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第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳和一氧化碳
知识
一、一氧化碳的物理性质
一氧化碳是一种________色、________味的气体，密度比空气略小，__________溶于水。
注意：（1）人在受CO的毒害时不易察觉。而煤气中的主要成分是CO，因此，为了能起到警示作用，而人为加入了一种有特殊气味的物质。
（2）收集CO只能用______________收集。
二、一氧化碳的化学性质
1．可燃性
（1）反应原理：____CO＋O2____________
（2）现象：产生______色火焰，放出大量的热。
注意：点燃或加热一氧化碳之前，必须先______________。
2．还原性
（1）反应原理：CO＋CuO________＋___________
（2）现象：黑色的氧化铜逐渐变成_______________________________________，产生的气体能使澄清的石灰水_____________。
（3）CO在反应中得到氧元素，具有_____________性；CuO在反应中失去氧元素，具有_____________性。
注意： ①检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。②一氧化碳“早来晚走”，酒精灯“迟到早退”。③一氧化碳“早来”，酒精灯“迟到”的目的：排净装置内的空气，防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。④一氧化碳“晚走”，酒精灯“早退”的目的：防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2Cu+O22CuO）。⑤因为一氧化碳有剧毒，随意排放会造成空气污染，所以必须进行尾气处理。3．毒性
（1）一氧化碳极易与血液中的_____________结合，造成生物体内缺____________，会危及生命。
（2）一氧化碳中毒处理方法：轻度的应________________________________________________，重度的应________________。
三、一氧化碳的用途
1．一氧化碳能燃烧且放出大量的热，可作__________________________。
2．一氧化碳具有还原性，可用于__________________________。
一、无 无 难
（2）排水法
二、1．（1）2 2CO2 （2）蓝 验纯
2．（1）Cu CO2
（2）光亮的红色固体 变浑浊
（3）还原 氧化
3．（1）血红蛋白 氧
（2）呼吸大量的新鲜空气 立即就医
三、1．燃料 2．冶炼金属
重点
一、碳及其化合物的相互转化
碳的转化关系是推断题常用的素材，其中黑色的氧化铜被碳或一氧化碳还原为红色的铜，生成的气体使澄清石灰水变浑浊是解答相关推断题的题眼。
二、一氧化碳和二氧化碳的性质和用途的比较
一氧化碳
二氧化碳
物理性质
色态
无色无味气体
无色无味气体
密度
比空气略小
比空气大
水溶性
难溶于水
能溶于水
化学性质
可燃性
2CO+O22CO2
不能燃烧，也不支持燃烧
（一般情况下）
还原性
CO+2CuO2Cu+CO2↑
不具有还原性
氧化性
不具有氧化性
有弱氧化性
C+ CO22CO
与水反应
不能和水反应
能和水反应
H2O+CO2H2CO3
与石灰水反应
不能和石灰水反应
能反应
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
用途
燃料、冶炼金属
灭火、制冷剂、化工原料、温室肥料
典例1 如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。其中A为黑色单质，D为红色单质，B、C是组成元素相同的两种气态化合物。“→”表示物质间的转化关系（部分反应物、生成物及反应条件已省略）。请回答：
（1）C的化学式是 ___________。
（2）B的一种用途___________。
（3）A→D反应的化学方程式是___________。
【解析】A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。其中A为黑色单质， B、C是组成元素相同的两种气态化合物。所以A为碳。碳不完全反应后生成一氧化碳，完全燃烧后生成二氧化碳；B为一氧化碳，燃烧生成二氧化碳，C为二氧化碳；碳和一氧化碳都是还原剂，能将金属氧化物还原成金属单质，D为红色单质，D为铜。氧化铜和碳高温下反应生成铜和二氧化碳，反应方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑。
【答案】（1）CO2
（2）作燃料（或冶炼金属或作还原剂）
（3）C+2CuO2Cu+CO2↑
典例2 （2019·杭州）如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
【解析】A、装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于冷凝水的排出，防止试管炸裂，错误；B、在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气，以防爆炸，正确；C、待药品完全反应后，需先撤去酒精灯，再撤去通氢气的导管，以防铜重新被氧化，错误；D、该实验装置不可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验，一氧化碳有毒，故D错误。
点睛：加热或点燃可燃性气体之前，必须验纯，或排净装置内的空气。
【答案】B
基础训练
1．下列气体不会产生温室效应的是
A．甲烷 B．二氧化碳
C．一氧化碳 D．臭氧
2．煤气的主要成分是CO，下列煤气的性质中不是CO的性质的是
A．难溶于水 B．具有可燃性
C．有臭味 D．有毒性
3．区别CO和CO2最简便的方法是
A．测量它们的密度
B．检验它们是否有毒
C．分别通入到水中
D．分别通入到澄清石灰水中
4．（2019·浦东新区二模）对比CO2和CO，描述正确的是
A．分子结构：CO2比CO多一个氧元素
B．物理性质：CO2难溶于水，CO能溶于水
C．化学性质：CO2能与碱溶液反应，CO能跟某些氧化物反应
D．重要用途：CO2可用于灭火，CO可用于光合作用
5．（2019·湖南邵阳县二模）除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，最合理的方法是
A．将混合气体点燃
B．使混合气体通过氢氧化钠溶液
C．使混合气体通过灼热的氧化铜
D．使混合气体通过灼热的焦炭
6．下列关于一氧化碳的说法错误的是
A．一氧化碳易与血红蛋白结合而使人缺氧窒息
B．一氧化碳难溶于水，可用排水法收集
C．一氧化碳具有可燃性，是常用的气体燃料
D．冶金工业常用一氧化碳氧化法得到金属单质
7．（2019·广州增城区综合测试）下列说法正确的是
A．金刚石、石墨和C60都是单质
B．CO2和CO都能燃烧
C．CO2和CO都能与石灰水反应
D．高温时，CO能与C反应生成CO2
能力提升
8．在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生发应，下列叙述正确的是
A．反应产生的气体都有毒
B．反应中都有红色固体生成
C．反应的条件完全相同
D．反应的生成物不同
9．科学研究发现：金星大气层的成分之一是三氧化二碳（C2O3），实验证明三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳的说法中，错误的是
A．C2O3能使澄清石灰水变浑浊
B．C2O3在O2中充分燃烧的产物为CO2
C．C2O3中碳的化合价为＋3价
D．C2O3在一定条件下能还原氧化铁
10．（2019·广东三联）CO是一种无色、无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水，易于血红蛋白结合，具有可燃性。某同学设计下列装置用CO来还原氧化铜。
（1）该同学的设计存在的一处明显缺陷是___________________________。
（2）用改进后的装置进行实验，再点燃A处酒精喷灯之前，必须进行的一项操作是____________（从实验安全角度考虑）。
（3）写出装置A中发生反应的化学方程式：_____________________。
真题练习
11．[2019·广安]下列关于物质的应用及原因分析正确的是
选项
应用
原因分析
A
6000 L氧气可加压装入40 L钢瓶中
氧分子变小了
B
自来水的净化过程中用活性炭除去异味
活性炭具有吸附性
C
一氧化碳与氧化铁反应炼铁
一氧化碳具有氧化性
D
用飞机在云层中撒布干冰，实施人工降雨
干冰升华放热
12．[2019·长沙]燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体，下列关于CO的说法不正确的是
A．CO气体有毒，可危害人体健康
B．CO可用于冶炼金属
C．CO可以燃烧，可作燃料
D．在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒
13．[2019·长沙]某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，提出了如下猜想：
a．可能是二氧化碳； b．可能是一氧化碳。
并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：
Ⅰ．若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；
Ⅱ．若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。
请你分析并回答：
（1）该同学的猜想是否严谨？请你说明理由：_________；____________________________________。
（2）设计一个实验，验证（1）中你的理由。请简述你的实验方案___________________________________________________________________________________________________________________。
（3）该实验装置存在的缺陷是_______________________________________________。
（4）反应结束时，停止实验的操作步骤是___________________________________________________。
（5）实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管①的方法是_______________________________________________________________________________________。
参考答案
基础训练
1．【答案】C
2．【答案】C
【解析】一氧化碳是无色无味，难溶于水的气体，有可燃性，能够燃烧生成二氧化碳；有还原性，能做还原剂还原金属氧化物；能够与血红蛋白结合，使血红蛋白不易结合氧，导致人缺氧窒息甚至死亡，所以一氧化碳是有毒气体。故选C。
3．【答案】D
【解析】区别CO和CO2气体最好的方法就是通入澄清的石灰水，能使澄清的石灰水变浑浊的是CO2气体，没有现象的是CO气体；测量密度方法太复杂，且现象不明显；检验毒性操作起来不方便，通入水中没有明显现象。故选D。
4．【答案】C
【解析】A、分子由原子构成，二氧化碳分子比一氧化碳分子多一个氧原子，错误；B、CO2能溶于水，CO难溶于水，错误；C、CO2能与碱溶液反应，CO具有还原性，能跟某些氧化物反应，如氧化铜，正确；D、CO2不燃烧也不支持燃烧，可用于灭火，CO2是光合作用的原料而不是CO，错误。故选C。
5．【答案】C
【解析】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，错误；B、二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，一氧化碳不能，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，错误；C、一氧化碳与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，正确；D、二氧化碳能与灼热的焦炭反应生成一氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，错误。故选C。
点睛：除杂或提纯，是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质。
6．【答案】D
【解析】A、一氧化碳易与血红蛋白结合而使人缺氧窒息，故A正确；B、一氧化碳难溶于水，可用排水法收集，故B正确；C、一氧化碳具有可燃性，是常用的气体燃料，故C正确；D、冶金工业常用一氧化碳还原法获得金属单质，故D错误。故选D。
7．【答案】A
【解析】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的纯净物，都是碳的单质，正确；B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，一氧化碳具有可燃性，错误；C、二氧化碳可以与澄清石灰水反应，而一氧化碳不能与澄清石灰水反应，错误；D、高温时，CO2能与C反应生成CO，错误。故选A。
能力提升
8．【答案】B
9．【答案】A
【解析】A、由于CO不能与澄清石灰水反应，三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似，可判断C2O3不能与澄清石灰水反应，故选项说法错误；B、由于CO具有可燃性，而三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似，可判断C2O3具有可燃性，充分燃烧的产物为CO2，故选项说法正确；C、氧元素显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（﹣2）×3=0，则x=+3价，故选项说法正确；D、由于CO具有还原性，而三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似，可判断C2O3具有还原性，在一定条件下能还原氧化铁，故选项说法正确。故选A。
10．【答案】（1）没有尾气处理
（2）先通一段时间一氧化碳气体，再加热
（3）CO＋CuOCu＋CO2
【解析】（1）一氧化碳有毒，需要尾气处理。（2）有可燃性气体参与的反应，加热前一定要检验气体的纯度，操作则是先通一氧化碳，将装置内空气排净，在加热，防止爆炸。（3）一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为CO＋CuOCu＋CO2。
真题练习
11．【答案】B
12．【答案】D
【解析】A、CO气体有毒，可危害人体健康，正确；B、CO具有还原性，可用于冶炼金属，正确；C、CO可以燃烧，可作燃料，正确； D、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒，错误。故选D。
13．【答案】（1）不严谨 气体产物可能是 CO和 CO2的混合物
（2）先将混合气体通入澄清石灰水，再通入足量 NaOH溶液，再通过盛装 CuO的硬质玻璃管加热， 观察现象，若 CuO变红则猜想正确
（3）没有尾气处理装置
（4）先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
（5）在试管①中用足量稀盐酸清洗
【解析】（1）据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，所以碳和氧化铜反应后的气体产物还可能是 CO和 CO2的混合物。（2）先将混合气体通入澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊验证二氧化碳，再通入足量 NaOH溶液将二氧化碳吸收，再通过盛装 CuO的硬质玻璃管加热，观察现象，若 CuO变红则证明有一氧化碳。（3）一氧化碳是空气污染物，应添加尾气处理装置。（4）先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易导致水倒流使试管炸裂。（5）试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，是二氧化碳和氢氧化钙反应生成的碳酸钙沉淀，碳酸钙和盐酸反应生成易溶于水的氯化钙，所以在试管①中用足量稀盐酸清洗。

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