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第1节 碳的多样性,三年5考 高考指数:,1.了解碳单质的主要性质及应用。,2.了解碳的化合物的主要性质及应用。,3.了解碳及其化合物之间的转化。,一、多种多样的碳单质,1.同素异形体,(1)一个相同：_相同。,(2)两个不同：不同_，不同_。,组成元素,单质,性质,2.碳的同素异形体的物理性质及用途,金刚石,石墨,C,60,活性炭,a.质软、能导电。可制电极,b.作吸附剂、脱色剂,c.熔点高、硬度大。制饰品和切,削工具,d.具有特殊结构。可能成为新型,催化剂或催化剂载体,二、广泛存在的含碳化合物,1.一氧化碳,(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：_。,(2)化学性质,CO CO,2,可燃性：_；,还原性：_。,O,2,Fe,2,O,3,2CO+O,2,2CO,2,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,点燃,=,高温,=,跟人体内血红蛋白结合，因缺氧而中毒,2.二氧化碳,(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，可溶于水。,(2)化学性质,与H,2,O反应：_。,与碱性氧化物(如Na,2,O等)反应：,_。,与碱(如足量NaOH溶液)反应：_。,与Na,2,O,2,反应：_。,与某些盐(如Na,2,CO,3,等)反应：,_。,(3)实验室制取原理：,_。,(4)用途：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂、人工降雨。,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,2CO,2,+2Na,2,O,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=2NaHCO,3,CaCO,3,+2HCl=CaCl,2,+CO,2,+H,2,O,3.碳酸钠和碳酸氢钠,化学式,Na,2,CO,3,NaHCO,3,俗名,_或_,_,溶解度,相对较_,相对较_,与盐酸反应,_,_,_,_,纯碱,苏打,小苏打,大,小,Na,2,CO,3,+2HCl=,2NaCl+H,2,O+CO,2,NaHCO,3,+HCl=,NaCl+H,2,O+CO,2,化学式,Na,2,CO,3,NaHCO,3,与Ca(OH),2,反应(写离子方程式),+Ca,2+,=,CaCO,3,NaHCO,3,少量：,=CaCO,3,+H,2,O,NaHCO,3,过量：,化学式,Na,2,CO,3,NaHCO,3,与Al,2,(SO,4,),3,反应(写离子方程式),2Al(OH),3,+3CO,2,Al(OH),3,+3CO,2,相互转化,_,固体：,_,_,溶液：,_,_,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=,2NaHCO,3,2NaHCO,3,=,Na,2,CO,3,+H,2,O+CO,2,NaHCO,3,+NaOH=,Na,2,CO,3,+H,2,O,三、碳及其化合物之间的相互转化,以上各数字对应的化学方程式：,_或_,_,C+CO,2,2CO,2C+O,2,2CO,点燃,=,高温,=,2Mg+CO,2,2MgO+C,点燃,=,_,_,_,_或,_,_,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,+NaOH=NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=2NaHCO,3,2NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,=,NaHCO,3,+NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,C+O,2,CO,2,点燃,=,1.碳的几种单质性质不同的原因主要是由于其结构不同。,( ),【分析】,结构决定性质，由于碳的几种单质的结构不同导致其性质也不同。,和CO,2,是碳的两种氧化物，二者均是温室气体。( ),【分析】,CO,2,是温室气体，CO不是。,3.可用盐酸鉴别Na,2,CO,3,溶液和NaHCO,3,溶液。( ),【分析】,向Na,2,CO,3,溶液中逐滴滴加盐酸会发生反应：Na,2,CO,3,+HCl=NaHCO,3,+NaCl，开始时无气体产生，盐酸过量时才会产生气体。而向NaHCO,3,溶液中滴加盐酸开始时即有气体产生，故可用盐酸鉴别两种溶液。,2,CO,3,溶液和NaHCO,3,溶液可用CaCl,2,溶液来区别。( ),【分析】,Na,2,CO,3,能与CaCl,2,发生复分解反应生成CaCO,3,沉淀，而NaHCO,3,不能与CaCl,2,反应，无现象，故可用CaCl,2,溶液来区别。,5.向一未知溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无,色气体，说明溶液中含有 。( ),【分析】,溶液中含有 也会有此现象。,CO,2,的性质以及 的检验,2,与碱溶液反应,(1)反应原理。,NaOH Na,2,CO,3,NaHCO,3,少量CO,2,过量CO,2,(2)反应后溶质成分的判断。,可用数轴表示：,0,1,NaOH,Na,2,CO,3,、,NaOH,Na,2,CO,3,NaHCO,3,、,Na,2,CO,3,NaHCO,3,NaHCO,3,2,与常见溶液的反应,3. 的检验,检验二者的基本方法是将其转化为CO,2,气体，再用澄清石灰水变浑浊来检验CO,2,。如果被检物中已知没有碳酸氢盐、亚硫酸盐和亚硫酸氢盐的干扰时，可用直接加盐酸的方法检验碳酸盐。若存在其他干扰时，则需要用以下方法来检验。,离子,原理,方法,向少量待检验溶液中滴加足量的Ca,2+,或Ba,2+,的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成无色无味的气体，则待检溶液中有,向少量待检验溶液中滴加足量的Ca,2+,或Ba,2+,的可溶性盐溶液，无明显现象，再向溶液中加入足量的酸，若溶液中有无色无味的气体生成，则待检验溶液中有,【高考警示钟】,(1)CO,2,通入CaCl,2,(或BaCl,2,)溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸,的酸性弱于盐酸，CO,2,与CaCl,2,(或BaCl,2,)溶液不发生反应。,(2)检验 时不能用Ba(OH),2,或Ca(OH),2,溶液来代替,可溶性钡盐或可溶性钙盐溶液，原因是OH,-,能将 转化为,【拓展延伸】,CO,2,与常见溶液反应的其他情况,(1)Ca(ClO),2,溶液。,CO,2,少量时，生成白色沉淀。,Ca(ClO),2,+H,2,O+CO,2,=CaCO,3,+2HClO,CO,2,过量时，生成无色透明溶液。,Ca(ClO),2,+2H,2,O+2CO,2,=Ca(HCO,3,),2,+2HClO,(2)NaAl(OH),4,溶液。,CO,2,少量时，,2NaAl(OH),4,+CO,2,=2Al(OH),3,+Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,过量时，,NaAl(OH),4,+CO,2,=Al(OH),3,+NaHCO,3,(3)C,6,H,5,ONa溶液。,C,6,H,5,ONa+CO,2,+H,2,O=C,6,H,5,OH+NaHCO,3,生成苯酚，溶液变浑浊。无论CO,2,过量与否，只能生成NaHCO,3,。,【典例】(2012池州模拟)向含NaOH、NaAl(OH),4,、Na,2,CO,3,各1 mol的混合溶液中逐滴加入盐酸，产生沉淀的物质的量与加入HCl的物质的量的关系正确的是,【解题指南】,解答本题注意以下两点：,(1)向混合溶液中滴加盐酸时盐酸先与NaOH反应，再与,NaAl(OH),4,反应，最后与Na,2,CO,3,反应。,(2)注意各物质的物质的量与盐酸用量之间的关系。,【解析】,选D。反应按先后顺序分成四个阶段：,NaOH NaCl;,NaAl(OH),4, Al(OH),3,;,Na,2,CO,3,NaHCO,3,CO,2,Al(OH),3,AlCl,3,根据以上四个阶段及反应的盐酸的量的关系，可推知答案选D。,HCl,HCl,HCl,3HCl,HCl,【技巧点拨】,巧用“假设法”进行反应顺序的判断,当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法是：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。,如将CO,2,通入KOH、Ba(OH),2,混合溶液中，假设CO,2,先与KOH反应，则生成的K,2,CO,3,会与Ba(OH),2,继续反应生成BaCO,3,，故假设错误，应该是CO,2,先与Ba(OH),2,反应。,【变式备选】,向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO,2,气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO,2,气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO,2,的溶解和HCl的挥发)：,则下列分析都正确的组合是( ),图对应溶液中的溶质为NaHCO,3,图对应溶液中的溶质为Na,2,CO,3,和NaHCO,3,，且二者的物质的量之比为11,图对应溶液中的溶质为NaOH和Na,2,CO,3,，且二者的物质的量之比为11,图对应溶液中的溶质为Na,2,CO,3,A. B. C. D.,【解析】,选A。向NaOH溶液中通入CO,2,时，所得溶液中的溶质,可能有：只有Na,2,CO,3,，只有NaHCO,3,，Na,2,CO,3,与NaHCO,3,，,Na,2,CO,3,与NaOH。而NaOH、Na,2,CO,3,、NaHCO,3,分别与HCl反应的,方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H,2,O；Na,2,CO,3,+HCl=NaCl+,NaHCO,3,和NaHCO,3,+HCl=NaCl+CO,2,+H,2,O。设未产生气体时消,耗盐酸的体积为V,1,，产生CO,2,气体时消耗盐酸的体积为V,2,，由 图可知，开始就有CO,2,生成，故溶质应为NaHCO,3,，正确；,由图知，开始无CO,2,生成，且V,2,=2V,1,，可知溶质为Na,2,CO,3,和,NaHCO,3,，且n(Na,2,CO,3,)=n(NaHCO,3,)，正确；由图可知，,V,1,=V,2,，所以溶质为Na,2,CO,3,，错；由图知，V,1,=2V,2,，溶质为NaOH、Na,2,CO,3,，且n(NaOH)=n(Na,2,CO,3,)，错。正确的组合为A。,【答题要领3】实验操作的原因、目的、作用的答题要点,【典例】2011福建高考T25()改编牙膏样品中碳酸钙的定量测定,利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO,3,沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。,依据实验过程回答下列问题：,(1)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_。,(2)在加入盐酸之前，应排净装置内的CO,2,气体，理由是_,_。,(3)有人认为不必测定C中生成的BaCO,3,质量，只要测定装置C在吸收CO,2,前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_。,【抽样分析】,考生甲,考生乙,考生丙,抽样试卷,(1)减少实验误差,(2)装置内空气中存在少量的CO,2,(3)会使测定C装置吸收CO,2,前后的质量差偏大,分析点评,错误理解题目要求，用“结果”代替“作用”,没有明确的结论。装置内空气中存在少量的CO,2,，会使测量结果偏高,没有指明质量偏大的具体原因。Ba(OH),2,溶液除吸收CO,2,外，还可以吸收HCl气体和水蒸气，会使溶液的质量增大，测量结果偏高,【规范答案】,(1)把生成的CO,2,全部排入C中，使之完全被Ba(OH),2,溶液吸收,(2)装置内空气中存在少量的CO,2,被Ba(OH),2,溶液吸收，会使测量结果偏高,(3)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中被Ba(OH),2,溶液吸收(或其他合理答案),*答题要领*,答题要素：,(1)明确实验目的：做什么？,(2)明确操作目的：为什么这样做？,(3)明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？,得分点及关键词：,本类问题注意以下得分点：操作+(目的)作用,(1)操作：怎么“做” ？为什么这样“做”。,(2)作用：需有明确的结论、判断、理由。,为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了探究实验的方案。A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸制小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化。请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价：,(1)哪个同学的方案更合理：_,_，,理由是_,_。,(2)图乙中第()()步骤的目的是说明：_,_。,(3)能否取消步骤()？为什么？_,_。,答案：,(1)B A不能说明使石蕊试液变色的是二氧化碳还是碳酸,(2)酸可使石蕊试液变红色，水不能使石蕊试液变红色,(3)不能，若取消步骤()，就不能证明CO,2,能否使石蕊试液变色,1.(2012济南模拟)美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳(碳的第五种单质形态)中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒,(HIV-1)。纳米泡沫碳与石墨的关系是( ),A.同素异形体 B.同分异构体,C.同系物 D.同位素,【解析】,选A。纳米泡沫碳与石墨都是碳元素的不同单质，互称同素异形体。,2.碳酸钠俗称纯碱，下列对其性质的描述中，正确且与“碱”相关的是( ),A.能与盐酸反应产生气体,B.能与澄清石灰水反应产生白色沉淀,C.水溶液能使紫色石蕊试纸变红,D.水溶液能使酚酞呈红色,【解析】,选D。能与盐酸反应产生气体及能与澄清石灰水反应产生白色沉淀均是纯碱的性质，但与纯碱显碱性无关，A、B均错误。纯碱溶液能使紫色石蕊试纸变蓝，C项错误，D项正确。,3.如图实验中，和分别代表的试剂或操作是( ),，加热,2,，加热,C.加热，,2,SO,4,，过滤,【解析】,选B。向CaCO,3,悬浊液中通入CO,2,气体，生成Ca(HCO,3,),2,澄清溶液，然后加热，澄清溶液分解成CaCO,3,悬浊液。,4下列涉及“CO,2,”的化学方程式或离子方程式错误的是,( ),A.少量CO,2,通入澄清石灰水：CO,2,+Ca,2+,+2OH,-,=CaCO,3,+H,2,O,B.少量CO,2,与Na,2,O,2,反应：2CO,2,+2Na,2,O,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,2,与碳反应：CO,2,+C 2CO,D.实验室制取CO,2,：,【解析】,选D。实验室制取CO,2,是利用CaCO,3,与盐酸反应制得，离子方程式为CaCO,3,+2H,+,=Ca,2+,+CO,2,+H,2,O，其余正确。,=,5.将足量CO,2,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CO,2,体积(V)的关系正确的是( ),【解析】,选D。发生的反应依次为：,Ca(OH),2,+CO,2,=CaCO,3,+H,2,O,2KOH+CO,2,=K,2,CO,3,+H,2,O,K,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=2KHCO,3,CaCO,3,+H,2,O+CO,2,=Ca(HCO,3,),2,对照图像应选D。,6.(2012滁州模拟)A、B、C、D、E、F六种物质有如下变化关系，E是淡黄色粉末，判断：,(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式：,；B._；C._；,D._;E._;F._。,(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式),BC:_,EB:_,CF:_,FC:_。,【解析】,由E是淡黄色物质且是由A与O,2,反应而得则E是Na,2,O,2,，则A是Na，B是NaOH，C是Na,2,CO,3,，D是NaCl，F是NaHCO,3,。,答案：,(1)Na NaOH Na,2,CO,3,NaCl,Na,2,O,2,NaHCO,3,(2),2NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,=,
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