1、第2课时碳及其化合物间的转化1了解碳及其化合物间的转换。2了解高炉炼铁涉及的主要化学反应。3了解碳的氧化物的性质。一、自然界中碳及其化合物间的转化1转化示意图(1)植物通过光合作用吸收空气中的CO2，形成葡萄糖，并释放出O2，葡萄糖再转化为淀粉。 (2)空气中的CO2有很大一部分被海水吸收，溶于水中的CO2逐渐转变为碳酸盐。这些碳酸盐又与空气中的二氧化碳和水反应，生成碳酸氢盐溶于水归入大海。2溶洞及钟乳石的形成原理(模拟实验)。写出有关反应方程式：溶洞的形成：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2钟乳石的形成：Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2二、生产和生活中碳及其化合物间的转化1高
2、炉炼铁。(1)原料：焦炭和铁矿石(赤铁矿主要成分是Fe2O3)。(2)过程(实际起还原作用的是CO)。CO的产生。相关反应的化学方程式为CO2CO2；CCO22CO铁矿石被还原。相关反应的化学方程式为Fe2O33CO2Fe3CO2；Fe3O44CO3Fe4CO2；FeOCOFeCO2。焦炭在高炉炼铁过程中有什么作用？答案：燃烧提供能量，生成还原剂CO，使CO将Fe2O3还原为Fe单质。2C、CO、CO2的转化关系。 用化学方程式表示为：2CO22CO(不完全燃烧)；2COO22CO2CO2CO2(完全燃烧)；CO2_C2CO。3水垢的形成。(1)水垢主要成分含有CaCO3；(2)形成过程的化学
3、方程式：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O。4碳在无机物和有机物间的转化。1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH4CNO)首次合成了有机化合物尿素，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。1CO2是造成“温室效应”的主要气体，对于在自然界中的转化，下列说法不正确的是(C)A大气中的CO2能被海洋溶解一部分BCO2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”C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D钟乳石、石笋是由于CaCO3和Ca(HCO3)2的相互转化形成的解析：CO2气体在水中的溶解度不大，但海洋中的水可溶解一部分CO2气体，正常条件下C
4、O2“收支平衡”，自然界中的CO2就会保持不变，否则就会产生温室效应；Ca(HCO3)2不稳定，其溶液加热会分解，而NaHCO3固体受热分解，在溶液中不分解。2下列物质中碳元素只有氧化性的是(D)ACH4BCCCO DCO2解析：碳元素处于最高价态时只有氧化性。3高炉炼铁3COFe2O32Fe3CO2。反应中：CO做还原剂、Fe2O3被还原、Fe是还原产物。若1.6吨Fe2O3参加反应。生成Fe的质量为1.12吨，同时产生6.72105L的CO2气体(标准状况)。1对于碳及其化合物间转化的说法中，正确的是(B)A大气中CO2含量的剧增，对自然界中碳及其化合物间的平衡没有影响B木炭燃烧过程中，发
5、生着碳单质、CO和CO2之间的转化C碳的氧化物间的相互转化不属于氧化还原反应D含碳的无机化合物和有机化合物之间存在着严格的界限，无机化合物不能合成有机化合物2将CO2通入下列溶液中直至过量，最终一定生成沉淀的是(B)ACa(ClO)2溶液 B饱和Na2CO3溶液CCaCl2溶液 DCa(OH)2溶液解析：A、D两项中先产生CaCO3沉淀，CO2过量时沉淀又溶解；C项中不产生沉淀；而B项中生成NaHCO3，其溶解度小于Na2CO3，以晶体形式析出。3要除去二氧化碳气体中的一氧化碳，常用的方法是(D)A通过澄清的石灰水 B通过灼热的炭层C通过水 D通过灼热的氧化铜粉末解析：一氧化碳与二氧化碳性质的
6、不同是它有还原性，要除去一氧化碳应选择具有氧化性的物质把它反应掉，氧化铜具有一定的氧化性，故可用于除CO2中含有的CO。4(双选)按下图示装置持续通入气体X，并在支管口P处点燃，实验结果使澄清石灰水变浑浊，则X、Y可能是(AC)AH2和NaHCO3 BCO和Na2CO3CCO和CuO DH2和Fe2O3解析：由题意可知，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2 生成，并且X气体或X与Y加热后生成的气体能够燃烧，符合条件的有A、C两项。5标准状况下将4.48 L CO2通入1 L 0.3 molL1 NaOH溶液中，当CO2与NaOH完全反应时，则下列说法正确的是(D)A溶液中只有一种阴离子(OH除外)B
7、溶液中溶质的物质的量之比为12C反应后有CO2逸出D反应后的溶液还可以吸收部分CO2解析：n(CO2)0.2 mol，n(NaOH)0.3 mol因1，故反应后溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，则还可以吸收部分CO2。所以A、C错，D正确。由碳元素和钠元素守恒得：解得B错。6某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理(假定每步处理均反应完全)：通过足量碱石灰时，气体体积变小；通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定原混合气体中(D)A一定含有CO2、H2O，至少含
8、有H2、CO中的一种B一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种D一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种解析：由题中通过碱石灰时，气体体积变小知混合气中至少有H2O、CO2中的一种；由知必有还原性气体CO、H2的一种；由通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色，说明有水生成，可知原混合气体中必有H2；由通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊，说明有CO2生成，可知原混合气体中必有CO。7. 如图所示为炼铁实验装置，按下列要求回答问题：(1)写出有标号的仪器名称：_，_。(2)在A装置的硬质玻璃管中观察到的现象是_；B装置中观察到的现象
9、是_；装置C处气体燃烧时产生_色火焰。(3)写出B、C两部分所发生反应的化学方程式：B_。C_。解析：炼铁中的主要原理为3COFe2O32Fe3CO2，反应物CO过量，通过点燃将尾气中的CO处理掉。答案：(1)铁架台酒精灯(2)红棕色粉末变黑澄清石灰水变浑浊淡蓝(3)CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O2COO22CO28(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国，由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是_(用化学方程式表示)。(2)叶圣陶先生的记金华的双龙洞是一篇描写溶洞的好文章，里面有很多的名言佳句，其中溶洞和钟乳石的形成涉及的化学反应有_。(3)为了控制
10、温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。科学家致力于二氧化碳组合转化方面的技术研究，把过多的二氧化碳转化为对人类有益的物质。如将二氧化碳和氢气以14的比例混合，通入反应器，在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源，请完成下列化学方程式：CO24H2=_2H2O。(4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释放CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物的生长。原因是它能_。加强呼吸作用加强光合作用改良碱性土壤、调节pH加强植物蒸腾作用A B C D(5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是_。A使用天然气等燃料 B控制全球人口增长C植树造林、保护森林 D立即减少煤和石油的燃烧解析：(1)
11、CO2微溶于水，溶于水后会与CaCO3反应导致CaCO3溶解，从而使大量珊瑚礁溶解。(2)岩石中的碳酸钙受CO2与水的作用生成碳酸氢钙从而形成溶洞；溶有碳酸氢钙的水在滴落过程中，受温度、压强的影响从而形成碳酸钙沉淀，即钟乳石。(3)从原子守恒的角度去分析，1 mol CO2与4 mol H2反应时，生成了2 mol H2O，生成的另一种物质中必有1 mol C和4 mol H，此物质为CH4。(4)植物通过呼吸作用放出CO2，其蒸腾作用与外界温度及水分有关，与CO2的浓度无关；植物的光合作用需要吸收CO2，CO2在潮湿土壤中生成H2CO3，H2CO3电离出的H可以改良碱性土壤，调节pH，促进植
12、物对Ca2、Mg2的吸收，所以用“汽水”浇灌植物能促进植物的生长。(5)对能源的消耗增大，不可能立即减少煤和石油的燃烧；使用天然气等燃料也会产生CO2，只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2，是一种有效的生态学措施。答案：(1)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2(2)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O(3)CH4(4)B(5)C9用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则氧化物是(B)AFeOBFe2O3CCuODCu2O解析：因为得到的沉淀是CaCO3，故生成的n(CO2)n(Ca
13、CO3)0.6 mol，故在32.0 g氧化物中含有氧元素9.6 g，含有金属的质量为22.4 g，故在该金属氧化物中金属与氧的质量之比为73，符合此比例的只有B选项。10将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中，为了测定其溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 mol/L盐酸。所加入盐酸的体积与产生二氧化碳气体体积(标准状况)的关系如图所示。 (1)写出OA段所发生反应的离子方程式：_。(2)当加入35 mL盐酸时，所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是_mL。(3)溶液中所含的物质有_，其物质的量之比为_。解析：由图中所消耗的盐酸的体积及产生的V(CO2)可知，此溶液的溶质是NaOH、Na2CO3。OA段H先与OH反应生成H2O，再与CO反应生成HCO。AB段发生反应HHCO=CO2H2O。35 mL时产生的n(CO2)n(H)(3525)103 L1 molL10.01 mol，则V(CO2)224 mL。由HCO=HCO，HCOH=H2OCO2，则n(CO)nAB(H)(4525)103 L1 molL10.02 mol，n(OH)103 L1 molL10.005 mol，所以n(NaOH)n(Na2CO3)n(OH)n(CO)0.005 mol0.02 mol14。答案：(1)HOH=H2O，COH=HCO(2)224(3)NaOH、Na2CO314
