2017-2018学年高中化学（鲁科版,必修一）同步课件+教师用书:第3章 第1节 第2课时　碳及其化合物间的转化 （2份打包）

第2课时　碳及其化合物间的转化 1．了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。(重点) 2．能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题。 自 然 界 中 碳 及 其 化 合 物 间 的 转 化 [基础·初探] 溶洞形成的模拟实验： 实验操作 实验现象 澄清石灰水先变浑浊后又澄清；加热该溶液，溶液又变浑浊 化学反应方程式 ①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O ②CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2 ③Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑ [探究·升华] [思考探究] 某同学设计了如下实验： 用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3。为防止通入的CO2过量而生成NaHCO3，他设计了如下步骤： ①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解； 按他的设计，第①步组装实验装置如图所示： ②小心微热溶液1分钟～2分钟； ③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。 问题思考： (1)该同学能否制得较纯净的Na2CO3？为什么？ 【提示】　能。理由是步骤①生成NaHCO3，其中过量溶解的CO2气体微热时被除去，在步骤③中NaHCO3恰好与NaOH完全反应转化为Na2CO3。 (2)装置A使用的试剂是石灰石和盐酸，可否使用纯碱代替石灰石？为什么？ 【提示】　不能。原因是实验中使用的是启普发生器原理的反应装置，只适用于块状固体和液体反应，Na2CO3是粉末状固体。 (3)装置B使用的试剂是什么？起什么作用？ 【提示】　饱和NaHCO3溶液；除去HCl。 (4)有人认为实验步骤②和③的顺序对调，即先混合再微热更合理，你认为对吗？为什么？ 【提示】　不对。若不先除去溶液中多溶解的CO2气体，步骤③加入的NaOH将有一部分与CO2反应，使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3。 [认知升华] 1．CO2与碱反应的原理 CO2与碱反应时，产物与二者的相对量有关，当碱足量时，生成碳酸盐；当CO2足量时，生成碳酸氢盐。如： ①CO2不足时：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②CO2足量时：CO2＋NaOH===NaHCO3 2．CO2与NaOH反应的有关量和产物分析 反应情况 生成物 <1∶2 NaOH过量，只发生反应①(剩余NaOH) Na2CO3 ＝1∶2 恰好发生反应① Na2CO3 <1< ①②两个反应均有 NaHCO3、 Na2CO3 ＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO3 >1∶1 只发生反应②，CO2剩余 NaHCO3 其上述转化关系可用数轴表示为： [题组·冲关] 1．向0.1 mol·L－1 Ca(OH)2溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是(　　) A．Ca2＋、CO B．Ca2＋、HCO C．HCO D．Ca2＋、OH－、CO 【解析】　Ca(OH)2与过量CO2发生反应：Ca(OH)2＋2CO2===Ca(HCO3)2。 【答案】　B 2．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(　　) 【导学号：81962021】 【解析】　将CO2通入含OH－、Ca2＋的溶液中，依次发生的反应为：CO2＋2OH－===CO。生成CaCO3沉淀所需要的CO2与溶解CaCO3沉淀所需要的CO2量相===CaCO3↓、CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO＋H2O、Ca2＋＋CO 同。 【答案】　D 3．用1 L 1.0 mol·L－1 NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中的CO的物质的量浓度之比约是(　　) 与HCO A．1∶3　 　B．1∶2　 　C．2∶3　 　D．3∶2 【解析】　因CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，CO2＋NaOH===NaHCO3，设生成Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x，y。 即 解得 因CO的物质的量浓度之比即为其物质的量之比，即x∶y＝0.2∶0.6＝1∶3。与HCO存在同一溶液中，则溶液中CO、HCO 【答案】　A 【题后归纳】　CO2与NaOH反应中，当<2时，CO2与CaOH2的反应可表示为x＋2yCO2＋((x＋y)Ca（OH）2===xCaCO3＋yCa(HCO3)2＋xH2O。上面两式可通过元素守恒得到。<1时，CO2与NaOH的反应可表示为x＋yCO2＋(2x＋y)NaOH＝xNa2CO3＋yNaHCO3＋xH2O；CO2与石灰水反应中，当1<< 生 产 和 生 活 中 碳 及 其 化 合 物 间 的 转 化 [基础·初探] 1．高炉炼铁