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1、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(wú)色透明、堅(jiān)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。,,,10928,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(gè)碳原都被相鄰的4個(gè)碳原子包圍，處于4個(gè)碳原子的中心，以共價(jià)鍵與4個(gè)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(diǎn)（3550）和沸點(diǎn)（4827）都很高,硬度很大。,金剛石,,,,120,,共價(jià)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(gè)碳原子
2、與其它3個(gè)碳原子以共價(jià)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(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高 (比金剛石的還要高） ,沸點(diǎn)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(dòng)，使石墨的硬度很小。,石墨,,C60分子結(jié)構(gòu)示意圖,,共價(jià)鍵,,12個(gè)正五邊形20個(gè)正六邊形,二、含碳化合物的多樣性,含碳化合物,,無(wú)機(jī)物： 有機(jī)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 + H2O CaCO3 + CO
3、2 + 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、
4、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(diǎn)燃=C+2MgO,4.CO2無(wú)毒，會(huì)造成溫室效應(yīng),2、碳氧化物的比較,3、CO、CO2的制取方法,實(shí)驗(yàn)室制 CO裝置,實(shí)驗(yàn)室制CO2裝置,,白色晶體，易溶于水,白色晶體，溶于水（?。?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+Na2
5、CO3+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(qiáng)，在高溫熔化下也難分解。 CaCO3、BaCO3 、MgCO3、CuCO3等熱穩(wěn)定性很強(qiáng)，但在高溫下能分解，生成金屬氧化物和二氧化碳。 NaHCO3、KHCO3 、NH4 HCO3、 （NH4 ）2CO3、 Ca（ HCO3）2的熱穩(wěn)定性較差，在固態(tài)時(shí)加熱易分解： 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2+ H2O 2KHCO3 K2CO3+ CO2+ H2O NH4 HCO3 NH3+ CO2+
6、 H2O （NH4 ）2CO3 2NH3+ CO2+ H2O Ca（ HCO3）2 CaCO3+ CO2+ H2O,六、硅酸根離子、碳酸根離子離子檢驗(yàn),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(wú)色、無(wú)味的氣味。 CaCO3+2H+ ===Ca 2++CO2+ H2O 方法：向待檢溶液中加入過(guò)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(wú)色、無(wú)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
7、用Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液，原因是無(wú)法排除HCO3-的干擾； 對(duì)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H2 SO4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+ H2O CO2為無(wú)色無(wú)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(wú)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(wú)色、無(wú)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
8、是OH-將HCO3-轉(zhuǎn)化為CO32-；加酸后要通過(guò)氣體的氣味排除HSO3-的干擾。,,作業(yè)：寫(xiě)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
9、. 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(guò)量的CO2氣體后，有沉淀生成的是 A漂白粉溶液 B石灰水 CCaCl2溶液 D硅酸鈉溶液 2、下列對(duì)碳的同素異形體：金剛石、石墨、和C60的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是 A. C60的摩爾質(zhì)量是720 B. 硬度金剛石比石墨大 C. 在一定條件下與O2反應(yīng)生成CO2 D. 在一定條件下它們可能相
10、互轉(zhuǎn)化,D,A,3、下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3說(shuō)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BaOH2溶液混合離子方程式正確的是 HCO3-+OH- = H2O + CO32- 2 HCO3-+BaOH2=BaCO3+2H2O+HCO32- HCO3-+Ba2+ +OH- =B
11、aCO3+H2O 2 HCO3-+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(guò)盛有澄清石灰水的洗氣瓶。 （2）CO2中混有CO 通過(guò)硬質(zhì)玻璃管中灼熱的CuO。 （3）CO2中混有HCl 通過(guò)盛飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶。,7、錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)是+2價(jià)和+4價(jià)，其中+2價(jià)錫和+4價(jià)鉛的化合物是不穩(wěn)定的，+2價(jià)錫離子有強(qiáng)還原性，+4價(jià)鉛化合物有強(qiáng)氧化性。如Sn2+比Fe2+還原性強(qiáng)，PbO2比Cl2氧化性強(qiáng)，寫(xiě)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。
12、（1）2 FeCl3+SnCl22 FeCl2+ SnCl4 （2）PbO2+4HClPbCl2+2H2O+ Cl2,已知：還原性Sn2+Fe2+，氧化性PbO2Cl2。試寫(xiě)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(shuō)明Sn2+還原性比Fe2+還原性強(qiáng)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(guān)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(píng)講：,
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