塞C，使液体A与搁板H上的固体B相遇时，即有气体产生，并发现D中的蜡烛慢慢熄灭；关闭C打开E时，则看到G中的蜡烛燃烧更亮。
请写出该生在装置中有
关仪器内盛放的物质:
A B F ;用
化学方程式表示上述实验中
发生的有关反应。(共16张PPT)
普通高中课程标准实验教科书 化学1（必修）
第三章
第一节 碳的多样性
溶洞中的 石花、石笋、钟乳
图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。
世界上最大的钻石
——库利南一号
美丽的珊瑚
C60的结构
金刚石的结构
碳的同素异形体
石墨的结构
天然石墨
广泛存在的碳的化合物
天然气
天然碳酸盐
含碳无机化合物
（矿物）
有机化合物
（几十万种）
Na2CO3与NaHCO3物理性质比较
名 称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗 名
色态
水溶性
白色固体
苏打
小苏打
都易溶于水 但溶解度S碳酸钠＞S碳酸氢钠
Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较
实验内容 实验现象 结论
与H+反应
与NaOH
与Ca(OH)2
与CaCl 2
加热
产生气泡
CO32-+2H+= CO2↑ + H2O
HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
无明显现象
Na2CO3不反应
HCO3-+OH-= CO32- +H2O
产生白色沉淀
CO32-+Ca2+= Ca CO3↓
Ca2+ +HCO3-+OH- =
Ca CO3 ↓ +H2O
Na2CO3产生白色沉淀
NaHCO3无现象
CO32-+Ca2+= Ca CO3↓
NaHCO3不反应
Na2CO3无现象
NaHCO3分解产生CO2
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
Na2CO3不分解
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
碳酸氢钠受热分解实验装置：
三、Na2CO3与NaHCO3的相互转变
⒈ Na2CO3转变成 NaHCO3
_____________________________
⒉ NaHCO3转变成Na2CO3
①______________________________
②_______________________________
Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3
2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
△
碳酸
加热；加碱
碳酸盐
碳酸氢盐
〖讨 论〗
1、如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 ？
2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3？
3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3？
加CaCl2溶液；加热
加适量NaOH溶液；加热
通入中量CO2
七、关于Na2CO3与NaHCO3混合物中各成份质量分数的计算。
〖例题〗将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 2.74g 加热到质量不再变化时，剩余物质量为 2.12g 。求：
⑴混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量；
⑵将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以
生成标准状况下的气体体积。
解:用差量法计算：
2NaHCO3==Na2CO3+CO2↑+H2O 固体质量减少
2mol 62.0g
n (NaHCO3) 0.620g
n (NaHCO3)=0.02mol
n (Na2CO3) =（2.74g-0.02mol×84g/mol）/106g·mol-1
=0.01mol
CO32-+2H+= CO2↑ + H2O HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
∴ n (CO2)=n (NaHCO3) + n (Na2CO3)=0.03mol
V (CO2)= 0.03mol ×22.4L ·mol-1=0.672L
自然界中碳及其化合物间的转化
大气中的二氧化碳
绿色植物
海洋
光合作用
呼吸
动物
呼吸排泄
岩石
风化溶解
光合作用
森林草原
化石燃料
喷发
火山
燃烧
燃烧
动植物遗体演变
【活动·探究】
模拟“溶洞的形成”
实验方案及实验记录：
实验内容 实验现象 离子方程式
澄清石灰水
持续通入CO2
开始出现白色沉淀
CO2过量时沉淀溶解
澄清溶液
加热
出现白色沉淀
Ca2+ + 2OH- + CO2 =
Ca CO3↓+ H2O
Ca CO3 +CO2+ H2O =
Ca2+ + 2 H CO3-
Ca2+ + 2 H CO3- ==
Ca CO3 ↓ +CO2+ H2O
△
生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、工业炼铁
2、木炭燃烧
C
CO2
CO
碳“三角”
概括·整合
作业：写出下列反应的化学方程式
C
CO2
Na2CO3
NaHCO3
CO
CaCO3
Ca(HCO3)2
注：不能重复
