1、鲁教版鲁教版 海南中学海南中学 陈辉陈辉 第第1节节 碳的多样性碳的多样性 方解石方解石 珊瑚珊瑚 CaCO3 C CaCO3 煤煤 碳碳 1 1、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？ 2 2、你身边还有什么物质含有这种元素？、你身边还有什么物质含有这种元素？ 金刚石 碳的同素异形体和碳的化合物碳的同素异形体和碳的化合物 金刚石C60石墨 碳单质 一氧化碳 二氧化碳 碳酸碳酸盐 无机化合物有机化合物 含碳化合物 碳元素 总结：碳以多种形态存在于自然界中，它是构成总结：碳以多种形态存在于自然界中，它是构成 物质种类最多的元素。物质种类最多的元素。 一
2、、多种多样的碳单质一、多种多样的碳单质 石石 墨墨 深灰色、硬度深灰色、硬度 小、不透明、易小、不透明、易导电的导电的 片状固体。片状固体。 金刚石金刚石 金刚石是硬度金刚石是硬度 最大，熔点最高的单质，最大，熔点最高的单质， 无色透明的晶体，无色透明的晶体，无自无自 由电子，不导电。由电子，不导电。 C60灰黑色的固体灰黑色的固体, ,不导电，又名不导电，又名“足球烯足球烯” . .定义：由定义：由同一种元素同一种元素组成的组成的性质不性质不 同同的几种的几种单质单质。 例：例：常见常见元素的同素异形体：元素的同素异形体：C元素：元素：金刚石、金刚石、 石墨、石墨、 C60；O元素：元素：O
3、2、O3； P元素：元素：红磷、白磷红磷、白磷 同素异形体同素异形体: 判断同素异形体的要素：判断同素异形体的要素： （1 1）必须由同一元素组成）必须由同一元素组成 （2 2）必须是单质）必须是单质 （3 3）必须结构不同）必须结构不同 不同的同素异形体，不同的同素异形体，物理性质不同物理性质不同，化学性质相似化学性质相似 思考：为什么同是碳元素组成碳单质物理性质却不同思考：为什么同是碳元素组成碳单质物理性质却不同 呢？呢？ 金刚石晶体结构模型金刚石晶体结构模型 石墨晶体结构模型石墨晶体结构模型 C60分子模型分子模型 结论：碳原子的排列碳原子的排列 方式不同方式不同 B 巩固练习巩固练习
4、1.金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于（性质有所不同，是由于（ ） A、构成原子不同、构成原子不同 B、各自原子排列方式不同、各自原子排列方式不同 C、具有不同的几何外形、具有不同的几何外形 D、硬度不同、硬度不同 B 2.下列各组物质中是同素异形体的是下列各组物质中是同素异形体的是( ) A. CO、CO2 B. O2、O3 C. 水蒸气、冰水蒸气、冰 D. O2 、N2 菱锌矿（菱锌矿（ZnCO3） 大理石大理石 Ca CO3 菱镁矿（菱镁矿（MgCO3） 菱铁矿（菱铁矿（FeCO3） 白云石白云石 Ca Mg（CO3）2 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3 二、广泛
5、存在含碳的化合物 天 然 碳 酸 盐 天 然 碳 酸 盐 含碳无机化合物含碳无机化合物 （矿物）（矿物） 含碳含碳有机化合物有机化合物 （几（几千千万种）万种） （一）、（一）、Na2CO3与与NaHCO3物理性质比较物理性质比较 名名 称称 碳酸钠碳酸钠 碳酸氢钠碳酸氢钠 俗俗 名名 色色 态态 水溶性水溶性 用途用途 白色固体白色固体 纯碱、纯碱、苏打苏打 小苏打小苏打 都易溶于水都易溶于水 但溶解度但溶解度S碳酸钠 碳酸钠 S碳酸氢钠 碳酸氢钠 用于制玻璃、肥皂、用于制玻璃、肥皂、 造纸、纺织等工业造纸、纺织等工业 发酵剂、灭火剂发酵剂、灭火剂 制药制药 1、与、与 酸酸 反反 应应 N
6、a2CO3 Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2 CO32 -+2H+= H2O + CO2 NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2 HCO3-+ H+=H2O+CO2 结论：结论： 碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是 碳酸氢钠碳酸氢钠与酸反应与酸反应比碳酸钠比碳酸钠更剧烈更剧烈。 (二二)碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质 逐滴加酸反应原理：逐滴加酸反应原理： Na2CO3： CO32 - + H+ = HCO3 - NaHCO3： HCO3 - + H += H2O + CO2 HCO3 - +
7、 H += H2O + CO2 用离子方程式表示：用离子方程式表示： 随堂练习 1 有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)(a)和碳酸钠和碳酸钠(b)(b)溶溶 液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？ CO32 - + H+ = HCO3 - HCO3 - + H += H2O + CO2 CO32 - + 2H += H2O + CO2 a滴入滴入b： b滴入滴入a： 刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。 一滴入就有气泡产生 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH CO32 -+
8、Ca2+=CaCO3 能与能与所有可溶碱所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水反应生成碳酸正盐和水 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O HCO3-+OH -=CO32-+H2O 易与易与Ba2+、Ca2+的碱的碱反应生成反应生成碳酸碳酸 盐盐沉淀和沉淀和NaOH 2、与碱反应： 3、与、与 盐盐 反反 应应 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl 与与可溶性的钙盐、钡盐可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀反应生成沉淀 CO32-+Ca2+=CaCO3 与与CaClCaCl2 2不反应不反应 可用可溶性的钙盐、钡盐检验可溶性的钙盐、钡盐检验NaNa2 2COC
9、O3 3与与NaHCONaHCO3 3溶液溶液 随堂练习 二 有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠 溶液中是否混有碳酸钠？溶液中是否混有碳酸钠？ 加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色 的沉淀。的沉淀。 4、热稳定性、热稳定性 Na2CO3 NaHCO3 2NaHCO3= Na2CO3+H2O+CO2 结论：稳定性：结论：稳定性：碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠 碳酸钠受热不分解碳酸钠受热不分解 利用利用热的稳定性热的稳定性鉴别碳酸钠与碳酸氢钠鉴别碳酸钠与碳酸氢钠 随堂练习 三 有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有一包
10、白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混 有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？ 加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊 则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。 加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。 ( (三三) )、NaNa2 2COCO3 3与与NaHCONaHCO3 3的相互转的相互转 变变 Na2CO3 + CO2 + H2O= 2NaHCO3 或或 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=2 NaCO3+H2O+
11、CO2 化学方程式：化学方程式： Na2CO3 NaHCO3 溶液通入过量溶液通入过量CO2 加热或加适量加热或加适量NaOH 逐滴加酸逐滴加酸 或或 Na2CO3 NaHCO3 溶液通入过量溶液通入过量CO2 加热或加适量加热或加适量NaOH 逐滴加酸逐滴加酸 或或 （四）、（四）、Na2CO3与与NaHCO3的化学性质比较的化学性质比较 实验内容实验内容 实验现象实验现象 结论结论 与与H+ 与与NaOH 与与 Ca(OH)2 与与CaCl2 加热加热 都产生气泡都产生气泡 CO32-+2H+= CO2 + H2O HCO3-+H+= CO2 +H2O 无明显现象无明显现象 Na2CO3不
12、反应不反应 HCO3-+OH-= CO32- +H2O 都产生白色沉淀都产生白色沉淀 CO32-+Ca2+= Ca CO3 Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2O Na2CO3产生白色沉淀产生白色沉淀 NaHCO3无现象无现象 CO32-+Ca2+= Ca CO3 NaHCO3不反应不反应 Na2CO3无现象无现象 NaHCO3分解产生分解产生CO2 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3不分解不分解 小结小结 碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质 与酸反应与酸反应 COCO3 32 2- -+2H+2H+ += H= H2 2O + C
13、OO + CO2 2 HCOHCO3 3- -+ H+ H+ +=H=H2 2O+COO+CO2 2 与碱反应与碱反应 与盐反应与盐反应 热稳定性热稳定性 CO32 -+Ca2+=CaCO3 HCO3-+OH -=CO32-+H2O 易与易与Ba2+、Ca2+的碱的碱反应生成反应生成碳酸盐碳酸盐沉淀和沉淀和NaOH CO32-+Ca2+=CaCO3 与与可溶性的钙盐、钡盐可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀反应生成沉淀 HCOHCO3 3- -与与CaClCaCl2 2不反应不反应 2NaHCO3= Na2CO3+H2O+CO2 自然界中碳及其化合物间的转化自然界中碳及其化合物间的转化 大 气 中
14、的 二 氧 化 碳 大 气 中 的 二 氧 化 碳 绿色植物绿色植物 海洋海洋 光合作用光合作用 呼吸呼吸 动物动物 呼吸排泄呼吸排泄 岩石岩石 风化溶解风化溶解 光合作用光合作用 森林草原森林草原 化石燃料化石燃料 喷发喷发 火山火山 燃烧燃烧 燃烧燃烧 动植物遗体演变动植物遗体演变 【活动【活动 探究】探究】 模拟“溶洞的形成”模拟“溶洞的形成” 实验方案及实验记录：实验方案及实验记录： 实验内容实验内容 实验现象实验现象 离子方程式离子方程式 澄清石灰水澄清石灰水 持续通入持续通入CO2 开始出现白色沉淀开始出现白色沉淀 CO2过量时沉淀溶解过量时沉淀溶解 澄清溶液澄清溶液 加热加热 出
15、现白色沉淀出现白色沉淀 Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca CO3+ H2O Ca CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H CO3- Ca2+ + 2 H CO3- = Ca CO3 +CO2+ H2O 生产和生活中碳及其化合物间的转化生产和生活中碳及其化合物间的转化 1、工业炼铁、工业炼铁 2、木炭燃烧、木炭燃烧 C CO2 CO 碳“三角” 生产和生活中碳及其化合物间的转化生产和生活中碳及其化合物间的转化 写出高炉炼铁过程中碳元素所发生化学反应方程式写出高炉炼铁过程中碳元素所发生化学反应方程式 高炉炼铁主要的反应原理高炉炼铁主要的反应原理 C+O2=CO2 C+CO
16、2=2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 碳“三角”碳“三角” C+O2=CO2 2C+O2=2CO C+CO2=2CO 2CO+O2=2CO2 水垢的主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去水垢的主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去 水壶中的水垢？水壶中的水垢？ Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+H2O CO2 CO C 高温高温 高温高温 高温高温 点燃点燃 点燃点燃 点燃点燃 点燃点燃 1 1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体 2 2、如何除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠、如何除去碳酸氢钠溶液中的碳
17、酸钠 3 3、如何除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠、如何除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠 分别取少量固体分别取少量固体加热加热，能产生使澄清石，能产生使澄清石 灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠 在混合物溶液中通入足量的在混合物溶液中通入足量的二氧化碳二氧化碳 加热加热固体混合物至质量不再改变固体混合物至质量不再改变 随堂练习随堂练习 课堂检测课堂检测 1、下列关于下列关于Na2CO3和和NaHCO3说法中不正确的是说法中不正确的是 A. Na2CO3更易溶于水更易溶于水 B. Na2CO3比比NaHCO3稳定稳定 C. 跟酸反应跟酸反应Na2CO3比比NaHCO3更剧烈更剧烈 D.
18、 都能跟石灰水反应得到白色沉淀都能跟石灰水反应得到白色沉淀 2、除去混在碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠，最合、除去混在碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠，最合 理的方法是理的方法是 A. 加热加热 B. 加加NaOH溶液溶液 C. 加盐酸加盐酸 D. 加加CaCl2溶液溶液 C A 思 考 题 1、有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸和碳酸有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸和碳酸 钠溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？钠溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？ 2、已知在相同条件下，碳酸钠的溶解度大、已知在相同条件下，碳酸钠的溶解度大 于碳酸氢钠的溶解度，如果向饱和的碳酸钠于碳酸氢钠的溶解度，如果向饱和的碳酸钠 溶液中通入过量的溶液中通入过量的CO2，会出现什么现象？，会出现什么现象？
