资源简介

第3课时
碳和碳的氧化物
【复习目标】
1.了解碳单质的物理性质和用途，知道碳单质的化学性质。
2.理解二氧化碳的主要性质，以及二氧化碳的用途。初步学会实验室制备二氧化碳的方法（反应原理、实验步骤、收集与检验方法等）。了解实验室里制取气体的一般思路和方法
3.了解一氧化碳的物理性质、化学性质及用途。
【课时安排】教学安排：2课时
【复习重点和难点】
1、理解二氧化碳的主要性质，以及二氧化碳的用途。
2、了解实验室制取二氧化碳的化学反应原理、探究实验室制取二氧化碳的装置、了解实验室里制取气体的一般思路和方法。
【教学过程】
一、知识梳理：
考点一：碳的单质性质、用途
（1）金刚石：①物理性质：金刚石是无色、透明的正八面体形状的固体，是天然存在的最硬物质，不导电，不导热，无润滑性。②用途：用于划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等。
（2）石墨：①物理性质：石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体，质软，导电性优良，导热性良好，有润滑性。②用途：用于电极、铅笔芯、润滑剂等。
（3）几种无定形碳的比较：
颜色、状态
制法
用途
木炭
灰黑色的多孔性固体
木材隔绝空气加强热
作燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭，有吸附作用
活性炭
灰黑色的多孔颗粒状固体
木炭在高温下用水蒸气处理
净化多种气体和液体，作防毒面具，有吸附作用
焦炭
浅灰色多孔性固体
烟煤隔绝空气加强热
冶炼金属
炭黑
极细的黑色粉末
含碳物质不完全燃烧
制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，作橡胶制品的填料
（4）其他碳单质：①C60分子：是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。②碳纳米管：由碳原子构成的管状大分子。
考点二：碳的化学性质
（1）在常温下，具有稳定性。
（2）碳跟氧气反应：①在氧气充足的条件下，碳在氧气充分燃烧，生成二氧化碳，放出热量；②在氧气不充足的条件下，碳发生不充分燃烧，生成一氧化碳，放出热量。
（3）碳跟某些氧化物的反应（还原性）：
木炭还原氧化铜实验现象：导出的气体使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末中有红色固体生成。
注意：①碳单质作还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温；②操作时注意试管口要略向下倾斜；③配置混合物时木炭粉应稍过量些，目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
（4）常见的反应：C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑；
C
+
CO2
2CO。
3、氧化－还原反应
有得失氧的反应叫做氧化-还原反应。得到氧的为还原剂，还原剂被氧化，发声氧化反应，得到的产物是氧化产物；失去（提供）氧的为氧化剂，氧化剂被还原，发声还原反应，得到的产物是还原产物；
考点三：碳的氧化物
1、二氧化碳的性质：①物理性质：一般情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体,沸点为-78.5℃,密度比空气大,能溶于水。②化学性质：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，不能供给呼吸，二氧化碳与水反应能生成碳酸，能使澄清的石灰水变浑浊。
2、用途：（1）灭火：因为二氧化碳不能燃烧又不支持燃烧，同时二氧化碳的密度又比空气大，因此常用二氧化碳灭火。
（2）干冰：固态的二氧化碳叫干冰，可用作制冷剂和人工降雨。
（3）绿色植物的光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。
3、一氧化碳的性质及用途：
（1）物理性质：通常情况下，是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
（2）化学性质：一氧化碳具有可燃性，点燃后与氧发生反应生成二氧化碳；一氧化碳具有毒性，煤气中毒就是一氧化碳引起的；一氧化碳具有还原性。
（3）用途：①用作气体燃料；②冶炼金属。
考点四：二氧化碳的制取
实验室制取气体实验的设计思路与方法
（1）需要研究实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
（2）需要研究制取这种气体所采用的实验装置。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。
①气体发生装置：a．反应物的状态：固体与固体反应；固体与液体反应；液体与液体反应。b．反应条件：常温；加热；加催化剂等。
②气体收集装置：a．排空气法：密度比空气大用向上排空气法；密度比空气小用向下排空气法。b．排水法：不易溶于水、不与水发生反应时，可用排水法。
（3）二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较
反应物状态
反应条件
气体密度与空气相比
是否与水反应
二氧化碳
固体和液体
无
比空气大
是
氧气
固体
加热
比空气大
否
固体和液体
无
比空气大
否
5、实验室制取二氧化碳
（1）反应药品：稀盐酸跟大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）反应。
（2）反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
（3）发生装置的选择：由于反应物是块状的大理石火石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的二氧化碳能溶于水，因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下，由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多，常用大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶。
（4）收集装置的选择：收集二氧化碳可根据它的性质去考虑：因为二氧化碳溶于水，并且部分与水反应生成碳酸，故不用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大，故可用向上排空气法收集。
（5）实验步骤：①检查装置的气密性；②装块状药品大理石或石灰石；③塞紧双空胶塞；④由长颈漏斗加液体；⑤收集气体。
（6）注意事项：①长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸散；②反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；③不加热；④集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以利于排净空气。
（7）验满、检验及净化：
①验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明瓶内已充满二氧化碳。②检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明是二氧化碳气体。③净化：若制取二氧化碳中混有少量的氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠容液的洗气瓶（除去氯化氢气体），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。
6、二氧化碳的工业制法：
（1）原理：高温煅烧石灰石，产生生石灰，副产品是二氧化碳。
（2）化学方程式：CaCO3
　　
CaO＋CO2↑
考点五：二氧化碳的用途及对环境的影响：
温室效应：①大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。
②导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其余的还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。③温室效应会使两极冰川融化，海平面上升，淹没部分沿海城市，会使土地沙漠化加快，农业减产。④防止温室效应的措施有：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；更多的利用太阳能、风能、水能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐。
二、题型、方法归纳：
本单元是中考必考内容，主要考查二氧化碳的性质、制取、碳单质的性质、用途等内容一氧化碳的性质、用途，常见题型有选择题、填空题和实验探究题为主。
三、典例精讲：
1.下列对一些事实的解释不正确的是
（
）
A.用碳素墨水书写档案：常温下单质碳的化学性质稳定
B.石墨能够做电池的电极材料：石墨较软
C.焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来：焦炭具有还原性
D.制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖：活性炭具有吸附性
【答案】B
【解析】A、用碳素墨水书写档案，是因为常温下单质碳的化学性质稳定，正确，B、石墨能够做电池的电极材料，是利用石墨具有优良的导电性，错误，C、焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，是利用焦炭具有还原性，正确，D、糖工业中用活性炭来脱色以制白糖，是因为活性炭具有吸附性，正确，故选B
2．2015年3月2日，全球首批量产石墨烯手机在重庆首发。石墨烯是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片，用石墨烯与铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金，下列对石墨烯和烯合金的说法错误的是
）
A．石墨烯在一定条件下能与氧气反应
B．石墨烯在常温下化学性质活泼
C．烯合金具有优良的导电性
D．烯合金是一种新型材料
【解析】A.石墨烯由碳原子构成，碳一定条件下可与氧气反应，所以石墨烯在一定条件下能与氧气反应，正确；
B.碳常温下化学性质稳定，故石墨烯在常温下化学性质稳定，错误；
C.石墨烯与铝合金，研制出一种具备特殊性能的烯合金，依然具有金属的性质，所以具有优良的导电性，正确；
D.烯合是一种新型材料，正确．
故选：B．
3．下列对一氧化碳的认识中，错误的是（
）
A．一氧化碳有可燃性，可用作燃料
B．一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属
C．室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒
D．分子的不断运动，能使一氧化碳向四周弥漫
【答案】C
【解析】因CO不能溶于水，也不跟水发生反应，故即使室内放水，也不能防止煤气中毒。最好的方法应是保持房间的通风
4．下列关于碳及其化合物的说法，正确的是
（
）
A．二氧化碳是导致酸雨的主要气体
B．可以用燃烧法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳
C．中国古代字画经久不褪色，因为常温下碳的化学性质不活泼
D．CO和CO2都是非金属氧化物，都能与NaOH溶液反应
【答案】C
【解析】二氧化硫是造成酸雨的主要气体，A错误；二氧化碳中混有的少量一氧化碳，一氧化碳不能点燃，可将混合气体通过灼热的氧化铜除去一氧化碳，B错误；二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，一氧化碳不能，D错误。故选C
5.根据下图回答问题。
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_____________。实验室用过氧化氢溶液制取氧气，选用的发生装置是______（填字母序号）。用C装置收集氧气时，检验O2的方法是__________________________________________________。
（2）实验室可以用装置D制取并收集二氧化碳气体。收集时，检验CO2已经收集满的方法是______________，检验CO2的方法是________________________（用化学方程式表示）。
检查装置E的气密性：可以看到_____________________，说明气密性良好。
实验F中观察到的实验现象是___________，反应的化学方程式为_________。
【解析】：根据化学方程式的书写、装置的选择依据、氧气的检验方法、二氧化碳的验满方法、检验方法气密性的检查方法进行分析。
（1）2KMnO4
△
K2MnO4
+
MnO2
+
O2↑；
A；用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明瓶中是氧气。
用燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满二氧化碳气体。
Ca(OH)2
+
CO2==
CaCO3↓+
H2O
（3）导管口有气泡冒出
（4）铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe
+
2O2点燃
Fe3O4
四、归纳小结：教学中注重引导学生建立较完整的知识结构，注意加强前后知识的联系。二氧化碳的制取、性质、单质碳的性质、用途是本节复习课的重点。通过对本单元的实践，学生认识到了对身边的物质、身边的化学变化、化学现象当和自己所学内容联系起来，将化学知识应用于生活中。
【作业布置】碳和碳的氧化物同步练习题。
【教学反思】在复习过程中，力求使化学知识与实际操作结合起来，培养学生分析问题、解决问题的能力。充分发挥学生的主动性，让学生自己分析解决问题。通过对本课题的实践，我认识到了对身边的物质、身边的化学变化、化学现象当和自己所学内容联系起来时，学生就会兴趣高涨。所以在以后的教学中我应该积极善于挖掘知识的外延——生活中的事例，使学生能够学以致用，从所学知识出发加以调查、分析身边的化学现象。在平时的教学中要鼓励学生从科学探究的角度出发，多调查、总结、分析、利用日常生活事例学好化学、利用化学解决日常生活事例。
【夯实基础】
1、我国古代遗留下来的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，因为写字绘画时使用的是（
）
A．蓝墨水
B．红墨水
C．蓝黑墨水
D．墨汁
2、近年来，科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中，发现较早并在研究中取得重要进展的是C60分子。下列有关C60的说法错误的是(
)
A．它的一个分子中含有60个碳原子
B．它是一种新型的化合物
C．它的相对分子质量为720
D．它是一种单质
3．有关碳和碳的化合物描述错误的是（　　）
A．干冰常用于人工降雨
B．活性炭有较强的吸附性，常用于工业制白糖时脱色
C．金刚石和石墨组成元素相同，物理性质和化学性质相似
D．室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒
4、下列变化中，属于化学变化的是（
）
A．二氧化碳在加压降温下转变成干冰
B．山体滑坡
C．喷洒液体二氧化碳灭火
D．二氧化碳溶于水
5、实验室制取气体选择收集方法时，对气体的下列性质不必考虑的是
（
）
A．颜色
B．密度
C．溶解性
D．是否与水反应
6、碳的单质中，质地较软，常用做电极的是
(
)
A．金刚石
B．活性炭
C．炭黑
D．石墨
7、如果要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，应该采用的方法是
(
)
A．把混合气体点燃
B．将混合气体通过澄清的石灰水
C．将混合气体通过灼热的氧化铜
D．把混合气体从一个容器倾倒到另一个容器中
8、粉刷后的石灰墙壁已基本干燥，但住人后往往会又变潮湿，这是因为（
）
A．熟石灰变成生石灰和水
B．熟石灰和二氧化碳反应的生成物中有水
C．空气中的水凝结在墙壁上
D．墙壁中的水凝结在墙壁上
9、实验室制取二氧化碳时，常用(
)
A．木炭和氧气反应
B．煅烧石灰石
C．大理石跟稀盐酸反应
D．大理石跟稀硫酸反应
10、木炭、一氧化碳在一定条件下都能与CuO发生反应，下列叙述正确的是
(
)
A．反应中C、CO都得到氧，发生氧化反应
B．反应前后C、Cu、O三种元素的化合价都发生了变化
C．反应都必须在高温的条件下才能进行
D．反应导出的气体都有毒，需进行处理以防止空气污染
【能力提升】
11、向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块木炭，．最终观察到红棕色
(填“变深"或“消失"或“不变”)，漏斗中液面
(填“上升”或“下降"或“不变")。其原为：木炭具有
作用，使瓶中气体压强
外界大气压。
12、物质的某些性质可能有利于人类，也可能不利于人类。请仿照事例填写下表。
物质
有利的一面（用途）
不利的一面（危害）
氧气
供给呼吸，支持燃烧
使金属氧化锈蚀
一氧化碳
二氧化碳
13、5月31日是世界无烟日，吸烟有害健康。为了鉴定该烟雾中是否存在CO2和CO，在对香烟燃烧产生的烟雾进行适当处理后依次通过足量的以下试剂：①澄清石灰水；②浓硫酸；③灼热的黑色氧化铜粉末；④澄清石灰水，发现①、④中澄清石灰水变浑浊。试回答
（1）①现象说明
。
（2）烟雾中是否存在CO
，做出此判断所依据的实验现象为
。
【课外拓展】
14.某同学设计了如下实验装置，进行碳还原性性质验证，对实验进行分析并回答：
（1）检查装置气密性的方法是：将导管浸入水中，
，说明装置气密性良好。
（2）证明碳具有还原性的实验现象是
，
。
（3）CuO发生
反应（填“氧化”或“还原”）。
（4）酒精灯加上网罩的作用是
。
15.结合下列图示装置，回答有关问题：
⑴写出标号①仪器的名称：
。
⑵实验室用装置A制取氧气，其反应的化学方程式
，若用排水法收集氧气，要把集满氧气的集气瓶转移到桌面上的具体操作是
。
⑶实验室常用
和稀盐酸反应制取二氧化碳，其反应的化学方程式是
，生成的二氧化碳中常含有少量
气体杂质，为获得纯净的二氧化碳气体，导管口连接的正确顺序是：a→（
）→（
）→（
）→（
）→b
【中考链接】
16.（2016.青岛）．菠菜中含有一种有机物——草酸。将草酸隔绝空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物。为了探究上述反应生成的碳的氧化物成分，某同学设计了如下图所示实验。下列说法不正确的是（
）
甲
乙
丙
丁
A．乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案
B．丙装置玻璃管中若发生化学反应，则一定为置换反应
C．若甲试管内溶液变浑浊，丁试管内无明显现象，则该碳的氧化物成分为二氧化碳
D．若甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳
17.（2016.青岛）实验是进行科学探究的重要方式。某同学设计如下图所示实验，探究二氧化碳的有关性质。
请填空：
（1）实验1采用了科学探究中的控制变量法，该实验控制的变量是
。
（2）实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中，观察到的现象是
，该反应的化学方程式是
。
（3）实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验，将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中，能观察到第
（填序号）号棉球先变色，通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是
。
18．(2016青岛）某班学生分三组分别做了二氧化碳制取和性质验证实验，如下图所示。
甲
乙
丙
实验结束后，老师取两份等质量的丙废液，分别与甲、乙废液混合。将甲废液与丙废液倒入烧杯A中，有白色沉淀生成；将乙废液与丙废液倒入烧杯B中，有气泡产生。
请填空：
（1）甲废液与乙废液所含溶质的成分可能不同的是
（用化学式填空，下同）。
（2）烧杯A中沉淀的成分一定有
。
（3）另取少量丙废液样品，加入足量的氯化钡溶液，有白色沉淀生成。过滤，向滤液中滴加氯化铁溶液，观察到有红褐色沉淀生成，未发现其他明显现象。
由此推测出，丙废液溶质的成分是
，丙废液与氯化钡溶液反应的化学方程式为
，烧杯A的上层清液中溶质的成分一定有
。
参考答案
1、D
2、B
3、C
4、D
5、A
6、D
7、C
8、B
9、C
10、A
11、消失；上升；吸附；小于
12、一氧化碳：利用它的还原性冶炼某些金属；容易使人中毒。
二氧化碳：干冰用于人工降雨；大量排放会导致温室效应。
氢气：可用作高能燃料；使用不当容易引起爆炸。
13、（1）燃烧产物中存在二氧化碳。
（2）存在；④中澄清石灰水变浑浊。
14.（1）用手紧握试管，若导管口有气泡冒出
（2）固体由黑变红，澄清石灰水变浑浊
（3）还原
（4）集中热量，提高温度
15..⑴集气瓶
⑵2H2O2
MnO2
2H2O+
O2↑；在水中用玻璃片的磨砂面盖住瓶口，取出后正放于桌面
⑶大理石；CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑；水蒸气、氯化氢；f→g→d→e
16.AB
17.（1）水；
（2）纸花由紫变红；CO2+H2O=H2CO3；
（3）④；密度比空气大
18.（1）HCl；
（2）CaCO3；
（3）NaCO3、NaOH；BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；NaCl、NaOH
高温

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