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第六单元　碳和碳的氧化物
思维导图·构体系
知识精讲·夯基础
真题分点·明趋势
实验分阶·提能力
思维导图·构体系
1．常见碳单质的物理性质及用途——金刚石、石墨、C60
知识精讲·夯基础
碳的单质(近5年2考)
知识点1
物质 金刚石 石墨 C60
结构 模型
外观 无色透明的固体 灰黑色、有金属光泽的固体 分子结构形似足球
物质 金刚石 石墨 C60
性质及 用途 无色透明——作装饰品，如钻石； 天然存在的最硬的物质——裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻机钻头； 金刚石薄膜：透光性好、硬度大——可用作透镜等光学仪器的涂层； 导热性好——可用于集成电路基板散热 灰黑色，很软，有滑腻感——制作铅笔芯； 熔点高； 具有优良的____性——作电极(2023.8A) 可应用于超导、催化、能源及医学等领域
导电
物质 金刚石 石墨 C60
总结 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但是由于构成它们 的______________不同，因此它们的物理性质存在明显差异 原子排列方式
2．主要成分为碳单质的物质——木炭、活性炭
(1)性质：木炭和活性炭都具有疏松多孔的结构，因此都具有______性。
(2)用途：木炭用于吸附食品和工业产品中的色素、异味；活性炭用于制作防毒面具、冰箱除臭剂、环保活性炭包等。
【备考补充】常见主要成分为碳单质的物质还有焦炭和炭黑等。
吸附
3．碳单质的化学性质及用途
化学性质及化学方程式 用途
稳定性 常温下，碳的化学性质不活泼 炭黑制墨汁
可燃性(与氧气反应) 作燃料
C＋O2 CO2
2C＋O2 2CO
化学性质及化学方程式 用途
还原性(与某些氧化物反应) ①与氧化铜反应：_____________________________ ②与氧化铁反应：_____________________________ 冶炼金属
③与二氧化碳反应：____________________________ －
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑
C＋CO2 2CO

木炭还原氧化铜
【实验装置及现象】
教材小实验
黑
红
C＋2CuO
2Cu＋CO2↑
变
浑浊
Ca(OH)2＋CO2 =====
CaCO3↓＋H2O
【实验结论】木炭与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，该反应证明木炭具有还原性。
【实验反思】
(1)酒精灯上加网罩的作用：使火焰集中，__________。
(2)试管口略向下倾斜的目的是_____________________________。
(3)实验结束后，先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，目的是__________________________________。
(4)木炭还原氧化铜的实验，在实际情况下，生成的气体除CO2外，还可能有______。
提高温度
防止冷凝水倒流使试管炸裂
防止生成的铜被空气中的氧气氧化
CO
【实验改进】如右图为改进后的装置，气球
的作用是________________________。
收集尾气，防止污染空气
4．还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应属于还原反应。
判断下列说法的正误。
1．金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的单质。 (　　)
2．金刚石和石墨都具有导电性。 (　　)
3．金刚石、石墨之间可相互转化，该变化属于物理变化。 (　　)
4．木炭和活性炭都能够吸附色素和异味。 (　　)
5．碳单质都是由碳元素组成的，化学性质相似。 (　　)
易错易混
×
×
×
√
√
6．古代用墨绘制的字画能够长时间保存，说明常温下碳单质的化学性质不活泼。 (　　)
7.碳单质燃烧只生成二氧化碳。 (　　)
8．在常温下，木炭能将氧化铜还原为铜。 (　　)
√
×
×
1．物理性质：无色、无臭的气体，____溶于水，密度比空气的略____。
一氧化碳的性质及用途(近5年2考)
知识点2
难
小
2．化学性质及用途
化学性质 现象 用途
可燃性 (与氧气 反应) _____________________ 产生____色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 作燃料
2CO＋O2 2CO2
蓝
化学性质 现象 用途
还原性(与某些氧化物反应) [2023.14(3)，2021.12D] 与氧化铜反应：_______________ ______________ ____色粉末逐渐变为____色 冶炼
金属
与氧化铁反应：______________ ______________________ 红棕色粉末逐渐变为____色 毒性 － －
CuO＋CO
Cu＋CO2
黑
红
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
黑
判断下列说法的正误。
1．水能吸收一氧化碳。 (　　)
2．一氧化碳能够冶炼金属，主要利用了一氧化碳的可燃性。 (　　)
3．一氧化碳属于大气污染物。 (　　)
易错易混
×
×
√
1．物理性质：无色、无臭的气体，____溶于水，密度比空气的____。固态二氧化碳俗称______。
二氧化碳的性质及用途(近5年4考)
知识点3
能
大
干冰
2．化学性质及用途
化学性质 化学方程式 用途
不能燃烧，也不支持燃烧 － 灭火
与水反应 _________________________________ 制碳酸饮料
CO2＋H2O ===== H2CO3
化学性质 化学方程式 用途
与碱反应 与氢氧化钠反应：__________________________ ____________ 吸收CO2
与氢氧化钙反应：__________________________ __________ 检验CO2
与碳反应 －
参与光合作用 作气体肥料
CO2＋2NaOH ===== Na2CO3
＋H2O
CO2＋Ca(OH)2 ===== CaCO3↓
＋H2O
C ＋CO2 2CO
1.倾倒二氧化碳
教材小实验
蜡烛自下而上依次熄灭
CO2的密度比空气的大
CO2不能燃烧，也不支持燃烧
【备考补充】向烧杯中倾倒二氧化碳时，若集气瓶瓶口没有玻璃片遮挡或倾倒速率过快，可能导致上层蜡烛先接触大量二氧化碳而熄灭。
2．二氧化碳的溶解性实验
塑料瓶变瘪
能
3．二氧化碳与水的反应
取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，分别进行下列实验：
操作 Ⅰ.喷水 Ⅱ.直接放 入CO2中 Ⅲ.喷水后放 入CO2中
Ⅳ.将Ⅲ实验后的
纸花用吹风机烘干
现象 纸花不变色 纸花不变色 纸花变红 纸花由红色变成紫色
分析 ①CO2与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，化学方程式为______________________________；
②碳酸不稳定，易分解为H2O和CO2，化学方程式为______________
____________
结论 二氧化碳能与水反应
CO2＋H2 ===== H2CO3
H2CO3 =====
H2O＋CO2↑
判断下列说法的正误。
1．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳呈酸性。 (　　)
2．可以用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳。 (　　)
3．可用燃着的木条检验某气体是否为二氧化碳。 (　　)
4．一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，化学性质相似。 (　　)
5．一氧化碳和二氧化碳均可作为大棚种植农作物的气体肥料。 (　　)
6．在一定条件下，一氧化碳和二氧化碳可以相互转化。 (　　)
易错易混
×
×
×
×
×
√
1．二氧化碳对人体的影响：无毒，但不能供给呼吸。
2．自然界中的碳循环(如图)
二氧化碳对生活和环境的影响(近5年4考)
知识点4
3．温室效应
(1)温室效应增强的原因：化石燃料的使用、森林面积的减少等，使空气中___________________含量增多。
(2)温室效应增强的危害：导致两极冰川融化，使海平面升高，可能淹没部分沿海城市；使土地沙漠化，造成农业减产；使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大，导致旱涝灾害加剧；影响自然生态系统，改变生物多样性；等等。
二氧化碳(或CO2)
(3)防止温室效应增强的措施
①减少使用化石燃料，更多地利用清洁能源；
②大力植树造林，严禁乱砍滥伐；
③采用物理、化学等方法捕集、利用与封存二氧化碳；等等。(2023.2C)
4．低碳行动与可持续发展
(1)我国的减排目标：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
【备考补充】碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。
(2)低碳行动的做法：减少二氧化碳排放，增加二氧化碳吸收。如使用清洁能源；提倡纸张双面使用；减少私家车的使用；等等。
判断下列说法的正误。
1．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环。 (　　)
2．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。
(　　)
3．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能。 (　　)
4．空气中二氧化碳含量增多，会导致酸雨。 (　　)
5．“碳达峰”“碳中和”中的“碳”均是指碳单质。 (　　)
6．倡导低碳生活有利于减少温室气体的排放。 (　　)
易错易混
×
√
√
×
×
√
　　　 某小组用如图实验室的常见装置制取二氧化碳，回答下列问题。
实验分阶·提能力
二氧化碳的实验室制取(近5年3考)
实验5
例
一阶　基础知识
【试剂选择】
(1)实验室制取二氧化碳常用的试剂是__________________________。
石灰石(或大理石)与稀盐酸
【备考补充】不能替代实验室制取二氧化碳的试剂及原因
(1)不选碳酸钠的原因是碳酸钠与稀盐酸反应太剧烈，不易控制反应速率，不利于气体的收集。
(2)不选浓盐酸的原因是浓盐酸挥发性强，使制得的CO2不纯。
(3)不选稀硫酸的原因是稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙属于微溶物，覆盖在大理石(或石灰石)的表面，阻止反应的进一步进行。
【实验原理】
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式是______________________________
___________。
【发生装置】
(3)为了方便随时添加试剂，可选择的发生装置是____(填字母，下同)。
(4)若要在反应过程中得到平稳的气流，应选择的发生装置是____。
CaCO3＋2HCl ===== CaCl2＋H2O
＋CO2↑
B
A
【收集装置】
(5)二氧化碳的密度比空气的____，故应选择______________收集，收集装置为____(填“C”或“D”)。
【气体检验】
(6)将气体通入____________中，若__________________，证明收集的气体是二氧化碳。
【气体验满】
(7)用排空气法收集二氧化碳时，验证二氧化碳已收集满的方法是_______
_____________________________________，说明二氧化碳已收集满。
大
向上排空气法
C
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
将燃着
的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭
二阶　质疑反思
(8)不能用燃着的木条检验二氧化碳，原因是能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，也可能是_______________。
(9)若将实验制得的二氧化碳通入澄清石灰水中，若发现澄清石灰水未变浑浊，原因可能是________________________________________________
______________(写1点)。
N2(合理即可)
制得的CO2气体中混有HCl气体(或澄清石灰水已变质，
合理即可)
三阶　改进创新
(10)实验室制得的二氧化碳中常含有一定杂质，现利用图Ⅰ装置进行净化处理。
①装置B的作用是_______________，发生反应的化学方程式是__________
________________________________。
②装置C的作用是_________________________。
③若装置D为干燥装置，则装置D中盛放的试剂X是________。
除去HCl气体
NaHCO3＋
HCl =====NaCl＋H2O＋CO2↑
检验HCl气体是否被除尽
浓硫酸
四阶　拓展延伸
(11)【课标新增·作图】实验小组使用排水法收集一定量的二氧化碳。如图Ⅱ所示，请补充完善该实验设计图；集气瓶中植物油的作用是__________
____________________。
防止二氧化
碳溶于水或与水反应
(12)【课标新增·数字化实验－压强】CO2性质探究：用图 Ⅲ 装置实验，测得三颈烧瓶内压强变化情况如图 Ⅳ 所示。
①首先注入瓶中的试剂是____(填“水”或“氢氧化钠溶液”)，bc段变化的原因是______________________________。
②对比曲线中bc段和de段，可证明___________________________。
水
二氧化碳溶于水并与水发生反应
CO2与氢氧化钠发生了反应
1．判断下列说法是否正确：
(1)石墨具有可燃性，可用来作电极。 (　　)
(2)活性炭具有吸附性，可用来消除异味。 (　　)
真题分点·明趋势
碳单质的性质和用途(近5年2考)
命题点1
×
√
2．某小组利用如图装置进行创新实验。实验时，先加热木炭粉，一段时间后，将酒精灯移至CuO处加热。下列说法错误的是(　　)
A．酒精灯加网罩是为了提高火焰温度
B．气球可以收集尾气，防止污染空气
C．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体
D．装置中发生反应：C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
一氧化碳的性质及用途(近5年2考)
命题点2
D
3．某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。
二氧化碳的实验室制取(近5年3考)
命题点3
(1)装置B中仪器①的名称是______。
(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为____________
_________________________________，发生装置是____(填字母)。
(3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的___(填“m”或“n”)端通入。
试管
CaCO3＋
2HCl ===== CaCl2＋H2O＋CO2↑
A
m
(4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装如图D所示装置，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是______________________
________________________________________。
将带火星的木条伸入收
集到的气体中，观察木条是否复燃(合理即可)
4．判断下列说法是否正确：
(1)提升石油化工水平，实现绿色低碳转型。 (　　)
(2)加快CO2资源化利用研究不利于人类发展与环境保护。(　　)
二氧化碳对生活和环境的影响(近5年4考)
命题点4
√
×
5．我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是(　　)
A．大量使用一次性餐具
B．使用新技术提高传统能源的利用效率
C．利用风能实现清洁发电
D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
A

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