遼寧省凌海市高中化學 第3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節(jié)　碳的多樣性 第1課時　多種多樣的碳單質和廣泛存在的含碳化合物 課堂合作探究 問題導學 一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質 活動與探究1 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________________________ 思考與交流 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．Na2CO3與NaHCO3的除雜 溶 液 Ⅰ：Na2CO3(NaHCO3) 滴入適量NaOH溶液 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O Ⅱ：NaHCO3(Na2CO3) 通足量CO2氣體 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 固 體 Ⅰ：Na2CO3(NaHCO3)充分加熱 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Ⅱ：NaHCO3(Na2CO3) 加水溶解制成飽和溶液，再通入足量CO2氣體，蒸發(fā)結晶過濾、洗滌 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 2．所有的碳酸鹽都可以與鹽酸反應放出CO2氣體； 3．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 活動與探究2 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(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 思考與交流 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？ 1．Na2CO3溶液與鹽酸反應 Na2CO3溶液與鹽酸反應時，滴加順序不同，實驗現(xiàn)象不同，產(chǎn)生的CO2的量也可能不同。 滴加順序 反應現(xiàn)象 反應方程式 一滴加Na2CO3溶液，馬上有氣體放出 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 開始階段無明顯現(xiàn)象，后來有氣體放出 開始： Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3 后來： NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 2．NaHCO3溶液與鹽酸反應 無論將NaHCO3溶液滴入鹽酸中，還是將鹽酸滴入NaHCO3溶液中，都只發(fā)生反應：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，即開始滴加就會有CO2氣體生成。 遷移與應用 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：________________________。 當堂檢測 1．下列敘述中正確的是(　　) A．僅由碳元素組成的物質一定是純凈物 B．金剛石和石墨具有相同的化學組成 C．石墨轉變?yōu)榻饎偸粚儆诨瘜W變化 D．只含有碳元素的物質可能是單質也可能是化合物 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＜NaHCO3 B．堿性：Na2CO3＜NaHCO3 C．在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3 D．與足量的鹽酸反應產(chǎn)生的氣體的體積：Na2CO3＜NaHCO3 3．欲鑒別濃度均為3 molL－1的Na2CO3和NaHCO3兩溶液，下列方法可行的有(　　) ①分別滴入澄清石灰水?、诜謩e用pH試紙測pH ③分別滴入3 molL－1的鹽酸?、芊謩e滴入NaOH溶液 A．②③ B．①② C．①②③ D．①③④ 4．除去下列物質中的雜質。 (1)除去Na2CO3固體中的NaHCO3，方法是__________，化學方程式：________________。 (2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是________，化學方程式：_________________。 (3)除去CO2氣體中的HCl氣體，方法是__________，化學方程式：__________________。 答案： 課堂合作探究 【問題導學】 活動與探究1：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 (2)NaHCO3的性質 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：解析：首先正確判斷NaHCO3變質后的物質，然后根據(jù)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。 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 【當堂檢測】 1．B　解析：僅由同一元素組成的性質不同的幾種單質，叫該元素的同素異形體。單質與單質之間為不同的物質，因而僅由一種元素組成的物質可能是純凈物，也可能是混合物，例如金剛石為純凈物，而金剛石、石墨、C60混在一起就為混合物。既然金剛石和石墨屬于不同的單質，因而它們之間的轉化屬于化學變化。由于都是由碳原子構成的單質，所以金剛石和石墨具有相同的化學組成，也具有相同的化學性質。 2．C　解析：NaHCO3受熱時發(fā)生分解而Na2CO3受熱時不易分解，A不正確；等物質的量濃度溶液的堿性，Na2CO3的強，B不正確；在相同溫度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，C正確；D中沒有說明Na2CO3和NaHCO3的用量，故反應產(chǎn)生氣體的體積無法判斷。 3．A　解析：向Na2CO3和NaHCO3溶液中加入Ca(OH)2時都有白色沉淀生成，故①不正確；等濃度的Na2CO3溶液的堿性強，pH大，故②正確；向濃度相同的兩溶液中滴加鹽酸時，NaHCO3與鹽酸的反應快，故③正確；雖然NaOH與NaHCO3反應，但無明顯的現(xiàn)象，所以無法用NaOH區(qū)分Na2CO3和NaHCO3，④不正確。 4．解析：除雜的基本原則是除去雜質但不能引入新的雜質。 (1)NaHCO3受熱分解產(chǎn)生Na2CO3，故Na2CO3固體中混有NaHCO3應采用加熱法。 (2)中可選用通入足量CO2的方法使Na2CO3轉化為NaHCO3。 (3)可采用使HCl與NaHCO3反應產(chǎn)生CO2的方法。 答案：(1)加熱　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (2)通足量的CO2　Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 (3)將氣體通過飽和NaHCO3溶液　NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑