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1、第3章 自然界中的元素 第1节 碳的多样性,C60,金刚石,石墨,无色透明、坚硬的晶体,深灰色、质软、不透明、导电的片状固体,灰黑色固体,一、多种多样的碳单质,由同一种元素组成的性质不同的单质，叫做该元素的同素异形体。,10928,金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每个碳原都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（3550）和沸点（4827）都很高,硬度很大。,金刚石,120,共价键,范德华力,石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原
2、子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要高） ,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。,石墨,C60分子结构示意图,共价键,12个正五边形20个正六边形,二、含碳化合物的多样性,含碳化合物,无机物： 有机物：,CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等,除了以上物质，含碳的化合物。,三、碳单质的化学性质,还原性,1、二氧化碳的性质, 酸性氧化物： CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3
3、)2,Na2CO3(饱和) + CO2 + H2O = 2NaHCO3,四、碳氧化物,注意：不能用CO2扑灭Mg、Na火 2CO2 + 2Na = Na2CO3 + CO,Na2SiO3 + CO2 +H2O= H2SiO3+ Na2CO3,（02上海）将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是,D,1.CO2可与碱性氧化物 CaO+CO2=CaCO3 与碱反应 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,1. CO属不成盐氧化物，一般不与酸、碱、盐反应;,4.CO有剧毒 是大气污染物,2.不可燃烧，但支持某些物质燃烧 2M
4、g+CO2=点燃=C+2MgO,4.CO2无毒，会造成温室效应,2、碳氧化物的比较,3、CO、CO2的制取方法,实验室制 CO装置,实验室制CO2装置,白色晶体，易溶于水,白色晶体，溶于水（小）,Na2CO3受热难分解,CO32- +2H+=CO2+H2O,HCO3- + H+ = CO2+ H2O,相同条件下放出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,加热或加NaOH,碳酸
5、钠和碳酸氢钠的化学性质,纯碱、苏打,小苏打,五、碳酸盐的热稳定性规律,Na2CO3、K2CO3的热稳定性极强，在高温熔化下也难分解。 CaCO3、BaCO3 、MgCO3、CuCO3等热稳定性很强，但在高温下能分解，生成金属氧化物和二氧化碳。 NaHCO3、KHCO3 、NH4 HCO3、 （NH4 ）2CO3、 Ca（ HCO3）2的热稳定性较差，在固态时加热易分解： 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2+ H2O 2KHCO3 K2CO3+ CO2+ H2O NH4 HCO3 NH3+ CO2+ H2O （NH4 ）2CO3 2NH3+ CO2+ H2O Ca（ HCO3）2 CaCO3
6、+ CO2+ H2O,六、硅酸根离子、碳酸根离子离子检验,CO32- 原理：CO32-+Ca2+ = CaCO3 CaCO3为白色固体，不溶于水但溶于盐酸或硝酸，且生成无色、无味的气味。 CaCO3+2H+ =Ca 2+CO2+ H2O 方法：向待检溶液中加入过量的CaCl2溶液，若生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸，若白色 沉淀又溶解，且生成无色、无味气体，则待检溶液中有CO32-。,注意：试剂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，原因是无法排除HCO3-的干扰； 对白色沉淀要加入稀盐酸或稀硝酸溶之以排
7、除Ag+的干扰。但不可用硫酸溶液，原因是H2 SO4溶解CaCO3 或BaCO3的效果不佳；,HCO3- 原理：HCO3-的盐易溶于水，易与H+反应； HCO3-+H+ = CO2+ H2O CO2为无色无味气味。 方法：向待检溶液中加入足量的Ca2+或Ba2+的可溶性盐溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的酸（如盐酸、硝酸、醋酸等）溶液，若溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有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-将HCO3-转化为CO32-；加酸后要通过气体的气味排除HSO3-的干扰。,作业：写出下列反应的化学方程式,C
8、,CO2,Na2CO3,NaHCO3,CO,CaCO3,Ca(HCO3)2,注：不能重复,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
9、+ CaCO3 = Ca（HCO3）2,15. CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2+ H2O,1、下列各溶液中，分别通入过量的CO2气体后，有沉淀生成的是 A漂白粉溶液 B石灰水 CCaCl2溶液 D硅酸钠溶液 2、下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、和C60的说法中，错误的是 A. C60的摩尔质量是720 B. 硬度金刚石比石墨大 C. 在一定条件下与O2反应生成CO2 D. 在一定条件下它们可能相互转化,D,A,3、下列关于Na2CO3和NaHCO3说法中不正确的是 A. Na2CO3更易溶于水 B. Na2CO3比NaHCO3稳定 C. 跟酸反应Na2CO3比NaHC
10、O3更剧烈 D. 都能跟石灰水反应得到白色沉淀 4、除去混在碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠，最合理的方法是 A. 加热 B. 加NaOH溶液 C. 加盐酸 D. 加CaCl2溶液,C,A,5、等体积等物质的量浓度的NaHCO3和BaOH2溶液混合离子方程式正确的是 HCO3-+OH- = H2O + CO32- 2 HCO3-+BaOH2=BaCO3+2H2O+HCO32- HCO3-+Ba2+ +OH- =BaCO3+H2O 2 HCO3-+Ba2+ +2OH- =BaCO3+2H2O+ CO32-,C,6、COX中气体杂质的除去方法： （1）CO中混有CO2 通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。 （2
11、）CO2中混有CO 通过硬质玻璃管中灼热的CuO。 （3）CO2中混有HCl 通过盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。,7、锡、铅两种元素的主要化合价是+2价和+4价，其中+2价锡和+4价铅的化合物是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅化合物有强氧化性。如Sn2+比Fe2+还原性强，PbO2比Cl2氧化性强，写出下列反应的化学方程式。 （1）FeCl3溶液滴入SnCl2溶液； （2）PbO2遇浓盐酸。 （1）2 FeCl3+SnCl22 FeCl2+ SnCl4 （2）PbO2+4HClPbCl2+2H2O+ Cl2,已知：还原性Sn2+Fe2+，氧化性PbO2Cl2。试写出下列化学方程式： 氯气与锡共热：_ 氯气与铅共热：_ PbO2浓盐酸共热_ 能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是_. 把棕色的PbO2投入亚硫酸溶液中充分反应，可观察到把棕色的PbO2逐渐变成白色固体物质 _,Sn+2Cl2=SnCl4,Pb+Cl2= PbCl2,PbO2+4HCl= PbCl2+Cl2+2H2O,PbO2+H2SO3=PbSO4+H2O,Sn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+,例题评讲：,