第三单元　第1节　碳的多样性.pptx

1、高 考 总高 考 总 复 习 优 化 设 计复 习 优 化 设 计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JIGAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第第1 1节碳的多样性节碳的多样性第三单元第三单元 2022 备考要点素养要求 1.碳元素单质及其重 要化合物的制备方法, 掌握其主要性质及其 应用。 2.了解碳元素单质及 其重要化合物对环境 的影响。 1.宏观辨识与微观探析:认识碳及其化合物的 性质,能从碳的多样性理解碳及其化合物的性 质。 2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究 价值的有关铝及其化合物性质的探究方案,进 行实验探究。 考

2、点一考点二考点三 考点一考点一多种多样的碳单质多种多样的碳单质 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.同素异形体 由组成的性质不同的几种,互称同素异形体。 2.碳的三种常见同素异形体 同一种元素单质 考点一考点二考点三 碳的同素异形体的物理性质及用途(用短线连接)。 答案 cadb 考点一考点二考点三 3.碳的化学性质 C+O2CO2 2C+O22CO 3C+Fe2O33CO+2Fe 2C+SiO22CO+Si C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O 考点一考点二考点三 自我诊断 1.碳元素形成的单质硬度都很大吗? 提示 碳

3、元素可形成多种单质,其中金刚石硬度较大,石墨硬度较小。 考点一考点二考点三 2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)12C、13C、14C是碳元素的三种同素异形体() (2)金刚石的硬度大,则C60的硬度也同样大() (3)同素异形体的物理性质相同,化学性质相似() (4)碳常温下就能与浓硫酸剧烈反应() (5)水煤气的主要成分为CH4() (6)活性炭除去冰箱中的异味,无化学变化发生() 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向多种多样的碳单质多种多样的碳单质 【典例】 下列叙述正确的是() A.由碳元素的单质组成

4、的物质一定是纯净物 B.金刚石和石墨具有相同的化学性质 C.石墨转化为金刚石不属于化学变化 D.C60是新发现的一种碳的化合物 考点一考点二考点三 答案B 解析 金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,两者组成的物质是混合物,A项 错误;金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,化学性质相同,B项正确;石 墨转化为金刚石属于化学变化,C项错误;C60是一种单质而不是化合物,D 项错误。 考点一考点二考点三 归纳总结1.碳的三种同素异形体的比较 同素异 形体 金刚石石墨C60 原子排 列方式 空间网状结构 平面层状正六边 形结构 分子内碳碳之间以共价键 结合成空心笼状结构,由20 个六边形和12个五边形构

5、成的20面体 主要物 理性质 熔、沸点高,硬 度极大,难溶于 溶剂,不能导电 的无色透明晶体 熔点很高,深灰色、 质软、有滑腻感、 易导电的片状固 体 灰黑色固体 考点一考点二考点三 物理性 质不同 的原因 结构不同,碳原子的排列方式不同 化学性 质 相同(充分燃烧生成二氧化碳、还原性) 用途钻具、装饰品 电极、润滑剂、耐火材 料 超导材料、生物方面 有优异的性能 考点一考点二考点三 2.同种元素组成的物质不一定是纯净物。如由碳元素组成的金刚石、石 墨等混合,都是由碳元素组成的,但它们不是纯净物而是混合物。 3.非金属元素单质,一般熔、沸点较低,硬度小,但金刚石等含碳元素单质, 熔、沸点高,硬

6、度大。 4.碳在高温下有较强的还原性,能还原出比它更强的还原剂,如FeO+C CO+Fe,C+H2O(g)CO+H2等。 考点一考点二考点三 对点演练能证明金刚石和石墨属于同素异形体的客观事实是() A.两者都有较高的熔点 B.两者化学性质都很稳定 C.等质量的金刚石、石墨完全燃烧后只得到等质量的二氧化碳 D.两者都易导电 考点一考点二考点三 答案C 解析 金刚石和石墨都有较高的熔点,但不能证明二者属于同素异形体,A项 不符合题意;化学性质稳定也不能说明金刚石和石墨属于同素异形体,B项 不符合题意;等质量的石墨和金刚石完全燃烧只得到质量相等的二氧化碳, 可证明金刚石和石墨属于同素异形体,C项符

7、合题意;导电属于物理性质,并 不能证明物质的元素组成,D项不符合题意。 考点一考点二考点三 考点二考点二广泛存在的含碳化合物广泛存在的含碳化合物 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.一氧化碳 (1)物理性质:无色无味的气体,难溶于水,。 (2)化学性质。 可燃性:; 还原性:与Fe2O3反应。 有毒 2CO+O22CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 考点一考点二考点三 2.二氧化碳 (1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气的大,可溶于水。 (2)化学性质。 与H2O反应:。 与碱(如NaOH溶液)反应: 。 与碱性氧化物(如Na2O等)反应: 。 与某些盐溶液(如Na2

8、CO3溶液等)反应: 。 与Na2O2反应: 。 与C反应:。 与Mg反应:。 CO2+H2OH2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 CO2+C2CO CO2+2Mg2MgO+C 考点一考点二考点三 (3)实验室制取原理的化学方程式: 。 (4)工业制备原理的化学方程式:CaCO3CaO+CO2。 (5)用途:化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂、人工降雨。 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 考点一考点二考点三 3.碳及其化合物之间的相互转化 以

9、上各数字对应的化学方程式: 或 2C+O22COC+H2O(g)CO+H2 C+O2CO2 2Mg+CO22MgO+C CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 考点一考点二考点三 或 CO2+NaOH=NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 考点一考点二考点三 自我诊断 1.一氧化碳和二氧化碳都是酸性氧化物吗? 提示 二氧化碳是酸性氧化物,一氧化碳不是酸性氧化物。 考点一考点二考点三 2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)CO是冶炼金属常用的还原剂之一() (2)CO2属于

10、大气污染物() (3)能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2() (4)将CO2通入NaClO溶液中可生成次氯酸() (5)CO2中的少量CO可用通入O2点燃的方法除去() 答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向广泛存在的含碳化合物广泛存在的含碳化合物 【典例】 将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAl(OH)4的混 合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。 下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是() A.OA段反应的化学方程式是Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O B.AB段

11、反应的离子方程式是2OH-+CO2=C+H2O C.AB段与CD段所发生的反应相同 D.DE段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的溶解所致 考点一考点二考点三 答案 C 考点一考点二考点三 归纳总结 碳酸盐的性质 (1)可溶性碳酸盐溶解度大于酸式盐;难溶性碳酸盐溶解度小于酸式盐。 (2)可溶性的碳酸盐除(NH4)2CO3较稳定,受热难分解;难溶性碳酸盐、 (NH4)2CO3和酸式盐受热分解。 考点一考点二考点三 对点演练将足量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() 考点一考点二考点三 答案 D 解析 CO2通入混合稀溶液中发生

12、的反应 有:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,CO2+2KOH=K2CO3+H2O;CO2+K2CO3+ H2O=2KHCO3;CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2,故最后无沉淀。 考点一考点二考点三 考点三考点三碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较 名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3) 俗名 物理 性质 颜色、状态 白色粉末细小的白色晶体 水溶性 易溶于水, 溶液呈 易溶于水(但比Na2CO3溶 解度),溶液呈碱 性 纯碱或苏打小苏打 碱性 小 考点一考点二考点三 化 学 性 质 稳定

13、性 ,但结晶碳酸 钠(Na2CO310H2O) 易 不稳定,受热易分解,化学方 程式为 与H+反应 与碱反应 Ca(OH)2 与OH-不反应,但与Ca2+ 发生反应: Ca2+C=CaCO3 (碱过量), (碱不 足) 稳定 风化 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 考点一考点二考点三 化 学 性 质 与盐 反应 CaCl2不反应 硫酸铝 3HC+Al3+= Al(OH)3+3CO2 考点一考点二考点三 主要用途 制玻璃、造纸、制皂、 纺织 焙制糕点、制药、 灭火器 相互转化 Na2CO3NaHCO3 考点一考点二考点三 微点拨 (1)NaHCO3的溶解度较小,将过量CO2通入到饱和

14、Na2CO3溶液中,有 沉淀析出。 (2)可从NaHCO3溶解度较小的角度分析侯氏制碱法的原理。 考点一考点二考点三 2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别 (1)利用热稳定性不同。 Na2CO3 NaHCO3 考点一考点二考点三 (2)利用与酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)。 NaHCO3 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3 考点一考点二考点三 (3)利用阴离子不同。 (4)利用溶液的酸、碱性不同。 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3 NaHCO3 考点一考点二考点三 3.Na2CO3、NaHCO3的除杂 混合物(括号中为杂质)除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3)

15、 NaHCO3溶液(Na2CO3) Na2CO3溶液(NaHCO3) 加热 通入足量CO2气体 加入适量NaOH 考点一考点二考点三 4.Na2CO3的制备和Na2CO3、NaHCO3的用途 (1)Na2CO3的工业制备侯氏制碱法。 制备原理: 把氨气和二氧化碳通入氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶 液中析出,过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。 反应的化学方程式: a.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl; b.2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。 考点一考点二考点三 (2)Na2CO3、NaHCO3的用途。 Na2CO3是一种非常重要的

16、化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、 纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。 NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗 胃酸过多的一种药剂。 考点一考点二考点三 自我诊断 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)在用酒精灯加热的条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。() (2)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出。() (3)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。() (4)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡。() (5)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。() (

17、6)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入 NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成。() 考点一考点二考点三 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 考点一考点二考点三 2.(2020河北安平中学期末)(1)鉴别KCl溶液和K2CO3溶液的试剂名称是 ,发生反应的离子方程式为。 (2)除去NaCl溶液中混有的少量NaHCO3杂质的试剂名称是, 发生反应的离子方程式为。 (3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用方 法,发生反应的化学方程式为。 (4)除去铁粉中混有的铝粉的试剂名称是,发生反应的化学方程 式为。 考点一考点二考点三 2Al+2NaOH+

18、6H2O=2NaAl(OH)4+3H2 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1Na2CO3与与NaHCO3的性质、用途与鉴别的性质、用途与鉴别 【典例1】 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体, 用不同的方法做了以下实验,如图所示。 考点一考点二考点三 (1)只根据图、所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序 号)。 (2)图、所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为 ;与实验相比,实验的优点是(填字母)。 A.比复杂 B.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验 C.比操作简便 D.比安全 (3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B

19、中装入的固体应 该是(填化学式)。 考点一考点二考点三 答案 (1)(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2, CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2OB (3)NaHCO3 解析 (1)图不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与 盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊;图能达到实 验目的,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成二氧化 碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。 考点一考点二考点三 (2)图、所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2, CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,实验的优点是可同时做对比

20、实验。 (3)实验中试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的是碳 酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分 解,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。 考点一考点二考点三 对点演练1有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断均正 确的是() 选项操作判断 A分别加入澄清石灰水产生沉淀的为Na2CO3 B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈的为Na2CO3 C分别加入CaCl2溶液产生沉淀的为Na2CO3 D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡的为Na2CO3 考点一考点二考点三 答案C 解析 A项,加入澄清石灰水均可以产生碳酸钙

21、沉淀,错误;B项,加入等浓度 的稀盐酸,反应剧烈的是碳酸氢钠,错误;D项,逐滴加入等浓度的盐酸,立即 产生气泡的为碳酸氢钠,错误。 考点一考点二考点三 考向考向2Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的计算及图像及其混合物与盐酸反应的计算及图像 分析分析 【典例2】 (2020山东实验中学诊断)将xgNaHCO3和Na2O2的固体混合物 放在密闭容器中加热至250,充分反应后排出气体。将反应后的固体溶 于水,无气体放出,再逐滴加入盐酸,产生的气体(标准状况)与所加盐酸体积 之间的关系如图所示。下列说法错误的是() A.HCl的浓度为0.2molL-1 B.反应后固体的成分为N

22、aOH与Na2CO3 C.密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O D.x的数值为6.09 考点一考点二考点三 答案D 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 归纳总结Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应 (1)与足量盐酸反应的比较。 两种盐等浓度时,生成CO2的速率NaHCO3快 耗酸量 二者等质量Na2CO3耗酸多 二者等物质的量Na2CO3耗酸多 生成CO2的体积 二者等质量NaHCO3产生的多 二者等物质的量相等 考点一考点二考点三 (2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。 实验操作反应图像 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 向NaHCO3溶液中逐滴加入盐

23、酸 考点一考点二考点三 实验操作反应图像 向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混 合溶液中逐滴加入盐酸 向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的 混合溶液中逐滴加入盐酸 考点一考点二考点三 对点演练2(2020天津杨村第一中学月考)向NaOH和Na2CO3的混合溶液中 滴加0.1molL-1的稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图 所示。下列判断正确的是() A.在Oa范围内,只发生中和反应 B.ab段发生反应的离子方程式为C+2H+=H2O+CO2 C.a=0.3 D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1 2 考点一考点二考点三 答案C 考点一考点二考点三

24、 考向考向3Na2CO3、NaHCO3质量分数的测定质量分数的测定 【典例3】 (2020天津杨村第一中学月考)有一含有NaCl、Na2CO310H2O 和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应前后 CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。 考点一考点二考点三 (1)实验步骤: 按上图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是 。 称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和 装碱石灰的U形管D的质量。 打开止水夹K1、K2,关闭K3,缓慢鼓入氮气数分钟,其目的是 。 关闭止水夹K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热,加热至

25、不再产生气体为止。 打开止水夹K1,缓慢鼓入氮气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的 质量和U形管D的质量。 考点一考点二考点三 (2)关于该实验方案,回答下列问题。 若加热反应后不鼓入氮气,对测定结果的影响是 。 E处干燥管中盛放的药品是,其作用是 ,如果实验中没有该装置,则会导致NaHCO3质量分数的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 若样品质量为wg,反应后C、D装置增加的质量分别为mg、ng,则混合 物中Na2CO310H2O的质量分数为(用含w、m、n的代数式表示)。 考点一考点二考点三 答案 (1)检验装置的气密性赶走装置内含有的水蒸气和二氧化碳, 减少误差(2)会

26、使测定的二氧化碳和水的质量偏小,使碳酸氢钠和十水 合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小碱石灰 吸收空气中的二氧化碳和水偏大 考点一考点二考点三 解析 (1)组装好实验装置后首先应检查装置的气密性。由于装置中存 在CO2和水蒸气,缓慢鼓入氮气数分钟,其目的是赶走装置内含有的水蒸气 和二氧化碳,减少误差。 (2)加热并发生反应后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中,必须鼓入氮 气使其排出完全并被吸收,若不鼓入氮气,则会使测定的二氧化碳和水的质 量偏小,使碳酸氢钠和十水合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小;装置E 是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,故干燥管中盛放的药品是碱石 灰,如果没有该装置,会使测得

27、的NaHCO3的质量分数偏大; 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 深度指津 碳酸钠含量的测定方法 (1)气体法: 考点一考点二考点三 (2)沉淀法: 考点一考点二考点三 对点演练3(2020安徽江淮十校联考)下列实验方案中,不能测定碳酸钠和碳 酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数的是() A.取a克混合物充分加热至质量不再变化,减重b克 B.取a克混合物加足量的盐酸,产生的气体用碱石灰吸收,称量碱石灰增重 的质量为b克 C.取a克混合物与足量澄清石灰水反应,过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质 量为b克 D.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧得b克固体 考点一考点二考点三 答案B 解析

28、 对于Na2CO3和NaHCO3,加热能分解的只有NaHCO3,A正确;碱石灰可 以同时吸收CO2和水蒸气,则无法计算混合物中碳酸钠的质量分数,B错 误;Na2CO3和NaHCO3转化为CaCO3时的固体质量变化不同,可利用质量关 系来计算,C正确;反应后加热、蒸干、灼烧得到的固体产物是 NaCl,Na2CO3和NaHCO3转化为NaCl时的固体质量变化不同,由钠元素守恒 和质量关系可列方程组计算,D正确。 网络构建 核心速记 1.必记的三个反应 (1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 (3)Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 2.Na2CO3与NaHCO3鉴别的四种方法 (1)固体加热法。(2)加盐酸法。 (3)加CaCl2溶液法。 (4)测等浓度溶液的pH法。 更多精彩内容请登录志鸿优化网志鸿优化网 http:/www.zhyh.org/ 本本 课课 结结 束束