【精选】高中化学第3章自然界中的元素第1节碳的多样性第2课时碳及其化合物间的转化教学案鲁科版必修1

第2课时碳及其化合物间的转化[课标要求]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。

2．能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题。

,1．溶洞形成涉及反应的化学方程式： CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2；Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

2．高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、空气。

3．高炉炼铁中碳的转化：C ＋O 2=====点燃 CO 2，C ＋CO 2=====高温 2CO ，Fe x O y ＋y CO=====高温x Fe ＋y CO 2。

4．水垢的主要成分：CaCO 3、Mg(OH)2。

5．碳及其化合物的转化：C ―→COCO2CO2－3HCO －3自然界中碳及其化合物间的转化1．CO 2的产生和消耗2．溶洞及钟乳石、石笋的形成(模拟溶洞形成的实验)(1)溶洞形成的化学方程式为 。

2)3=Ca(HCO ==O 2H ＋2CO ＋3CaCO(2)钟乳石、石笋形成的化学方程式为 。

O 2H ＋↑2CO ＋↓3CaCO =====△2)3Ca(HCO1．将少量CO2通入NaOH溶液中的离子方程式如何书写？3＋H2O。

提示：CO2＋2OH－===CO2－2．将足量CO2通入少量NaOH溶液中，所得溶液中溶质的成分是什么？提示：Na＋、HCO－3。

CO2与碱反应产物的判断CO2与碱反应时，产物与二者的量有关，当碱过量时，生成碳酸盐；当CO2过量时，生成碳酸氢盐。

现以CO2与NaOH溶液反应为例，归纳如下：NaOH过量时：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O①NaOH不足时：CO2＋NaOH===NaHCO3②(1)当≤1时，发生反应②，所得产物为NaHCO 3。

(2)当≥2时，发生反应①，所得产物为Na 2CO3和H2O。

(3)当1<<2时，发生反应①和②，所得产物为Na 2CO3、NaHCO3和H2O。

上述关系可用数轴表示如下：1．CO2通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是( )A．CaCl2溶液B．Ca(OH)2溶液D．Ca(ClO)2溶液C．Ba(OH)2溶液解析：选A B中生成CaCO3，C中生成BaCO3，D中生成CaCO3，CO2与CaCl2溶液不反应。

3的物质3与HCO－2．用1 L 1.0 mol·L－1NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中CO2－的量浓度之比约是( )B．1∶2A．1∶3D．3∶2C．2∶33)＋n(HCO－3)＝0.8 mol，根据钠离子守恒可得解析：选A 根据碳原子守恒可得n(CO2－3)＝0.2 mol，n(HCO－3)＝0.6 mol，同一溶液中，浓3)＋n(HCO－3)＝1 mol，n(CO2－2n(CO2－度之比即为物质的量之比，为1∶3。

生产和生活中碳及其化合物间的转化1．高炉炼铁。

)3O 2Fe 主要成分是(和铁矿石焦炭原料：(1)(2)过程。

2CO =====高温2CO ＋C 、2CO =====点燃2O ＋C 的产生：①CO 。

23CO ＋2Fe =====高温3CO ＋3O 2Fe 铁矿石被还原：② [特别提醒] 金属氧化物与CO 反应时符合通式：M x O y ＋y CO=====△x M ＋y CO 2。

2．木炭的燃烧C 、CO 、CO 2的转化关系为用化学方程式表示为；)不完全燃烧2CO(=====点燃2O ＋①2C；22CO =====点燃2O ＋②2CO；)完全燃烧(2CO =====点燃2O ＋③C。

2CO =====高温2CO ＋④C[特别提醒] (1)CO 是一种无色无味有毒的气体，具有还原性和可燃性，属于不成盐氧化物。

(2)CO 2是一种无色无味气体，具有弱氧化性，属于酸性氧化物。

3．水垢。

2Mg(OH)、3CaCO 成分：1)( (2)形成过程反应的化学方程式：，O 2H ＋↑2CO ＋↓3CaCO =====△2)3Ca(HCO ① ②Mg(HCO 3)2=====△MgCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑；MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2＋CO 2↑。

[特别提醒] (1)H 2CO 3的酸性比CH 3COOH 弱，所以生活中可以用醋酸除水垢。

(2)溶解性：Ca(HCO 3)2＞CaCO 3，MgCO 3＞Mg(OH)2。

4．碳在无机物和有机物之间的转化尿素合成出有机化合物CNO)4(NH 氰酸铵用无机化合物维勒年，德国化学家1828[CO(NH 2)2]，突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。

1．判断正误。

(1)高炉炼铁过程中，碳元素只显示还原性( )(2)CO 、CO 2均属于温室气体( )(3)用醋酸除水垢的离子方程式为2CH 3COOH ＋CaCO 3===Ca 2＋＋2CH 3COO －＋CO 2↑＋H 2O( )(4)在Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 中，碳元素既表现氧化性又表现还原性( )答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×2．如图所示的实验装置用来分离CO 2和CO 气体并干燥。

图中a 为活塞，b 为分液漏斗的活塞，通过Y 形管和止水夹c 、d 接两球胆，现装置内的空气已排尽。

为使实验成功，甲、乙、丙分别盛入的溶液是( )A ．饱和NaHCO 3溶液、12 mol·L －1盐酸、浓H 2SO 4B ．饱和Na 2CO 3溶液、2 mol·L －1H 2SO 4、饱和NaOH 溶液C ．饱和NaOH 溶液、2 mol·L －1H 2SO 4、浓H 2SO 4D ．18.4 mol·L －1H 2SO 4、饱和NaOH 溶液、浓H 2SO 4解析：选C 依据CO 2、CO 的性质可以判断，必须先将CO 2吸收，收集CO 后再将CO 2释放出来。

C 项中饱和NaOH 溶液吸收CO 2生成Na 2CO 3溶液，浓H 2SO 4干燥CO 气体，打开a 、c ，关闭b 、d ，可收集CO 气体，然后关闭a 、c ，排尽装置中残余的CO 后，打开b 、d ，Na 2CO 3溶液与稀H 2SO 4反应释放出CO 2，并收集CO 2气体。

碳及其化合物之间的转化1．转化关系图示2．上图所示转化反应的化学方程式①2C＋O 2(少量)=====点燃2CO ②C＋O 2(足量)=====点燃CO 2 ③CO 2＋2Mg=====点燃2MgO ＋C④2CO ＋O 2=====点燃2CO 2、y CO ＋Fe x O y =====高温x Fe ＋y CO 2⑤CO 2＋C=====高温2CO⑥CO 2＋2OH －===CO2－3＋H 2O ⑦CO 2－3＋2H ＋===CO 2↑＋H 2O ⑧CO 2－3＋CO 2＋H 2O===2HCO －3⑨HCO－3＋OH －===CO2－3＋H 2O 、 2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O⑩HCO－3＋H ＋===CO 2↑＋H 2O 、Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O⑪CO 2＋OH －===HCO －3、CO2－3＋CO 2＋H 2O===2HCO －31．某无色混合气体可能含有CO 2、CO 、H 2O(水蒸气)、H 2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，气体体积减小；②通过炽热的氧化铜时，固体变成红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变成蓝色；④通过澄清石灰水时，溶液变成浑浊。

由此可以确定原混合气体中( )A ．一定含有CO 2、H 2O ，至少含有H 2、CO 中的一种B ．一定含有H 2O 、CO ，至少含有CO 2、H 2中的一种C ．一定含有CO 、CO 2，至少含有H 2O 、H 2中的一种D ．一定含有CO 、H 2，至少含有H 2O 、CO 2中的一种解析：选D 由①知至少含有H 2O 或CO 2中的一种。

结合②③④可知，一定含有CO 和H 2。

2．A 、B 、C 、D 、E 五种物质的转化关系如图所示。

已知A 为二元碱，微溶于水且溶解度随温度升高而降低。

(1)写出各物质的化学式：A__________；B__________；C__________；D__________；E__________。

(2)写出下列两个变化的离子方程式：B→D______________________________________________________________________。

B→E______________________________________________________________________。

解析：解答框图推断题的关键是明确“题眼”，然后围绕题眼展开推断。

如本题中的“题眼”是：A 为溶解度随温度升高而降低的二元碱，只能是Ca(OH)2。

A 为Ca(OH)2，Ca(OH)2与过量CO 2反应生成B ，B 为Ca(HCO 3)2，Ca(HCO 3)2受热分解成C ，C 为CaCO 3，CaCO 3与盐酸反应生成D ，D 为CaCl 2。

答案：(1)Ca(OH)2 Ca(HCO 3)2 CaCO 3 CaCl 2 Na 2CO 3 (2)HCO －3＋H ＋===CO 2↑＋H 2OCa 2＋＋2HCO －3＋2OH －===CaCO 3↓＋CO2－3＋2H 2O]节节过关·三级训练[1．下列关于一氧化碳的用途源于一氧化碳的还原性的是( )①作燃料 ②跟氢气合成甲醇(CH 3OH) ③和水蒸气反应制H 2 ④与灼热的Fe 3O 4反应A ．只有①②B ．只有①②③C ．只有①②④D ．只有①③④解析：选D ①C ＋2O→C ＋4O 2，CO 表现还原性；②C ＋2O→C －2H 3OH ，CO 表现氧化性，H 2表现还原性；③CO＋H 2O=====高温CO 2＋H 2，CO 表现还原性；④Fe 3O 4＋4CO=====高温3Fe ＋4CO 2，CO 表现还原性。

2．欲除去氧气中混有的二氧化碳气体，可选用的方法是( )A ．将气体通入足量的水中B ．将气体通过灼热的木炭C ．将气体通入足量的澄清石灰水中D ．将气体通过灼热的铜解析：选C A 项CO 2在水中溶解度不大，不正确；B 项CO 2＋C=====高温2CO ，除去CO 2但又引入CO ，不正确；C 项CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O ，正确；D 项CO 2与Cu 不反应，且2Cu ＋O 2=====△2CuO ，不正确。