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(共53张PPT)
第六单元　碳和碳的氧化物
1.金刚石、石墨、C60
碳单质的性质和用途(5年4考)
物质 金刚石(C) 石墨(C) C60
结构 模型
物理 性质 外观 无色透明的固体 灰黑色、不透明、有金属光泽、细鳞片状固体 分子形似足球
物理特性 有光泽、天然存在的　 　物质 质软、有滑腻感、能导电 —
最硬的
主要用途 裁玻璃,切割大理石,作钻头,加工坚硬金属等 制铅笔芯,作润滑剂、电极等 可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
物理性质差异很大的原因 　 碳原子排列方式不同
(1)C60不是由碳原子直接构成的单质,而是由C60分子构成的,每个C60分子均由60个碳原子构成。
(2)石墨与金刚石在一定条件下可以相互转化,属于化学变化。
2.无定形碳(木炭、活性炭、焦炭、炭黑)
由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
(1)木炭:具有疏松多孔的结构,因此具有吸附能力,可用于吸附色素和异味。
(2)活性炭:具有比木炭还要强的　 　性,常用于防毒面具、制糖工业、水的净化等。
(3)焦炭:常用于冶金工业。
(4)炭黑:常用于制造墨、油漆、颜料等。
吸附
(1)木炭和活性炭的吸附性属于物理性质,吸附过程发生的是物理
变化。
(2)“碳”与“炭”的区别:“碳”是指碳元素,“炭”是指由碳元素组成的具体物质。
3.碳单质的化学性质及用途
(1)稳定性
常温下,碳的化学性质　 　。因此用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。
(2)可燃性
①不充分燃烧(氧气不足):
　 　。
②充分燃烧(氧气充足):
　 　。
不活泼
③用途:作燃料。
(3)还原性
①碳的　 　可以用于冶金工业。例如木炭可以还原氧化铜。
试管A中化学方程式为　 　。该实验装置在酒精灯上加一个网罩代替酒精喷灯,起到　 　的作用。
还原性
集中加热,提高温度
黑色固体变为红色
澄清石灰水变浑浊
②利用碳的还原性,还可以还原氧化铁和四氧化三铁,相应化学方程式为　 　、　 　。
③在高温条件下,碳还可以还原二氧化碳,相应化学方程式为
　 　。
碳的氧化物(5年5考)
一、二氧化碳
1.物理性质
二氧化碳是一种　 　、　 　、能溶于水、密度比空气　 　的气体。固态二氧化碳俗称　 　。
2.化学性质
(1)按如图方式倾倒二氧化碳,可以观察到的现象为　 .
　,说明二氧化碳的化学性质为　 　。
无色
无味
大
干冰
两根蜡烛由下至上依次熄灭
不能燃烧、不支持燃烧
(2)二氧化碳与水反应
二氧化碳与水反应后会生成　 　,该物质能使紫色石蕊溶液变为
　 　,相应化学方程式为　 　。生成的碳酸化学性质不稳定,容易分解,相应化学方程式为　 　。
(3)与碱反应
①与澄清石灰水反应(如图)
检验某实验中生成了二氧化碳,可以将生成的气体通入　 .　中,若　 　,则生成了该气体,相应化学方程式为　 。
碳酸
红色
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
②与氢氧化钠反应
氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为　 　。实验室常用氢氧化钠溶液吸收或除去二氧化碳。
3.用途
(1)灭火(密度比空气　 　,不燃烧、也不支持燃烧)。
(2)人工降雨、作制冷剂等(干冰升华吸热)。
(3)碳酸饮料(能溶于水且能与水反应)。
(4)温室气体肥料(光合作用)。
(5)化工原料(与其他物质反应)。
大
4.二氧化碳对生活和环境的影响
(1)对人体健康的影响
二氧化碳本身无毒,但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响(如头昏等)。因此,在人群密集的地方要注意通风换气。
在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前,必须先做灯火试验。
(2)自然界中的碳氧循环
光合作用
氧气
二氧化碳
(3)温室效应与低碳生活
温室效应产生的原因是　 　生成大量的二氧化碳,但我们也要认识到温室效应并不是绝对有害于人类。我们提倡构建“低碳经济”和“低碳生活”,这里涉及的“碳”指的是　 　。
二、一氧化碳
1.物理性质
通常状况下,一氧化碳是一种　 　、　 　的气体,密度比空气
　 　,难溶于水。
化石燃料燃烧
二氧化碳
无色
无味
略小
2.化学性质
(1)可燃性:CO能够燃烧,燃烧时放出大量的热,火焰呈蓝色。化学方程式为　 　(点燃前需验纯)。　
(2)还原性:CO还原CuO的化学方程式为　 　,现象为
　 　;CO还原Fe2O3的化学方程式为　 .
　,现象为　 　。
(3)毒性:CO极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。冬天用煤炉取暖时,一定要装烟囱,注意室内通风,防止CO中毒。
黑色固体变为红色
红棕色固体变为黑色
(1)在室内放一盆水不能防止煤气中毒。
(2)有CO参与或生成的实验,必须进行尾气处理。
3.用途
(1)用作燃料。
(2)用于冶炼金属。
三、CO和CO2的鉴别及除杂
1.鉴别
(1)依据:两种气体的性质不同。
(2)方法
鉴别方法 现象及结论
通入澄清石灰水中 能使澄清石灰水变浑浊的是　 　,无明显现象的是　 　
点燃 燃烧发出蓝色火焰的是　 　,不能燃烧的是
　 　
通入紫色石蕊溶 液中 　 　与水反应生成的物质能使紫色石蕊溶液变红,无明显现象的是　 　
通过灼热 的氧化铜 使黑色粉末变红的是　 　,无明显现象的是
　 　
CO2
CO
CO
CO2
CO2
CO
CO
CO2
2.除杂方法(括号内为杂质)
物质 除杂方法
CO2(CO) 通过　
CO(CO2) 通入　 　中,再通过浓硫酸
通过足量灼热的炭粉
灼热的CuO
NaOH溶液
用点燃的方法不能除去CO2中的CO,在CO2气体中,CO属于杂质,其含量较少,且CO2不支持燃烧,因此不能将其中的CO点燃。也不能在两者的混合气体中通入O2再点燃,这样的操作可能会引起爆炸。
[例1] (2023红河二模)下列关于碳及其化合物的说法,正确的是( )
A.金刚石、石墨和C60的性质不同是因为分子构成不同
B.区分氮气和二氧化碳的方法可以用燃着的木条
C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质
D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒
碳单质及其氧化物
C
1.(2023衡阳)有关碳及碳的氧化物的说法中,正确的是( )
A.碳的单质都是黑色
B.植物光合作用可将CO2转变为O2
C.CO和CO2元素组成相同,它们的化学性质相似
D.金刚石和石墨都是碳单质,它们的相互转化是物理变化
B
归纳碳单质的性质
[例2] (2023江西)下列行为不符合“低碳生活”理念的是( )
A.走路上学
B.随手关灯
C.焚烧垃圾
D.植树种草
温室效应与低碳生活
C
[例3] (2023昆明官渡二模)党的二十大提出要打造“青山常在、绿水长流、空气常新”的美丽中国。下列说法错误的是( )
A.回收废弃塑料,不仅可节约资源,还能防止白色污染
B.为防治水体污染,污水应集中处理达标后再排放
C.CO2含量不断上升会导致温室效应增强,CO2属于空气污染物
D.每一个人都应该传播“低碳”理念,倡导“低碳”生活
C
2.(2023广安改编)我国力争于2060年前实现“碳中和”,即CO2的相对“零排放”。下列做法与此相违背的是( )
A.长时间出行家中关闭电源
B.严禁乱砍滥伐森林
C.“低碳”出行
D.焚烧植物秸秆
D
常考实验(七)　二氧化碳的实验室制取
1.实验原理
碳酸钙粉末和稀硫酸也可以制取出一定量的二氧化碳。但是使用石灰石固体颗粒与稀硫酸反应就不能制取出大量二氧化碳,这是因为硫酸钙微溶于水,反应过程中会附着在未反应的石灰石上,使反应
停止。
2.实验装置
(1)发生装置
反应物为固体和液体,且反应不需要加热,故可选择固液不加热型发生装置。
如图甲、乙和丙都可以用于实验室制取二氧化碳,选择该反应装置的原因是反应物为固体和液体。其中图甲在实验中的优点为可以
　 　,而图乙在实验中的优点为可以
　 　。如果要控制反应中的速率,且得到平稳的气流,可将图乙中的　 　换为图丙中的　 　。
控制反应的发生和停止
方便添加液体药品
长颈漏斗
分液漏斗
(2)收集装置
二氧化碳能溶于水且与水反应、密度比空气大,故选择向上排气法
收集。
3.操作步骤
(1)查:检查装置的气密性。
(2)装:将药品装入试管。
(3)收:收集二氧化碳。
(4)验:检验二氧化碳是否收集满。
4.二氧化碳气体的检验
将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明生成的气体是二氧化碳。
不能用燃着的木条检验收集的气体是否是二氧化碳。因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2,还有可能是N2。
5.二氧化碳气体的验满
收集一段时间后,将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明CO2已收集满。
6.二氧化碳气体的净化
制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时,可先将气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶(除去氯化氢),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶(除去水蒸气)。
(1)实验开始前,首先应检查装置的气密性。
(2)实验室制取二氧化碳用稀盐酸而不用浓盐酸的原因是浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳气体中混有大量氯化氢气体而不纯。
[例题] (2023岳阳)某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体,请帮他完成下面的部分实验报告。
[实验原理] 　 　(用化学方程式表示)。
[实验装置] 实验室制取并收集一瓶CO2,应选用下列装置中的　　(填字母)。
BC
[实验步骤] 验证集气瓶中CO2气体已集满的方法:　 .
　。
[反思交流] 结合实验,你认为该实验的注意事项有　 .
.
　(写一条即可)。
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已集满
使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗口逸出
1.(2022云南)下列碳单质的各种用途中,利用其化学性质的是( )
A.用焦炭冶炼金属
B.用金刚石作钻头
C.用石墨作铅笔芯
D.用活性炭作冰箱除味剂
A
(建议20 min完成)
2.(2020云南)对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较中错误的是( )
A.CO2可用于灭火,CO可用作燃料
B.CO2能溶于水,CO难溶于水
C.CO2可用于光合作用,CO可用于人工降雨
D.CO2会造成温室效应,CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
C
3.(2022云南)下列实验设计不能达到其对应实验目的的是( )
A
选项 实验设计 实验目的
A 测定空气中氧气的含量
B 探究CO2不支持燃烧,密度比空气大
C 探究酸与指示剂作用
D 配制100 g 10%的氯化钠溶液(ρ水=1 g/mL)
4.(2022云南)下列实验方案设计不正确的是( )
C
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别涤纶纤维和羊毛纤维 分别灼烧,闻气味
B 鉴别KCl固体和NH4Cl固体 分别加熟石灰研磨,闻
气味
C 检验NaOH溶液是否完全变质 取样,滴加石灰水,再滴加酚酞溶液
D 除去CO2中的水蒸气 将混合气体通过盛有浓硫酸的洗气装置
B
6.(2019云南)“绿色发展”“低碳生活”等理念逐渐深入民心,下列做法或认识与之不相符的是( )
A.在空旷的地方焚烧大量的废旧塑料
B.鼓励乘坐公交车或骑自行车出行
C.购物时提倡用布袋等环保袋代替塑料袋
D.植树造林
A
7.(2023云南节选)利用如图装置制取并研究CO2的性质。将Y形管倾
斜,使N中试剂流入M中至CaCO3完全反应,然后向M中注入足量NaOH溶液。
(1)整个实验过程中,气球的变化情况是　 　。
(2)注入足量NaOH溶液充分反应后,M中的现象是　 　,产生此现象的原因是　 .
　。
先变大后变小
有白色沉淀生成
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠
8.(2023连云港)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳( )
A.化学性质不活泼
B.硬度大
C.导电性能好
D.吸附能力强
A
9.(2023随州)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图,回答有关问题。
(1)实验室常用石灰石和稀盐酸制取CO2气体,其反应的化学方程式是
　 　。
(2)为了得到干燥、纯净的CO2气体,产生的气流应依次通过装置　　、
　 　(填装置字母,下同),收集CO2气体选用的装置是　 　。
D
E
C
(3)有人对气体发生装置A作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中,如图H所示。改进后的优点是　 .
　。
能防止气体从长颈漏斗口逸出(或形成液封,控制反应的速率,合理即可)
10.(2023江西)某班同学进行“有反应无明显现象的实验”主题复习。
(1)实验①:用三朵干燥的紫色石蕊纸花探究二氧化碳能否与水反应,其中纸花变红的是　 　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),实验①的结论为　 　。
(2)实验②:证明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应的现象是　 .
　。
Ⅲ
二氧化碳能与水反应生成酸性物质,可以使紫色石蕊变红色
溶液由红色变为无色
(3)实验③:向充满二氧化碳的锥形瓶中先注入氢氧化钠溶液,振荡,未观察到明显现象,再打开弹簧夹并注入　 　(填
一种试剂),产生气泡,证明氢氧化钠与二氧化碳已发生反应。
(4)验证无明显现象反应已发生的思路一般有两种:a.反应物之一消失;b.有新物质生成。实验①②③中采用相同思路设计的是实验
　　(填序号)。
稀盐酸(或稀硫酸)
①③
拼 搏 奋 斗 励 志 笃 行
谢谢观赏！

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