高中化學 第三章 自然界中的元素 第1節(jié) 碳的多樣性 第1課時學案 魯科版必修1.doc
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第1課時 多種多樣的碳單質(zhì)和廣泛存在的含碳化合物 學習目標 重點難點 1.了解同素異形體的概念； 2．了解碳的多種存在形態(tài)及碳的各種同素異形體的特點； 3．了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，知道它們性質(zhì)的差異及其轉化；能根據(jù)它們性質(zhì)的差異鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉 1.了解同素異形現(xiàn)象，知道碳的三種同素異形體的特點； 2．掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，能根據(jù)它們性質(zhì)的差異鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉，掌握碳酸鈉與碳酸氫鈉的除雜、有關簡單的計算 一、多種多樣的碳單質(zhì) 2．同素異形體：由______元素組成的________的____單質(zhì)，叫做該元素的同素異形體。 預習交流 1．金剛石、石墨和C60均是由碳元素組成的單質(zhì)，為什么物理性質(zhì)不同？ 2．碳的各種單質(zhì)化學性質(zhì)是否相同？為什么？ 3．已知石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，試根據(jù)二者之間的轉化完成下列問題： （1）石墨和金剛石之間的轉化是物理變化還是化學變化？ （2）有單質(zhì)生成的反應一定是氧化還原反應嗎？ 二、廣泛存在的含碳化合物 2．碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì) 化學式 學名 俗名 顏色狀態(tài) 溶解度比較 應用 NaHCO3 作發(fā)酵粉、胃藥 Na2CO3 制玻璃、造紙 Na2CO3 10H2O 結晶碳酸鈉 無色晶體 — 同Na2CO3 3．Na2CO3和NaHCO3的化學性質(zhì) （1）Na2CO3 （2）NaHCO3 預習交流 滴加鹽酸后產(chǎn)生無色無味且能使澄清石灰水變渾濁氣體的物質(zhì)一定含有CO嗎？ 答案：一、1.最大 無 不 深灰 小 不 易 極高 灰黑 不 足球烯 2．同一種 性質(zhì)不同 幾種 預習交流： 1．答案：碳原子的排列方式不同，結構不同，故碳單質(zhì)的物理性質(zhì)不同。 2．答案：相同。因為由同種元素組成。 3．答案：（1）石墨和金剛石是兩種不同的物質(zhì)，所以二者之間的轉化是化學變化。 （2）判斷是否是氧化還原反應的依據(jù)是判斷反應前后元素的化合價有無變化，而不是看是否有單質(zhì)生成，如石墨和金剛石的轉化是兩種單質(zhì)間的轉化，但是化合價沒有變化，不是氧化還原反應。 二、1.CO CO2 H2CO3 CaCO3 CaCO3 CaMg（CO3）2 ZnCO3 MgCO3 FeCO3 2．碳酸氫鈉 小蘇打 細小的白色晶體 較小 碳酸鈉 蘇打、純堿 白色粉末 較大 十水合碳酸鈉 3．（1）Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl （2）NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 預習交流：答案：不一定，碳酸氫鹽也能與鹽酸反應放出CO2氣體。 在預習中還有哪些問題需要你在聽課時加以關注？請在下列表格中做個備忘吧！ 我的學困點 我的學疑點 一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì) 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結論或化學方程式 活動一 將兩個相同氣球中的等質(zhì)量的兩種固體分別同時加入等體積等濃度的鹽酸中： 兩支試管中__________，但加入NaHCO3的試管上的氣球變大得____ __________________________，但________與鹽酸反應更快，化學方程式分別為：________________________；______________________ 活動二 __________________ ____________________________ 加入BaCl2溶液時__________，再滴加NaOH溶液時____________ __________________________________________ ____________________________ 活動三 ____________________ ______________ 試管口處有__________，燒杯中的澄清石灰水________ ______________，化學方程式為__________________________ 1．Na2CO3和NaHCO3都易與鹽酸反應，但NaHCO3與鹽酸反應比碳酸鈉更劇烈。為什么？ 2．如何除去Na2CO3固體中的NaHCO3固體？ 3．你能從物質(zhì)類別的角度歸納碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質(zhì)嗎？ 1.所有的碳酸鹽都可以與鹽酸反應放出CO2氣體； 2．所有的碳酸氫鹽都溶于水，都具有受熱易分解的性質(zhì)，都既能與酸反應又能與堿反應（即HCO與H＋和OH－都不能大量共存）。 二、物質(zhì)的檢驗和鑒別 Na2CO3、NaHCO3均為白色固體，溶液均無色，請思考討論并交流如何鑒別這兩種物質(zhì)？ （從鑒別依據(jù)、操作及現(xiàn)象、相關反應的化學方程式等角度說明） 方法 依據(jù) 操作及現(xiàn)象 化學方程式 方法一 方法二 方法三 能否使用Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液？ 某學校的實驗室有一瓶碳酸氫鈉，由于放置時間過久，不知是否變質(zhì)。 （1）請你利用所學過的知識，設計一簡單的實驗，確定這瓶碳酸氫鈉是否變質(zhì)。你設計的實驗方案：____________________________________。 （2）如果變質(zhì)了，請你設計實驗方案，確定其是否完全變質(zhì)。你設計的實驗方案：________。 答案：活動與探究1：答案：都有氣泡產(chǎn)生 快 Na2CO3、NaHCO3都能與鹽酸反應 NaHCO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O 試管中有白色沉淀生成 Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 無沉淀生成 有白色沉淀生成 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 澄清的石灰水不變渾濁 Na2CO3受熱不分解 水珠凝結 變渾濁 NaHCO3受熱分解 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 思考與交流：1.答案：碳酸鈉與鹽酸的反應分兩步：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；而NaHCO3直接結合H＋就可以放出CO2：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，因此Na2CO3和NaHCO3分別與鹽酸反應時，NaHCO3與鹽酸反應更劇烈。 2．答案：除去Na2CO3固體中的NaHCO3固體，可采用加熱的方法使NaHCO3分解從而除去。 3．答案：（1）Na2CO3的性質(zhì) （2）NaHCO3的性質(zhì) 活動與探究2：答案： 方法 依據(jù) 操作及現(xiàn)象 化學方程式 方法一 利用兩種物質(zhì)的熱穩(wěn)定性差異 取少量固體樣品加熱，能夠產(chǎn)生使澄清的石灰水變渾濁的氣體的為NaHCO3，無明顯現(xiàn)象的為Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O， CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O 方法二 利用兩種物質(zhì)與鹽酸反應的快慢 取少量的固體樣品于試管中，分別逐滴加入稀鹽酸，產(chǎn)生氣體速率快的是NaHCO3，產(chǎn)生氣體速率慢的是Na2CO3 NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑； Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 方法三 利用能否與可溶性鈣鹽（或鋇鹽）反應產(chǎn)生沉淀 向二者溶液中分別加入CaCl2（或BaCl2）溶液，有沉淀生成的為Na2CO3，無沉淀生成的為NaHCO3 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl（或Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl）， NaHCO3與CaCl2（或BaCl2）不反應 思考與交流：答案：不能。因為二者均能與Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液反應產(chǎn)生沉淀： Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O[或NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O]。 遷移與應用：答案：（1）取固體少量加入試管中，加水配成溶液后滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明NaHCO3已變質(zhì)，若無白色沉淀生成，說明沒有變質(zhì)（答案合理即可） （2）將固體裝入試管中，并塞上帶有導管的單孔塞，將導管插入澄清石灰水中，加熱，若有使澄清石灰水變渾濁的氣體生成，說明沒有完全變質(zhì)。否則，說明已完全變質(zhì) 解析：首先正確判斷NaHCO3變質(zhì)后的物質(zhì)，然后根據(jù)Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)差異設計實驗方案。NaHCO3易分解，如果NaHCO3中含有Na2CO3，說明NaHCO3已變質(zhì)。鑒別NaHCO3中是否含有Na2CO3可用CaCl2溶液。若NaHCO3完全變質(zhì)，就會全部生成Na2CO3。確定NaHCO3是否完全變質(zhì)，可用加熱法，若加熱時有氣體生成，該氣體使澄清石灰水變渾濁，說明沒有完全變質(zhì)，否則，說明完全變質(zhì)。 1．有相同質(zhì)量的兩份NaHCO3粉末，第一份加入足量鹽酸，第二份先加熱使其完全分解再加足量同濃度鹽酸，則兩者所消耗的鹽酸物質(zhì)的量之比為（ ?。? A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．4∶1 2．下列關于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較中，正確的是（ ?。? A．熱穩(wěn)定性：Na2CO3
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