化学：3.1.2《碳的多样性》学案（鲁科版必修1）

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第1节 碳的多样性
第二课时 碳及其化合物的转化的多样性
课前学案
知识回顾：
一、写出下列转化的化学方程式：
①_____________________________________
②_____________________________________
③_____________________________________
④_____________________________________
⑤_____________________________________
⑥_____________________________________
⑦_____________________________________
⑧_____________________________________
⑨_____________________________________
⑩_____________________________________
⑾_____________________________________
⑿_____________________________________
⒀_____________________________________
⒁_____________________________________
⒂_____________________________________
二、几个概念
1、风化：风化是指在室温和干燥空气里，结晶水合物 ( http: / / baike. / view / 463463.htm" \t "_blank )失去一部分或全部结晶水 ( http: / / baike. / view / 418692.htm" \t "_blank )的现象。风化是一个化学变化 ( http: / / baike. / view / 41556.htm" \t "_blank )过程。例如，日常生活中碱 ( http: / / baike. / view / 115019.htm" \t "_blank )块(Na2CO3·10H2O)变成碱面(Na2CO3)，就是风化现象。（自然岩石的风化是指岩石与空气、水、二氧化碳等物质长期作用，发生了复杂的化学反应，形成了许多大小不等的岩石碎块或砂粒的作用。）
2、潮解：有些晶体能自发吸收空气中的水蒸气，在它们的固体表面逐渐形成饱和溶液，这种现象叫做潮解。无水氯化钙、氯化镁和固体氢氧化钠在空气中很容易潮解。易潮解的物质常用作干燥剂。 潮解属于物理变化。
新课预习：
一、自然界中碳及其化合物的转化
1、【阅读】P65-67 自然界中碳及其化合物间的转化。
【思考】
（1）CO2是通过哪些途径进入大气中的？____________________________________________
（2）海水中的含碳物质是从哪里来的？____________________________________________
（3）若大气中没有CO2会怎么样？CO2过量又会怎么样？_____________________________________
2、模拟溶洞的形成
①溶洞的形成原理
石灰岩的主要成分是碳酸钙。碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水时，会慢慢变成可溶于水的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]。
当受热或压强突然变小时，水中碳酸氢钙会分解，重新变成碳酸钙沉积下来。
在自然界里不断发生上述反应，石灰岩逐渐变成碳酸氢钙而溶解掉，形成溶洞；碳酸氢钙不断分解，生成的碳酸钙逐渐沉积，形成千姿百态的钟乳石、石笋和石柱。写出上述反应的化学反应方程式：___________________________________________________________
二、生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、高炉炼铁
CO生成的化学方程式： ____________________________________________
还原铁的氧化物的化学方程式：______________________________________
2、木炭燃烧的化学方程式为：___________________________________________
生成水煤气的化学方程式为：________________________________________
3、水垢的形成（主要成分为CaCO3）：
①　有关化学方程式为：________________________________________
②　家庭中如何除去水壶中的水垢？________________________________________。
4、无机化合物与有机化合物间的转化
1828年，德国化学家维勒用无机物氰酸铵合成出有机化合物——尿素，打破了无机物和有机物之间的界限。碳及其化合物的转化，对人的生活、生产来说意义重大。
课堂学案：
重难点突破：
1、二氧化碳与碱的反应
例1：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
解析：CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，首先CO2和Ca（OH）2反应生成CaCO3沉淀，当Ca（OH）2完全反应完后，沉淀达到最大量，CO2与KOH溶液反应生成K2CO3，K2CO3再转化为KHCO3溶液，沉淀量保持不变，如果继续通入CO2，CO2与CaCO3反应沉淀溶解，直到沉淀完全溶解。且生成沉淀消耗的CO2和溶解沉淀消耗的CO2的量相等。
答案：A。
2、“温室效应”问题
例2：近年来大气中CO2增多，引起“温室效应”，请回答有关问题：
（1）空气中CO2的主要来源是什么？
（2）自然界中消耗CO2的主要过程是哪些？
解析：本题引导学生要关注生活、关注环境问题，做到学以致用，这是新课程的重要精神。尽管二氧化碳的产生途径很多，但是大量化石燃料的燃烧是产生二氧化碳的主要来源。由于江、海的面积大，将溶解大量二氧化碳，光合作用也将消耗大量二氧化碳。
答案：（1）含碳燃料的大量燃烧。
（2）溶于江水、海水；绿色植物的光合作用等。
变式题 有以下叙述：1、人类活动使大气中的CO2的含量增加，是造成温室效应的关键因素，而温室效应将对人类生活产生影响；2、CO2一般不属于大气污染物，但空气中CO2的含量超过6%可对人体产生致命的危险，据此回答：
1、导致温室效应的最主要原因是_____________。
A、用煤和石油作燃料 B、人类的呼吸
C、水源的污染 D、森林的乱砍滥伐
2、减缓大气中CO2大量增加的可行的最有效措施是_______。
A、立即禁止使用煤和石油 B、植树造林，保护森林
C、控制全球人口的急剧膨胀 D、将煤和石油转为气态燃料
3、“高炉炼铁”问题：高炉炼铁的过程就是将铁矿石还原成金属铁的过程。
例3：我国是最早生产和使用钢铁的国家。在古代，人们把烧红的生铁放在铁砧上反复锤打最终使生铁转化为钢。请写出上述过程中最关键反应的化学方程式：　　　　　　　　　　_。
例3：解析：抓住生铁和钢的区别在于前者含碳量高，后者含碳量低的特征，要使生铁变成钢就是降低含碳量，联想碳的可燃性，将烧红的生铁反复锤打，就是让碳充分与空气接触，从而达到除去的目的。
答案： C+O2CO2
第一节 碳的多样性
第二课时碳及其化合物的转化的多样性
课后学案：
A卷
1．下列各组物质中，不属于同素异形体的是 )
A 金刚石、石墨 B 水、重水 C 氧气、臭氧 D 白磷、红磷
2．下列离子方程式正确的是
A 向石灰石中加稀硫酸 CaCO3＋2H+＝Ca2+＋H2O＋CO2
B 向澄清石灰水中通入过量二氧化碳 CaOH2＋2CO2＝Ca2+＋2
C 氯化氢通过饱和小苏打溶液 ＋H+＝H2O＋CO2
D 向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液 Ca2+＋＋OH ＝CaCO3＋H2O
3.以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A.Cl2 B. CO2 C.HCl D.CO
4.由CO2和CO组成的混合气体，经分析测知含氧质量分数为70%，则该混合气体中CO和CO2的体积比为 A.1∶3 B.7∶33 C.33∶7 D.3∶1
5.由10 g含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应，产生了0.1 mol CO2，推断杂质的组成可能是
A.KHCO3和MgCO3 B.K2CO3和Na2CO3 C.MgCO3和Na2CO3 D.Na2CO3和NaHCO3
6.某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应。消耗H＋和产生CO2的物质的量之比为5∶4，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶3 C.3∶4 D.4∶5?
7．下列反应属于氧化还原反应的是
A．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑ + H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2
C．2H2O22H2O+O2↑ D．CaCO3CaO+CO2↑
8．用石灰水保存鲜蛋是一种化学保鲜方法，这种保存鲜蛋方法的原理是
①石灰具有强碱性，杀菌能力强 ②Ca（OH）2能与鲜蛋呼出的CO2反应，生成碳酸钙薄膜，起保护作用 ③石灰水是电解质溶液，能使蛋白质凝聚 ④石灰水能渗入蛋内中和酸性物质 A．①② B．①③ C．②③ D．③④
9．下列几种情况都有白色固体物质生成,其中生成物的化学成分相同的是( )
①钠久置于空气中生成的白色粉末 ②盛放澄清的石灰水的烧杯内壁附着的白色物质
③生石灰久置于空气中生成的白色物质 ④向饱和Na2CO3溶液中通入CO2有白色沉淀生成
A.①④ B. ②③ C. ①② D. ③④
10．向下列物质①大理石，②钟乳石，③锅垢，④贝壳，⑤蛋壳，分别滴加醋酸，会产生相同气体的A．只有①② B．只有④⑤ C．只有①②③ D．是①②③④⑤
11．某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中含有________________________。
12：现有一包混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体，称得其质量为10.00g。请回答：
（1）除去该混合物中的碳酸氢钠的方法是__________________ 。
（2）若将该混合物加热至质量不再变化时，剩余固体质量为9.380g。计算原混合物中碳酸钠的质量分数。
B卷
1．为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入
A．水；无水CaCl2固体 B．饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4
C．浓H2SO4；饱和Na2CO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液；稀H2SO4
2．含相同质量下列杂质的NH4HCO3 10ｇ与足量盐酸反应，放出气体最多的是
A．CaCO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．Ca(HCO3)2
3．把7.4gNa2CO3 10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是
A．3.18g B．2.21g C．5.28g D．4.22g
4．某同学做“证明鸡蛋壳的成分中含有碳酸根离子”的实验，设计了如下方案（如图所示），经检验装置的气密性合格后加入试剂。
结果发现II中先变浑浊，稍后又变澄清。
（1）描述I中发生的现象是______________________________________________。
（2）分析III中可能出现的现象是_________________________________________。
（3）根据我们所学的知识，你认为上述哪几种现象结合在一起足以说明鸡蛋壳的成分中含有碳酸根离子？ _________________________________________________。
（4）上述方案中，什么实验是多余的？________________________________________。
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．有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底．以减小大气中CO2的浓度．为使CO2液化，可采用的措施是
A．减压、升温 B．增压、升温 C．减压、降温 D．增压、降温
（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pH④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
第一节 碳的多样性
第二课时 碳及其化合物的转化的多样性
课后学案：
答案A卷
1.B 2.C 3 D 4. A 5 CD 6.B 7 C 8 A 9 B 10 D
8． 解析：①石灰有杀菌的作用，可以制作农药。②Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O，生成CaCO3沉淀形成薄膜，可以防止细菌的侵入。③使蛋白质凝聚加速蛋变质。④与蛋内物质反应会影响鲜蛋的质量。
10．解析：本题考查学生对自然界和日常生活中有关物质的常识性了解。碳酸钙在自然界分布很广．石灰石、大理石等矿物主要成分是碳酸钙。碳酸钙遇到溶有CO2的水时，就会变成可溶性的碳酸氢钙：CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca（HCO3）2 溶有碳酸氢钙的水在一定条件下重新变成碳酸钙沉淀下来，同时放出CO2。Ca（HCO3）2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑
在自然界里不断发生着上述反应，形成了石灰岩溶洞里的钟乳石、石笋等。自然界中含有较多碳酸氢钙等的硬水，在煮沸时会形成水壶和锅炉中的锅垢。贝壳、蛋壳也都含有碳酸钙．初中化学教材有一个关于蛋壳的家庭小实验（蛋壳＋盐酸）。碳酸钙与酸反应生成CO2：
CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 这是检验碳酸根的简便方法。（通常用盐酸）
所以题目给出的五种物质分别滴加醋酸时都会产生CO2。
11．解析：由①可知碱石灰吸收的是CO2或H2O或两者的混合物；由②可知，CuO被还原为Cu，还原剂为CO或H2或二者的混合物；由③可知，反应②生成了H2O，故原混合气体中一定有氢气；由反应④可知，反应②又生成了CO2，故原混合气体中一定有CO。
答案：混合气体中一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种。
12．解析：（1）根据NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O（气）、CO2 ，将混合物加热至不再产生气体为止，可除去该混合物中的碳酸氢钠。
（2）题中介绍“加热至固体质量不再变化”，就指明其中NaHCO3已完全分解，而固体减少的质量是放出CO2和H2O（气）的质量之和。设原混合物中含NaHCO3质量为x，由题意知，
2 NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2×84g (18＋44) g
x (10.00g－9.380g)
168g：62g＝x： (10.00g－9.380g)
解得 x=1.68g
ω(Na2CO3)=×100%=8.320%
答案：（1）将混合物加热至不再产生气体为止 （2）8.320%。
B卷
1 B 2 D 3 A
1．解析： CO2中通常混有HCl、H2O（g），而室温1体积水溶解1体积CO2，A错；气体最后通过盛有水溶液的装置时得到的CO2是潮湿的，C、D错；气体先通过饱和NaHCO3溶液，HCl被吸收且放出CO2，再通过H2SO4得以干燥，B对。
2． 解析：（设“1”法／条件变换法）将题意稍作变换，改为：等质量的下列五种物质［NH4HCO3、CaCO3、NaHCO3、Na2CO3、Ca(HCO3)2］分别与足量盐酸反应，放出气体最多的是______。用设“1”法，求放出1molCO2时所需5种物质的质量分别是多少。根据C原子守恒得：
NH4HCO3～CO2↑ CaCO３～CO2↑ NaＨCO３～CO2↑ Na2CO３～CO2↑ 1/2Ca(HCO3)2～CO2↑
79　　　　　　100 84　　　　 106 81
显然，含Ca(HCO3)2时放出CO2最多。 答案：D
3． 解析：混合物加热最终得到的是Na2CO3，根据Na+守恒，
n (Na2CO3)＝1/2 n(Na+)＝1/2×0.1L×0.6mol/L＝0.03mol
所以，m(Na2CO3)＝0.03mol×106g/mol＝3.18g 答案：A
4．解析：证明物质中含有CO32－的方法是：该物质与盐酸反应能产生无色气泡，且该气体能是澄清的石灰水变浑浊，出现上述两点现象即可证明物质中含有CO32－。鸡蛋壳的主要成分是CaCO3，本题是验证鸡蛋壳中含有的CO32－。鸡蛋壳不溶于水，但它能与盐酸反应而溶于盐酸中，同时产生二氧化碳气体，该气体通过导管进入II中，使石灰水变浑浊。变浑浊的原因是因有难溶于水的CaCO3生成的缘故，继续通入CO2后，CO2与CaCO3、H2O反应能生成Ca(HCO3)2，使石灰水变澄清。鸡蛋壳与盐酸反应产生的气泡附在鸡蛋壳上使蛋壳受到的浮力增大，导致鸡蛋壳浮在液面上。CO2还能与水反应生成碳酸，酸能使紫色的石蕊试液变红。
答案：（1）鸡蛋壳逐渐溶解，并有大量气泡产生；鸡蛋壳浮在液面上。（2）溶液由紫色变成红色。（3）I中鸡蛋壳逐渐溶解，并有大量气泡产生，II中出现浑浊，两种现象结合足以说明鸡蛋壳含有CO32－（或I中现象和II中现象）（4）III。
5 解析：二氧化碳微溶于水，溶于水后会与碳酸钙反应，导致碳酸钙溶解。增大压强、降低温度会使气体的溶解度增大。
植物的呼吸作用放出CO2，植物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溶于土壤的水生成的碳酸电离的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。
随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增多，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、石油等矿物燃料
（3）D （4）B （5）C
△
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网