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第六单元 碳和碳的氧化物—2023~2024学年九年级化学人教版期末复习知识小锦
【学习目标整合】
了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途，知道单质碳的化学性质。
知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的元素。
以碳的单质为载体，逐渐形成以下观念：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途、科学发展是无止境的。
初步学习二氧化碳的实验室制法，探究实验室里制取二氧化碳的装置，能设计简单的实验室制备并检验二氧化碳。
归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，了解二氧化碳在生活和生产中的用途，了解一氧化碳的性质。
了解自然界中二氧化碳的循环，知道温室效应，了解防止温室效应进一步增强应采取的措施，初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式。
【思维导图回顾知识】
【重难知识易混易错】
一、碳单质
1、碳单质的物理性质及用途
金刚石 石墨 C60
结构
物理性质 颜色、状态 无色透明、正八面体形状的固体，研磨有夺目光泽 深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体 分子形似足球，固体
硬度 大 （天然存在的 最硬物质） 质软，有滑腻感 质脆
导电性 几乎不导电 良好 超导性
熔点 高 高 较高
用途 制钻头、 玻璃刀、饰品等 制电极、电刷、铅笔芯、润滑剂等 用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
区别与联系 金刚石、石墨、C60的物理性质有很大差异，原因是这些单质中碳原子的排列方式不同，但由于它们都是由碳元素组成的单质，故化学性质相同。 金刚石和石墨通过化学反应可以相互转化
碳单质的化学性质及用途
（1）稳定性
常温下，碳的化学性质不活泼
用途：用墨汁写字或绘画等
（2）可燃性
充分燃烧：C+O2CO2
不充分燃烧：2C+O22CO
现象：充分燃烧时，发出红光或白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体
用途：作燃料
（3）还原性（与氧化物反应）
①与氧化铜反应
a.实验装置
b.实验现象：黑色固体逐渐变成红色，澄清石灰水变浑浊。
c.化学方程式：C+2CuO2Cu+CO2↑(氧化剂是CuO，还原剂是C）
注意：在酒精灯上加铜网罩的作用是：集中火焰，提高温度。
②与二氧化碳反应：CO2+C2CO
③与氧化铁反应：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
几种无定形碳
无定形碳主要有木炭、焦炭、活性炭、炭黑。其中木炭和活性炭都具有疏松多孔的结构，具有吸附性，如木炭可用来吸附色素和异味，活性炭用在防毒面具中吸附毒气。
二、碳的氧化物
CO与 CO2性质及用途的比较
二氧化碳 一氧化碳
物理性质 色、味、态 无色、无味的气体 无色、无味的气体
密度 密度比空气大 密度比空气略小
溶解性 能溶于水 难溶于水
化学性质 可燃性 一般情况下，不能燃烧，不支持燃烧 有可燃性 2CO+O22CO2
还原性 不具有还原性，而具有氧化性 具有还原性 CO+CuOCu+CO2
与水反应 二氧化碳与水反应 H2O+CO2=H2CO3 碳酸不稳定而易分解 H2CO3=H2O+CO2↑ 不与水反应
与澄清石灰水反应 二氧化碳与澄清石灰水的反应（实验室检验CO2） Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 不与澄清石灰水反应
与NaOH 反应 实验室常用来吸收或除去CO2：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 不与NaOH反应
毒性 无毒，但不能供给呼吸 有毒（易与血液中的血红蛋白结合）
用途 灭火，工业原料，干冰可作制冷剂，温室里的气体肥料 作燃料、冶炼金属
CO2的相关实验
实验名称 实验操作 实验现象 解释、结论
二氧化碳和水的反应（实验中用的纸花是用紫色石蕊试液浸泡并晾干的纸花） （Ⅰ）喷稀醋酸 纸花由紫变红 醋酸能使石蕊试液变红
（Ⅱ）喷水 纸花不变色 水不能使石落试液变红
（Ⅲ）直接放入CO2中 纸花不变色 CO2不能使石蕊试液紫红
（Ⅳ）喷水后放入CO2中 纸花由紫变红 二氧化碳与水反应生成了酸，酸使石蕊试液变红
（Ⅴ）吹干（Ⅳ）中的纸花 纸花由红变紫 H2CO3不稳定，受热易分解
倾倒CO2 两支蜡烛自下而上依次熄灭 蜡烛熄灭说明CO2不能燃烧，也不支持燃烧；下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明CO2的密度比空气大
二氧化碳的溶解性实验 迅速盖紧瓶盖 塑料瓶变瘪 部分二氧化碳溶于水中，使瓶内气体压强变小，大气压使塑料瓶变瘪
三、二氧化碳的制取
1、实验室制取CO2
（1）药品：稀盐酸与石灰石（或大理石）
（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
注意：
①不能选用浓盐酸，因浓盐酸挥发性太强，能挥发出大量的氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯；
②不能选用稀硫酸，因稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙， 覆盖在石灰石（或大理石）的表面，会阻止反应继续进行；
③不能选用碳酸钠、碳酸钾粉末代替大理石或石灰石，因为它们易溶于水，反应速率快，不易控制，难以收集。
（3）制取装置
发生装置：固+液不加热型，如图a和b
收集装置：向上排空气法，如图c
a b c
注意：
①用图b制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸到液面以下形成“液封”，以防气体逸出。
②伸入到反应容器中的导管稍露出橡胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出。③集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，有利于排尽空气。
（4）验满方法：将燃烧的小木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满。
（5）检验方法：将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，表明该气体为二氧化碳。
（6）实验步骤：①连接仪器→②检查装置的气密性→③装药品（先装固体药品，后装液体药品）→④收集气体→⑤检验二氧化碳是否已收集满→⑥结束实验，整理仪器和药品。
注意：验满时，不能将燃着的木条伸进集气瓶内；验满过程利用的是二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧的性质。
2、工业制取CO2
工业上通常采用煅烧石灰石来生产CO2，
反应化学方程式：CaCO3CaO+CO2↑
四、二氧化碳对环境的影响
1、自然界中的碳循环
2、温室效应
（1）产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。
（2）加剧的危害：全球气候变暖，使两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；使土地沙漠化，农业减产等。
（3）缓解措施：减少使用化石燃料，使用清洁能源：大力植树造林：采用物理和化学方法，人工吸收二氧代碳等。
（4）“低碳生活”指生活中要尽量减少所消耗的能量，特别是减少二氧化碳的排放量，为保护地球尽一份责任。如日常生活中的节约用电、节约纸张及绿色出行等做法均符合“低碳生活”理念。
【单元核心素养对接中考】
1.（2023·重庆）2022年11月，第22届国际足联世界杯在卡塔尔举行。
（1）所用足球的主要成分聚氨酯属于______（填“合成材料”或“合金”）。足球烯的分子结构与足球形状相似，下列有关说法正确的是______（填序号）。
A.与石墨是同一种单质
B.是一种化合物
C.完全燃烧生成
（2）卡塔尔盛产天然气，天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为______。而中国在开发新能源领域走在世界前列，写出一种新能源______。
2. （2023·河南）碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是化学研究的重要内容。
（1）如图是碳原子的结构示意图，图中x的数值为_____。
（2）碳元素可组成多种单质，下列有关说法不正确的是_____（填字母）。
a.金刚石的硬度很大
b.每个分子是由60个碳原子构成的
c.石墨的导电性良好
d.金刚石、石墨和里碳原子排列方式相同
（3）CO和均属于碳的氧化物。下列图示中，A是CO还原的部分实验装置，B是探究性质的趣味实验装置。
①写出装置A中CO还原的化学方程式；从环保角度考虑，写出一种尾气处理的方法。
②装置B中，注入浓NaOH溶液后，可观察到气球逐渐胀大，请分析原因。
（4）实验室制取等常见气体的相关装置如图所示。
①实验室用大理石和稀盐酸反应制取干燥的，所需装置从左到右的正确连接顺序为_____接_____接_____（填字母）。
②用①中装置，选择过氧化氢溶液和二氧化锰制取，写出反应的化学方程式。
（5）现用大理石和稀盐酸反应制取4.4 g二氧化碳，理论上需质量分数为10%的盐酸的质量是多少？
3. （2023·陕西）下图是实验室常见的气体制备和收集装置。
（1）写出标有字母a的仪器名称：_______。
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，应选择的气体发生装置是_______（填字母），发生反应的化学方程式为_______。
（3）用下图装置检验，装置中的无色溶液应是_______，检验时，气体应从_______（填“b”或“c”）端通入。
4. （2023·山西）随着我国“资源节约型”与“环境友好型”社会的建设，城市垃圾的处理成为了一项重要工程。某校实践小组的同学们在老师的组织下，带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一：调查垃圾分类的价值
【咨询交流】同学们参观了一个垃圾分类处理厂，获悉城市生活垃圾可分为___________、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和__________等可再利用的资源。
任务二：学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如下：
【小组交流】垃圾筛分时，可根据________区分铜和铝。
任务三：探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有、CO、？
【调查资料】①能使红色的品红溶液褪色，常用于检验；
②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与反应而褪色，常用于除去；
③也能使澄清石灰水变浑浊。
【进行实验】设计实验方案，探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中 红色褪去 ________
②将除尘后的气体先通过图1装置后，再通入盛有澄清石灰水的试管中 澄清石灰水变浑浊 含有
【反思评价】
（1）步骤②中，气体从________端通入图1装置。
（2）步骤②中，澄清石灰水变浑浊的化学方程式为________。
（3）小组同学通过一定手段，测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如下图，时间段内CO体积分数出现异常的原因是_______。
任务四：设计垃圾分类回收的宣传活动
活动主题 实现垃圾分类 共建美丽家园 活动对象 小区居民
时间地点 5月6日上午、文明小区 活动形式 演讲
活动流程 ①用讲解的方式普及垃圾分类的重要性和分类知识。②引导小区居民认识垃圾桶上的分类标识。③活动总结，撰写实践报告
成果分享：同学们通过各种方式，学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中，同学们提出了许多合理化的建议。为了强化垃圾分类处理意识，让更多的人了解并执行分类措施，你还能提出的一条有价值的建议是________。
答案以及解析
【单元核心素养对接中考】
1.答案：（1）合成材料；C
（2）；太阳能（合理即可）
解析：（1）和石墨都是由碳元素组成的单质，但是由分子构成的，的分子结构与足球形状相似，石墨是由碳原子直接构成的，是层状结构，它们不属于同一种单质，A不正确；是由碳元素组成的纯净物，为单质，B不正确；碳完全燃烧生成二氧化碳，C正确。
（2）天然气的主要成分为甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为；新能源有太阳能、地热能、潮汐能等。
2.答案：（1）4
（2）d
（3）①；用酒精灯点燃（或用气球收集）
②与NaOH溶液反应，导致瓶内压强变小。（合理即可）
（4）①B；E；C
②
（5）设理论上需质量分数为10%的盐酸的质量是x。
答：理论上需要质量分数为10%的盐酸的质量是73 g。
解析：（1）理论依据：原子的核内质子数=核外电子数。
（2）金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，但它们的结构不同，下图分别是它们的结构：
因为它们的原子排列方式不同，所以其物理性质差异很大。
（4）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳需要用固液常温型发生装置，即B装置。要制取干燥的，需用浓硫酸吸收水分，即选E装置。的密度比空气大，能溶于水且能与水反应，故只能用向上排空气法收集，即选C装置。
3.答案：（1）集气瓶
（2）B；
（3）澄清石灰水；b
解析：（3）检验二氧化碳，需将气体通入澄清石灰水中，故从b口通入。
4.答案：任务一：可回收垃圾；废纸（或可燃物）（合理即可）
任务二：颜色
任务三：【进行实验】含有
【反思评价】（1）b
（2）
（3）氧气不足（或燃烧不充分）（合理即可）
任务四：制作小海报（或学习垃圾回收法律条义）（合理即可）
解析：任务二：铜呈紫红色，铝呈银白色，可以根据颜色区分铜和铝。
任务三：根据【查阅资料】①内容“能使红色的品红溶液褪色”和实验现象“红色褪去”，判断出除尘后的气体中含有。因也能使澄清石灰水变浑浊，则检验时应先除去，洗气除杂时，为使杂质气体充分除去，应从长导管通入气体，使杂质气体与洗液充分接触。
（3）坐标曲线图中，时间段内CO气体含量突然大幅增多，可能是因为氧气不足导致垃圾燃烧不充分生成了CO。

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