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，知道它們性質的差異及其轉化；能根據它們性質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，能根據它們性質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 2．同素異形體：由______元素組成的________的____單質，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，為什么物理性質不同？ 2．碳的各種單質化學性質是否相同？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 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 （1）Na2CO3 （2）NaHCO3 預習交流 滴加鹽酸后產生無色無味且能使澄清石灰水變渾濁氣體的物質一定含有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，故碳單質的物理性質不同。 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，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生成，如石墨和金剛石的轉化是兩種單質間的轉化，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 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．你能從物質類別的角度歸納碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質嗎？ 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，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？ （從鑒別依據、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 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。 （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。你設計的實驗方案：____________________________________。 （2）如果變質了，請你設計實驗方案，確定其是否完全變質。你設計的實驗方案：________。 答案：活動與探究1：答案：都有氣泡產生 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 （2）NaHCO3的性質 活動與探究2：答案： 方法 依據 操作及現(xiàn)象 化學方程式 方法一 利用兩種物質的熱穩(wěn)定性差異 取少量固體樣品加熱，能夠產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，產生氣體速率快的是NaHCO3，產生氣體速率慢的是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，若無白色沉淀生成，說明沒有變質（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。否則，說明已完全變質 解析：首先正確判斷NaHCO3變質后的物質，然后根據Na2CO3、NaHCO3的性質差異設計實驗方案。NaHCO3易分解，如果NaHCO3中含有Na2CO3，說明NaHCO3已變質。鑒別NaHCO3中是否含有Na2CO3可用CaCl2溶液。若NaHCO3完全變質，就會全部生成Na2CO3。確定NaHCO3是否完全變質，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，否則，說明完全變質。 1．有相同質量的兩份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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