第2课时 碳及其化合物间的转化1.溶洞形成涉及的化学反应： CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2； Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

2．高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、空气。

3．高炉炼铁中碳的转化：C ＋O 2=====点燃 CO 2，C ＋CO 2=====高温2CO ，Fe x O y ＋y CO=====高温x Fe ＋y CO 2。

4．水垢的主要成分：CaCO 3、Mg(OH)2。

5．碳及其化合物的转化：1．CO 有哪些化学性质？提示：(1)可燃性：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2(火焰呈蓝色) (2)还原性：CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2 (3)毒性：CO 极易与血红蛋白结合。

2．CO 2有哪些化学性质？提示：(1)不支持燃烧，本身也不燃烧。

(2)能与水反应：CO 2＋H 2O===H 2CO 3(使紫色石蕊溶液变红色)；H 2CO 3=====△CO 2↑＋H 2O(石蕊溶液恢复紫色)。

(3)与碱溶液反应：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O对应学生用书P50自然界中碳及其化合物间的转化[新知探究]探究1转化示意图探究2溶洞形成的模拟实验实验操作实验现象澄清石灰水先变浑浊后变澄清，加热该溶液，又变浑浊化学方程式①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O②CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2③Ca(HCO3)2====△CaCO3↓＋H2O＋CO2↑[必记结论](1)CO2属于温室气体，大气中CO2含量多时会造成温室效应。

(2)少量CO2与石灰水反应生成CaCO3，足量CO2与石灰水反应生成Ca(HCO3)2。

(3)碳酸的正盐与CO2、H2O反应生成酸式盐。

(4)稳定性：Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3[或Ca(HCO3)2]＞H2CO3。

[成功体验]1．判断正误。

(1)大气中的CO2能被海洋溶解一部分。

()(2)自然界中同时存在产生CO2和消耗CO2的过程。

()(3)CO2主要是植物的光合作用消耗，因此植树造林能有效减弱“温室效应”。

()(4)加热碳酸氢钙溶液会变浑浊，加热碳酸氢钠溶液也会变浑浊。

()(5)钟乳石、石笋是由于CaCO3和Ca(HCO3)2的相互转化形成的。

()答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√生产和生活中碳及其化合物间的转化探究1高炉炼铁(1)原料：焦炭和铁矿石。

(2)涉及的反应：①CO 的产生②铁矿石被还原探究2 木炭的燃烧C 、CO 、CO 2的转化关系为用化学方程式表示为： ①2C ＋O 2(不足)=====点燃2CO 。

②2CO ＋O 2=====点燃2CO 2。

③C ＋O 2=====点燃CO 2。

④C ＋CO 2=====高温 2CO 。

探究3 水垢的形成(1)成分：CaCO 3、Mg(OH)2。

(2)形成过程反应的化学方程式：①Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

②Mg(HCO 3)2=====△MgCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑， MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2＋CO 2↑。

探究4 碳在无机物和有机物之间的转化1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH 4CNO)合成出有机化合物尿素[CO(NH 2)2]，突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。

[必记结论](1)C 、CO 一般表现还原性，CO 2只有氧化性。

(2)CO 2具有酸性氧化物的通性：与水反应生成碳酸；与碱反应生成碳酸盐和水。

(3)H 2CO 3的酸性比CH 3COOH 弱，所以生活中可以用醋酸除水垢。

(4)溶解性：Ca(HCO 3)2＞CaCO 3，MgCO 3＞Mg(OH)2。

(5)金属氧化物与CO 反应时符合通式： M x O y ＋y CO=====△x M ＋y CO 2。

[成功体验]2．判断正误。

(1)高炉炼铁过程中，碳元素只显示还原性。

( ) (2)所有物质都不能在CO 2中燃烧。

( ) (3)CO 、CO 2均属于温室气体。

( )(4)用醋酸除水垢的离子方程式为2CH 3COOH ＋CaCO 3===Ca 2＋＋2CH 3COO －＋CO 2↑＋H 2O 。

( )(5)在Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 中，碳元素既表现氧化性又表现还原性。

( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×考查CO 2与碱溶液反应产物的判断与计算1.CO 2与碱反应的原理CO 2与碱反应时产物与二者的相对量有关，当碱足量时生成碳酸盐，当CO 2足量时，生成碳酸氢盐。

如：①CO 2不足时：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O ②CO 2足量时：CO 2＋NaOH===NaHCO 3。

2．CO 2与NaOH 反应有关量和产物分析n (CO 2)n (NaOH )反应情况生成物 ＜1∶2 NaOH 过量，只发生反应①(剩余NaOH) Na 2CO 3 ＝1∶2 恰好发生反应① Na 2CO 3 12＜n (CO 2)n (NaOH )＜1 ①②两个反应均有 NaHCO 3、Na 2CO 3 ＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO 3 ＞1∶1只发生反应②，CO 2剩余NaHCO 3对应学生用书P52其上述转化关系可用数轴表示为：[例1] 用1 L 1.0 mol·L －1 NaOH 溶液吸收0.8 mol CO 2，所得溶液中CO 2－3与HCO －3的物质的量浓度之比约是( )A ．1∶3B ．1∶2C ．2∶3D ．3∶2[解析] 解题有三条途径：[答案] A当12<n (CO 2)n (NaOH )<1时，CO 2与NaOH 反应的化学方程式可表示为(x ＋y )CO 2＋(2x ＋y )NaOH===x Na 2CO 3＋y NaHCO 3＋x H 2O ，如果已知n (CO 2)/n (NaOH)可快速判断n (Na 2CO 3)/n (NaHCO 3)。

(1)若例1中CO 2的量改为0.6 mol ，CO 2－3与HCO －3的物质的量分别为多少？ (2)若n (CO 2)/n (NaOH)＝47时，n (CO 2－3)∶n (HCO －3)等于多少？ 解析：(1)据C 原子和Na ＋守恒可得：n (CO 2－3)＋n (HCO －3)＝0.6 mol ① 2n (CO 2－3)＋n (HCO －3)＝1.0 mol ②解得：n (CO 2－3)＝0.4 mol ，n (HCO －3)＝0.2 mol 。

(2)方程式可表示为(x ＋y )CO 2＋(2x ＋y )NaOH===x Na 2CO 3＋y NaHCO 3＋x H 2O ，由已知可得：⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y ＝42x ＋y ＝7，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3y ＝1。

则n (CO 2－3)∶n (HCO －3)＝3∶1。

答案：(1)n (Na 2CO 3)＝0.4 mol n (NaHCO 3)＝0.2 mol (2)3∶1考查CO 2、CO 2－3、HCO －3之间的相互转化实现上述六个转化的反应有：①⎩⎪⎨⎪⎧与活泼金属氧化物反应：CO 2＋Na 2O===Na 2CO 3与过量碱反应：CO 2＋2OH －===CO 2－3＋H 2O②与过量酸反应：CO 2－3＋2H ＋===H 2O ＋CO 2↑③⎩⎪⎨⎪⎧与少量酸反应：CO 2－3＋H ＋===HCO －3与CO 2、H 2O 反应：CO 2－3＋H 2O ＋CO 2===2HCO －3 ④⎩⎪⎨⎪⎧与碱反应：HCO －3＋OH －===H 2O ＋CO 2－3受热分解：2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ ⑤⎩⎪⎨⎪⎧与酸反应：HCO －3＋H ＋===H 2O ＋CO 2↑受热分解：Ca (HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O ⑥⎩⎪⎨⎪⎧与少量碱反应：CO 2＋OH －===HCO －3与CO 2－3、H 2O 反应：CO 2＋CO 2－3＋H 2O===2HCO －3[特别提醒](1)CO 2、CO 2－3、HCO －3 之间相互转化时，生成的产物不但与反应物种类有关，而且与反应物之间相对量的多少有关。

(2)HCO －3既能与酸反应，又能与碱反应，与酸反应生成CO 2和H 2O ，与碱反应生成CO 2－3和H 2O 。

[例2] A 、B 、C 、D 、E 五种物质的转化关系如图所示。

已知A 为二元碱，微溶于水且溶解度随温度升高而降低。

(1)写出各物质的化学式：A________；B________；C________；D________； E________。

(2)写出下列两个变化的离子方程式：B→D______________________________________________________________________。

B→E______________________________________________________________________。

[解析]A为Ca(OH)2，Ca(OH)2与过量CO2反应生成B，B为Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2受热分解成C，C为CaCO3，CaCO3与盐酸反应生成D，D为CaCl2。

[答案](1)Ca(OH)2Ca(HCO3)2CaCO3CaCl2Na2CO3(2)HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2OCa2＋＋2HCO－3＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O解答框图推断题的关键是明确“题眼”，然后围绕题眼展开推敲。

如例2中的“题眼”是：A为溶解度随温度升高而降低的二元碱，只能是Ca(OH)2。

A、B、C、D、E、F六种物质有如下转化关系，E为淡黄色粉末，通常用在呼吸面具中作为氧气的来源。

(1)A、C、E、F的化学式：A________，C________，E________，F________。

(2)向饱和的C的溶液中通入足量CO2，会出现的现象是____________________________，有关反应的化学方程式为________________________。

(3)鉴别C与F溶液应选用的试剂是________，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。