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第3章自然界中的元素第1節(jié)碳的多樣性 C60 金剛石 石墨 無色透明 堅硬的晶體 深灰色 質(zhì)軟 不透明 導(dǎo)電的片狀固體 灰黑色固體 一 多種多樣的碳單質(zhì) 由同一種元素組成的性質(zhì)不同的單質(zhì) 叫做該元素的同素異形體 109 28 金剛石是一種具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體 在晶體中 每個碳原都被相鄰的4個碳原子包圍 處于4個碳原子的中心 以共價鍵與4個碳原子結(jié)合 成為正四面體結(jié)構(gòu) 這些正四面體向空間發(fā)展 構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 金剛石的熔點 3550 和沸點 4827 都很高 硬度很大 金剛石 120 共價鍵 范德華力 石墨是層狀結(jié)構(gòu) 在每一層內(nèi) 碳原子排成六邊形 每個碳原子與其它3個碳原子以共價鍵結(jié)合 形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 在層與層之間 是以分子間作用力結(jié)合的 由于同一層的碳原子以較強共價鍵結(jié)合 使石墨的熔點很高 比金剛石的還要高 沸點與金剛石相同 但由于層與層之間的分子間作用力很弱 容易滑動 使石墨的硬度很小 石墨 C60分子結(jié)構(gòu)示意圖 共價鍵 12個正五邊形20個正六邊形 二 含碳化合物的多樣性 含碳化合物 無機物 有機物 CO CO2 H2CO3 碳酸鹽等 除了以上物質(zhì) 含碳的化合物 三 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 還原性 1 二氧化碳的性質(zhì) 酸性氧化物 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2OCaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 Na2CO3 飽和 CO2 H2O 2NaHCO3 四 碳氧化物 注意 不能用CO2撲滅Mg Na火2CO2 2Na Na2CO3 CO Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 02上海 將足量CO2通人KOH和Ca OH 2的混合稀溶液中 生成沉淀的物質(zhì)的量 n 和通入CO2體積 y 的關(guān)系正確的是 D 1 CO2可與堿性氧化物CaO CO2 CaCO3與堿反應(yīng)2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 1 CO屬不成鹽氧化物 一般不與酸 堿 鹽反應(yīng) 4 CO有劇毒是大氣污染物 2 不可燃燒 但支持某些物質(zhì)燃燒2Mg CO2 點燃 C 2MgO 4 CO2無毒 會造成溫室效應(yīng) 2 碳氧化物的比較 3 CO CO2的制取方法 實驗室制CO裝置 實驗室制CO2裝置 白色晶體 易溶于水 白色晶體 溶于水 小 Na2CO3受熱難分解 CO32 2H CO2 H2O HCO3 H CO2 H2O 相同條件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 2NaHCO3 Ca OH 2 CaCO3 Na2CO3 2H2O Na2CO3 NaHCO3 CO2 H2O 加熱或加NaOH 碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì) 純堿 蘇打 小蘇打 五 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性規(guī)律 Na2CO3 K2CO3的熱穩(wěn)定性極強 在高溫熔化下也難分解 CaCO3 BaCO3 MgCO3 CuCO3等熱穩(wěn)定性很強 但在高溫下能分解 生成金屬氧化物和二氧化碳 NaHCO3 KHCO3 NH4HCO3 NH4 2CO3 Ca HCO3 2的熱穩(wěn)定性較差 在固態(tài)時加熱易分解 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O2KHCO3K2CO3 CO2 H2ONH4HCO3NH3 CO2 H2O NH4 2CO32NH3 CO2 H2OCa HCO3 2CaCO3 CO2 H2O 六 硅酸根離子 碳酸根離子離子檢驗 CO32 原理 CO32 Ca2 CaCO3 CaCO3為白色固體 不溶于水但溶于鹽酸或硝酸 且生成無色 無味的氣味 CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O方法 向待檢溶液中加入過量的CaCl2溶液 若生成白色沉淀 再加入稀鹽酸或稀硝酸 若白色沉淀又溶解 且生成無色 無味氣體 則待檢溶液中有CO32 注意 試劑CaCl2溶液也可用Ca NO3 2 BaCl2 Ba NO3 2等的溶液代之 但不能用Ca OH 2溶液或Ba OH 2溶液 原因是無法排除HCO3 的干擾 對白色沉淀要加入稀鹽酸或稀硝酸溶之以排除Ag 的干擾 但不可用硫酸溶液 原因是H2SO4溶解CaCO3或BaCO3的效果不佳 HCO3 原理 HCO3 的鹽易溶于水 易與H 反應(yīng) HCO3 H CO2 H2OCO2為無色無味氣味 方法 向待檢溶液中加入足量的Ca2 或Ba2 的可溶性鹽溶液 若無明顯現(xiàn)象 再向溶液中加入足量的酸 如鹽酸 硝酸 醋酸等 溶液 若溶液中逸出無色 無味的氣體 則待檢溶液中有HCO3 注意 Ca2 或Ba2 的溶液不可用Ca OH 2溶液或Ba OH 2溶液 原因是OH 將HCO3 轉(zhuǎn)化為CO32 加酸后要通過氣體的氣味排除HSO3 的干擾 作業(yè) 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式 C CO2 Na2CO3 NaHCO3 CO CaCO3 Ca HCO3 2 注 不能重復(fù) 5 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O 6 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 8 CO2 H2O Na2CO3 2NaHCO3 13 2NaHCO3 Ca OH 2 CaCO3 Na2CO3 2H2O 9 2HCl Na2CO3 2NaCl CO2 H2O 10 CaCl2 Na2CO3 2NaCl CaCO3 12 NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O 14 CO2 H2O CaCO3 Ca HCO3 2 15 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 1 下列各溶液中 分別通入過量的CO2氣體后 有沉淀生成的是A 漂白粉溶液B 石灰水C CaCl2溶液D 硅酸鈉溶液2 下列對碳的同素異形體 金剛石 石墨 和C60的說法中 錯誤的是A C60的摩爾質(zhì)量是720B 硬度金剛石比石墨大C 在一定條件下與O2反應(yīng)生成CO2D 在一定條件下它們可能相互轉(zhuǎn)化 D A 3 下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3說法中不正確的是A Na2CO3更易溶于水B Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定C 跟酸反應(yīng)Na2CO3比NaHCO3更劇烈D 都能跟石灰水反應(yīng)得到白色沉淀4 除去混在碳酸鈉粉末中的少量碳酸氫鈉 最合理的方法是A 加熱B 加NaOH溶液C 加鹽酸D 加CaCl2溶液 C A 5 等體積等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3和Ba OH 2溶液混合離子方程式正確的是 HCO3 OH H2O CO32 2HCO3 Ba OH 2 BaCO3 2H2O HCO32 HCO3 Ba2 OH BaCO3 H2O 2HCO3 Ba2 2OH BaCO3 2H2O CO32 C 6 COX中氣體雜質(zhì)的除去方法 1 CO中混有CO2通過盛有澄清石灰水的洗氣瓶 2 CO2中混有CO通過硬質(zhì)玻璃管中灼熱的CuO 3 CO2中混有HCl通過盛飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶 7 錫 鉛兩種元素的主要化合價是 2價和 4價 其中 2價錫和 4價鉛的化合物是不穩(wěn)定的 2價錫離子有強還原性 4價鉛化合物有強氧化性 如Sn2 比Fe2 還原性強 PbO2比Cl2氧化性強 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式 1 FeCl3溶液滴入SnCl2溶液 2 PbO2遇濃鹽酸 1 2FeCl3 SnCl2 2FeCl2 SnCl4 2 PbO2 4HCl PbCl2 2H2O Cl2 已知 還原性Sn2 Fe2 氧化性PbO2 Cl2 試寫出下列化學(xué)方程式 氯氣與錫共熱 氯氣與鉛共熱 PbO2濃鹽酸共熱 能說明Sn2 還原性比Fe2 還原性強的離子方程式是 把棕色的PbO2投入亞硫酸溶液中充分反應(yīng) 可觀察到把棕色的PbO2逐漸變成白色固體物質(zhì) Sn 2Cl2 SnCl4 Pb Cl2 PbCl2 PbO2 4HCl PbCl2 Cl2 2H2O PbO2 H2SO3 PbSO4 H2O Sn2 2Fe3 Sn4 2Fe2 例題評講