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第2讲　碳和碳的氧化物
必备知识 复盘
考点研析 突破
【课标要求】
1.通过实验探究认识二氧化碳的主要性质,认识物质的性质与用途的关系。
2.初步学习二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
3.以自然界中的碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。
【必考化学方程式建构知识体系】
注:“——”表示物质之间相互能反应,“→”表示物质之间存在的转化关系。
1.请写出下列物质的化学式
a._____;b.________ (石灰石的主要成分)
CO
CaCO3
3.碳捕集与封存是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)收集起来,并用各种方
法储存以避免其排放到大气中的一种技术。如今常用的CO2分离技术主要有化学
吸收法(利用酸碱性吸收)和物理吸收法(变温或变压吸附)在燃烧排放的烟气中捕
集CO2,上述反应中可以用于吸收CO2的反应为___,通过反应___实现了NaOH的循
环利用。


知识点1碳单质的多样性
一、碳单质的物理性质及用途
必备知识 复盘
名称 物理性质 用途
金刚石 a.无色透明; b.天然存在的最____的物质 用于裁玻璃、切割大理石、
制造钻石等
石墨 a.呈灰黑色,质____,有滑腻感; b.熔点高,优良的______性 制铅笔芯,作电极、受电弓
滑板等
物理性质存在差异的原因:____________________ 硬
软
导电
碳原子排列方式不同
二、碳单质的化学性质及用途
1.稳定性:碳单质常温下化学性质不活泼,如古代用墨书写或绘制的字画能够长时间保存而不变色。
2.可燃性(用化学方程式表示)
(1)充分燃烧:________________。
(2)不充分燃烧:_________________。
C+O2 CO2
2C+O2 2CO
规律总结
1.常温下,碳的化学性质不活泼是由碳原子结构决定的:碳原子最外层有4个电
子,不易得失电子。
2.在化学反应中,相同条件下反应物的量不同,生成物可能不同。
3.与某些氧化物反应
(1)氧化铜
①实验现象:____色固体变成____色,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式:________________________。
黑
红
C+2CuO 2Cu+CO2↑
(2)氧化铁
①实验现象:______色固体变成____色,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式:___________________________。
(3)二氧化碳
化学方程式:___________________。
红棕
黑
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
C+CO2 2CO
4.用途
(1)木炭燃烧放出大量的热,通常用作燃料。
(2)木炭、焦炭与____________反应,可用于冶金工业。
某些氧化物
知识点2碳的氧化物
一、二氧化碳的性质及用途
1.物理性质:无色无臭气体、____溶于水、密度比空气____,固态二氧化碳(俗称
______),升华时吸收大量的热。
2.化学性质
(1)不能供给呼吸,当空气中二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响;
(2)一般情况下,不燃烧也不支持燃烧
①实验现象:下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭;
②实验结论:______________________(物理性质),不燃烧也不支持燃烧。
能
大
干冰
二氧化碳密度大于空气
(3)与水反应
①实验现象:紫色石蕊溶液变____色;
②化学方程式:___________________。
碳酸不稳定,易分解,化学方程式:____________________。
(4)与可溶性的碱溶液反应
①与氢氧化钙溶液反应
a.实验现象:澄清石灰水________(常用于检验CO2);
b.化学方程式:_____________________________。
红
CO2+H2O===H2CO3
H2CO3===H2O+CO2↑
变浑浊
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
②与氢氧化钠溶液反应
a.实验现象:无明显现象(常用于吸收CO2)。
b.化学方程式:____________________________。
3.用途
作灭火剂、绿色植物光合作用的原料(气体肥料)、制作碳酸饮料等;干冰用于人工增雨、作制冷剂、用于冷藏保鲜与运输等。
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
二、一氧化碳的性质及用途
1.物理性质:无色无臭气体、____溶于水、密度比空气略____。
2.化学性质
(1)毒性:易与血液中的__________结合使之失去携氧能力,造成人体缺氧,严重时
会危及生命。
(2)可燃性
①实验现象:产生______火焰、放出大量的热,生成能使澄清石灰水________的
无色气体。
②化学方程式:____________________。
难
小
血红蛋白
蓝色
变浑浊
2CO+O2 2CO2
(3)与某些氧化物反应
①氧化铜
a.实验现象:____色固体变成____色,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
b.化学方程式:_______________________。
②氧化铁
a.实验现象:______色固体变成____色,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
b.化学方程式:____________________________。
3.用途:作气体燃料(可燃性)、用于冶金工业(与某些氧化物反应)等。
黑
红
CO+CuO Cu+CO2
红棕
黑
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
特别提醒
1.CO有毒,用煤等含碳燃料取暖时,应保持室内通风,防止CO中毒;
2.CO具有可燃性,与空气混合可能会造成爆炸,点燃(加热)CO需要检验纯度。
三、一氧化碳与二氧化碳的鉴别与除杂
1.依据:一氧化碳与二氧化碳的化学性质不同。
2.鉴别
方法 现象
通入澄清石灰水 能使澄清石灰水变浑浊的是_____
通入紫色石蕊溶液 能使紫色石蕊溶液变红的是_____
通过灼热的氧化铜 有红色固体生成的是____
点燃 能燃烧的是____
CO2
CO2
CO
CO
3.除杂
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量灼热的________
CO(CO2) 依次通过足量NaOH溶液、浓硫酸
特别提醒
不能采用点燃的方法除去二氧化碳中少量的一氧化碳,因为少量的一氧化碳不能被点燃。
氧化铜
四、碳达峰与碳中和
1.自然界中CO2的循环
2.温室效应
(1)原因:化石燃料的大量燃烧、森林资源减少。
(2)危害:全球气候变暖,导致两极冰川融化,海平面上升等。
(3)应对措施
①碳达峰:减少使用__________,开发清洁能源,如太阳能、风能、地热能等,控制
碳排放量达到峰值后不再增加。
②碳中和:大力植树造林,增加植物光合作用对CO2的吸收;采用物理、化学方法
将二氧化碳从化工厂废气中吸收、分离、转化、提纯、封存或再利用;积极践
行低碳生活,如:不使用一次性筷子、少开私家车、使用节能灯等;降低二氧化
碳的排放量。
化石燃料
知识点3二氧化碳制取的研究
一、二氧化碳的工业制取
1.原理:高温煅烧石灰石。
2.化学方程式:_________________________。
二、二氧化碳的实验室制取(详见实验2二氧化碳的实验室制取与性质P34)
CaCO3 CaO+CO2↑
思考辨析
1.金刚石、石墨、C60都由碳原子构成,都具有导电性,完全燃烧产物也都相
同。( )
2.金刚石和石墨都是碳单质,但原子排列方式不同,物理性质也不同。( )
3.活性炭吸附色素和异味的过程中一定发生了化学变化。( )
4.石墨转化成金刚石是物理变化。( )
5.一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同,所以它们的化学性质相似。( )
6.二氧化碳能使干燥紫色石蕊试纸变红。( )
7.可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳。( )
8.二氧化碳有毒,因此进入久未开启的地窖时要做灯火试验。( )
×
√
×
×
×
×
×
×
考点1碳及其化合物的性质与用途
典题　(2025·云南中考)下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是( )
A.CO和CO2均可通过C和O2反应得到
B.CO可作燃料,CO2可作气体肥料
C.CO有毒,煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
D.金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
考点研析 突破
C
拓展 判断下列说法是否正确。
E.碳在空气中充分燃烧时生成CO2,不充分燃烧时生成CO。( )
F.CO用于冶炼金属、作气体燃料;CO2用于灭火。( )
G.可利用氢氧化钠溶液鉴别CO和CO2。 ( )
H.固体CO2可用于人工增雨。( )
√
√
×
√
考点2碳达峰与碳中和
典题　(2025 盐城二模)推进“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”目标,
化学不能缺位。请加入化学小组同学的“碳”究之旅。
【说碳】
(1)低碳行动中的“碳”指的是__________。
(2)实验室制备CO2。根据下列仪器装置,回答问题。
二氧化碳
①写出标号a仪器的名称:________。
②实验室收集二氧化碳常选用的装置是___(填字母)。
③E是简易喷气船,写出塑料罐内发生反应的化学方程式:_________________
_________________,打开分液漏斗活塞,气体从小孔喷出,使船前进。若要使小
船的运动速率加快,应______(填“调大”或“调小”)分液漏斗的活塞。
集气瓶
B
CaCO3+2HCl===
CaCl2+H2O+CO2↑
调大
【觅碳】
(3)小组同学通过查阅资料,设计模拟生物圈中的碳循环。将下图装置放置于阳光
下一段时间,观察到试管内____________现象。该过程中反应的化学方程式为
6CO2+6H2O C6H12O6+6X,其中X的化学式是____。
有气泡产生
O2
【控碳】
(4)我国研制的一种催化剂可将CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),该反应的微观
过程如图所示,下列说法正确的是____(填字母)。
A.参加反应的CO2和H2分子个数比为1∶1
B.该反应为置换反应
C.反应前后原子的种类和数目都没有改变
D.催化剂的质量在反应前后不变
CD
变式 (2025·眉山中考)我国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。为实现该目标,下列措施可行的是( )
A.禁止使用化石能源
B.植树造林
C.高空喷洒氢氧化钙溶液
D.大力发展火力发电
B
考点3二氧化碳的性质与制取
典题　(2025·眉山中考改编)实验室利用石灰石和
稀盐酸制取二氧化碳是初中化学学习的重要内容,
据图回答下列问题:
(1)仪器①的名称是________。
(2)实验室制取二氧化碳的反应属于____________(填基本反应类型)。
(3)为制取并收集纯净干燥的二氧化碳所选装置的正确连接顺序为__________
→F(从A~E中选择字母序号填空),验满时应将燃着的木条放在 ___ (填“m”或“n”)
导管口。
锥形瓶
复分解反应
B→E→D
n
变式 (2025·苏州中考)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是________(填名称)。
②用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到的
仪器有____(填字母)。
稀盐酸
AC
(2)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为______________________。
②通入CO2后可观察到的现象为____________________。
滴有紫色石蕊溶液的水
溶液由紫色变成红色
(3)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧
B.碳酸钠与稀硫酸反应
C.石灰石高温分解
D.CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是___(填字母)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是____________________
____、____________________(写两条)。
B
制得的二氧化碳较纯
净
常温下进行,操作方便
(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗
如图3,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的
木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图4所示。
①图3中,通CO2导管的末端应处于___(填“A”或“B”)位置。
②图4所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为______
__________。
B
60%
(或61.9%)
本课结束

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