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课题14 碳和碳的氧化物
【学习目标】
知道金刚石、石墨和几种无定形炭的主要物理性质和用途，掌握碳的化学性质。
2、知道一氧化碳的物理性质，了解一氧化碳的毒性及其对环境的污染，强化环保意识，掌握一氧化碳的化学性质，了解一氧化碳的用途。?
3、了解二氧化碳的物理性质及主要用途，掌握二氧化碳的化学性质，牢记二氧化碳的实验室制法的原理和实验装置，会制取、收集、检验二氧化碳的操作。
课前延伸
1．下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列不同
2. 如图所示有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（ ）
3. 二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红是因为（ ）
A. 二氧化碳使石蕊变红色 B. 石蕊使二氧化碳变红色
C. 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸与石蕊反应使石蕊变红色
D. 石蕊使二氧化碳与水反应生成的碳酸变红色
4. 将干冰放在空气中，其周围就会产生大量的白雾，因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻镜。干冰能产生白雾是因为（ ）
A. 干冰蒸发出大量的水蒸气
B. 干冰蒸发出大量的白色二氧化碳气体
C. 干冰蒸发时吸收大量的热，使周围温度降低，大量的水蒸气凝结成了小液滴
D. 干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
5. 检验久未开启的菜窖内二氧化碳的浓度是否过大的正确方法是（ ）
A. 带入一个盛满澄清石灰水的试管 B. 带入一杯水
C. 带入一个接通电源的手电 D. 带入一盏点燃的油灯或木柴
6. 下列气体与温室效应无关的是（ ）
①二氧化碳 ②臭氧 ③甲烷 ④氟氯代烷 ⑤氮气 ⑥氧气
A. ①② B. ③④ C. ⑤⑥ D. ①④
7. CO和CO2化学性质不同的主要原因是由于（ ）
A. 比空气重 B. 分子构成不同 C. 难溶于水 D. 用途不同
8. 煤气的主要成分是CO，对煤气的下列叙述中，与CO性质无关的是（ ）
A. 煤气有毒 B. 煤气可燃 C. 煤气有刺激性气味 D. 煤气有还原性
9. 下列反应均能产生二氧化碳，能用于实验室制取二氧化碳的是（ ）
A. 木炭在空气中燃烧 B. 利用碳酸钠与稀硫酸反应
C. 大理石和稀盐酸反应 D. 燃烧石灰石
10. 下列关于二氧化碳和一氧化碳的收集方法的说法正确的是（ ）
A. 都能用向上排气法 B. 都能用排水法
C. 二氧化碳只能用向上排空气法，一氧化碳只能用排水集气法
D. 二氧化碳只能用向上排空气法，一氧化碳只能用向下排空气法
11. 木炭、一氧化碳分别与黑色氧化铜粉末反应时，下列叙述正确的是( )
①反应都需要加热或高温 ②都有红色物质生成
A.① B.② C.①② D.都不对
12下列物质中，既有可燃性又有还原性的单质是（ ）
A. CO　　 B. O2　　 C. C　 　D. CO2
13.无色气体A的密度比空气大，不能燃烧，A溶于水生成B，B能使石蕊试液变红，B很不稳定，很容易分解成A和C；A与灼热的黑色固体D反应，可以生成无色气体E；E燃烧时火焰为蓝色，燃烧后生成A；A通入澄清石灰水中，可使石灰水变浑浊，静置后出现白色沉淀F。根据上述实验，判断各物质的化学式：
A__________，B__________，C__________，D_________，E__________，F_________。
14. 实验题。如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置图。
（1）先通入一氧化碳，过一会儿再给氧化铜加热的原因是____________________________。
（2）根据实验事实填写下表：
观察到的现象 所发生现象的化学方程式
A处（CuO处）
B处（澄清石灰水中）
C处
15.现有两瓶无色气体—CO和CO2，你有几种方法把它们区别开来？
课内探究
导入新课
碳和碳的氧化物是初中化学里比较重要的一部分，含碳的化合物也是最多的。今天来复习有关这些性质。
课堂探究
知识网络：
探究一：
一、碳的几种单质
1、金刚石（C）是自然界中最 的物质，可用于制 、 、 等。
2、石墨（C）是最 的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是： 。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是： 。
3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有强烈的 （具有 结构），焦炭用于炼钢，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1、常温下的稳定性强：举例
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2
不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：
3、还原性： （ 反应）应用：
现象： ， 。
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）
（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：
反应物是 ，需 ，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
反应物是 与 ，不需要 ，制气体时则用制CO2的发生装置。
（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：
难溶于水用排水法收集 CO只能用
密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用 排空气法
密度比空气小用向下排空气法
2、二氧化碳的实验室制法
1）原理：用石灰石和稀盐酸反应：
2) 选用和制氢气相同的发生装置
3）气体收集方法：向上排空气法
4）验证方法： ，则是二氧化碳。
验满方法： ，证明已集满二氧化碳气体。
3、二氧化碳的工业制法：
煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2
四、二氧化碳的性质
1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----
2、化学性质:
1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸
2)与水反应生成碳酸： 生成的 能使紫色的石蕊试液变红，
H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解
3)能使澄清的石灰水变浑浊： 。 本反应用于检验二氧化碳。
4）与灼热的碳反应：
（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂）
3、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑）
既利用其物理性质，又利用其化学性质
干冰用于人工降雨、制冷剂 温室肥料
4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起 。
五、一氧化碳
1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水
2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。
3、化学性质: （H2、CO、C具有相似的化学性质：① ② ）
1）可燃性： （可燃性气体点燃前一定要 ）
H2和O2的燃烧火焰是：发出 的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是：发出 的火焰。
CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。
鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：检验燃烧产物（不可根据火焰颜色）
（水煤气：H2与CO 的混合气体 C + H2O高温 H2 + CO）
2）还原性： （非置换反应） 应用：冶金工业
现象： ， 。
Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
（现象： ， 。）
除杂：CO[CO2] 通入氢氧化钠溶液：
CO2[CO] 通过灼热的氧化铜
CaO[CaCO3]只能 （不可加盐酸）
注意：检验CaO是否含CaCO3加 ：
（CO32-的检验：先加 ，然后 。）
反馈训练
1．2002年底某省考古专家对“泗水王陵”进行保护性挖掘，在考古过程中发现在棺室外围的土层中有厚厚的一层一千多年前的木炭，这表明木炭具有（ ）
A．可燃性 B．还原性 C．稳定性 D．吸附性
2 . 扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾，不会留下任何痕迹，也不会使物品损坏，下列灭火器中最适宜的是（ ）
A.高压水枪 B.液态二氧化碳灭火器 C.干粉灭火器 D.泡沫灭火器
3. 木炭、氢气、一氧化碳分别跟灼热的氧化铜反应，下列叙述正确的是（ ）
A．反应后都有水生成 B．反应后都有二氧化碳生成
C．反应后都有红色固体生成 D．反应类型均属于置换反应
4. 如图，在一个盛有氢氧化钠溶液的容器中有一支燃着的蜡烛。现用一只杯子将蜡烛罩住，过一会儿，可能发生的现象是 ( )
蜡烛继续燃烧，杯子内液面不变
B．火焰逐渐熄灭，杯子内液面下降
C．火焰逐渐熄灭，杯子内液面上升 D．蜡烛燃烧更旺，杯子内液面上升
5．某同学知道蛋壳的主要成分后，决定送给妈妈一个“无壳蛋”，他在厨房里取来一个鸡蛋和一杯某溶液，将鸡蛋泡在其中，只见鸡蛋的表面产生气泡，两天后就得到了“无壳蛋”。该杯物质是( ) A. 白酒 B. 白醋 C. 酱油 D. 食盐水
6.人吸入空气 ，排出CO2等气体。为了证明人呼出的气体中含有CO2气体且能有效地排除其不来自于空气，某学生课外活动小组设计了如右图所示的实验装置，为了除去空气中的CO2气体和检验人呼出的气体中含有CO2，则锥形瓶Ⅰ，Ⅱ中加入的试剂为( )
瓶Ⅰ 瓶Ⅱ
A KOH NaOH
B NaOH Ca(OH)2
C 稀盐酸 AgNO3
D Na2SO4 BaCl2
7. 下列四瓶气体存放方法正确的是( )
8.检验集气瓶中的CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A.向瓶内倒入澄清石灰水振荡 B.在瓶口闻其气味
C.将带火星的木插入瓶里 D.将燃着的木条放在瓶口
9.实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是（ ）
A.能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关
B.反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行
C.块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D.块状大理石与大理石粉末的组成不同
10．在物质的各大家族中，有一家兄弟多：老大骨头硬，光彩照人，身价百万；老二又软又滑，生活学习都有它；老三似足球，科研工作者喜欢它。(1)举出老大的一种用途 ；(2)请你猜出老三是 。
11．聪聪同学收集了一些家庭装修是废弃的大理石碎片，并设计了如下图所示的装置来制取二氧化碳，该装置能随时控制反应的发生。请回答问题：
（1）大理石放在_________中，装置（a）中的反应的方程式为______ 。
（2）装置（a）中的粗铜丝能否用粗铁丝代替 ，原因可用化学方程式表示 ；
（3）用装置（b）收集二氧化碳，验满时应把燃着的木条放在（选填字母） 处。
12．根据下面所提供的实验装置图，回答问题：
（1）写出带标号仪器的名称①______________________；②________________________。
（2）实验室制取H2和CO2时，都可选用的气体发生装置是_________（填序号，下同）收集O2和CO2时都可选用的装置是_______。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_______________________________。
（4）小冬选用上图中的装置进行CO2的制取，他看到发生装置中有气泡冒出，然后把导气管插入到澄清的石灰水中，未观察到浑浊现象。其原因可能是（写出一条即可）_____________________________________________。
(5)小冬为了探究H2CO3具有酸性，而CO2不具有酸性，他设计了如下实验。请写出将观察到的现象：问：你认为他通过上述实验___________（能、不能）达到实验目的。
（6）工业上可将CO2与氨气合成尿素[CO(NH2)2]，给农作物施用，主要是为了补充 元素。
13．（如图A）下列是实验室常用的仪器：
图A 图B
请回答下列问题：
⑴图A中仪器①的名称是 ，仪器④的名称是 。
⑵实验室用石灰石和盐酸制取二氧化碳的化学方程式： 。
⑶选用上图A所示的仪器组装一套制取二氧化碳的发生装置 (填编号)。
⑷图B为某同学设计并进行的有关CO2性质的探究实验过程筒图。请回答：
①该实验的实验目的是 ；
②该实验得到的结论是 。
14．（1）实验室用大理石与酸制二氧化碳，使用的酸是 （浓盐酸、稀盐酸 、浓硫酸、稀硫酸），其化学方程式为
（2）若设计一种有活塞可以开闭导管的装置，使达到活塞随开随发生CO2 气体，随关随停止出CO2 气体的要求，请从下面仪器中选用一些最起码的仪器以完成这种设计：
①按装置自上而下的安排顺序应选用的仪器是 。
②这套装置能随开随用，随关随停的原因是 。
15．、二氧化碳通入紫色的石蕊试液中，石蕊试液有什么变化？把所得溶液分成两份，一份加热，另一份加入几块活性炭振荡，这两份溶液有什么变化？变化的本质相同吗？
课后提升
1.某班化学课外活动小组的同学设计了一套能验证一氧化碳性质并带有趣味性的实验，效果明显。实验装置如下图所示：
⑴.当打开开关a(同时在尖嘴处放一火源)，通入适量的一氧化碳后，关闭开关a和b，并撤掉火源约10～15 min后，可观察到A中鱼仍然活着，B中蛙死亡，C中正常的深红色血液变成鲜红色。然后打开开关b，同时再在尖嘴导管处点燃。试回答：
① A中结果说明______________________；② B中结果说明_______________________；
③ C中结果说明__________________；④ 在尖嘴导管处点燃的目的是_________________。
⑵.为了防止煤气中毒（CO中毒），工人师傅常在煤气中加入微量的乙硫醇（C2H6S），乙硫醇具有很臭的气味。请回答：为什么常在煤气中加入微量难闻的气体？
__________________________________________________。
⑶.在空气中点燃乙硫醇，会生成水、二氧化碳和二氧化硫，请写出乙硫醇燃烧反应的化学方程式_______________________________________。
⑷.如果晚上在家中闻到这种臭味，首先应做的是( )
A．开灯查看什么地方发生煤气泄漏 B．拨打110电话报警
C．立即关闭煤气阀门，打开门窗 D．立即打开排气扇开关
2. 如图所示，对“高低不同的燃着的蜡烛罩上茶杯后谁先熄灭 ”这一问题，甲、乙两同学有不同的认识：甲同学认为高的蜡烛先熄灭，乙同学认为低的蜡烛先熄灭，谁也说服不了谁，于是他们设计了如图所示的实验来验证自己的猜想。
⑴实验中将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿后，都熄灭了。原因是： 。
⑵甲同学认为高的蜡烛先熄灭，理由是 。
乙同学认为低的蜡烛先熄灭，理由是 。
3.为了研究从长期使用的热水瓶中倒出的片状固体（水垢）的成分，学生进行以下探究：
操 作 现 象 结 论
实验① 水垢变白、变疏松
澄清石灰水变浑浊 水垢分解产物中有 （写化学式）
实验② 固体部分溶解，测得PH约为12 该滤液呈 性
根据上述探究，估计此水垢的成分中含有 （写物质名称）。写出实验①中发生反应的化学方程式： ； 。
碳单质
金刚石
石墨
C60
碳
化学性质
常温下的稳定性
可燃性
完全反应：C＋O2CO2
不完全反应：2C＋O22CO
还原性 C＋2CuO2Cu＋CO2↑
碳的氧化物
一氧化碳
物理性质
化学性质
还原性 CO+CuOCu+CO2
毒性
二氧化碳
物理性质：通常状况，无色无味气体，密度比空气大，能溶于水
化学性质
性质
一般情况下，不燃烧，也不支持燃烧
与水反应：CO2+H2O=H2CO3
与石灰水反应：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
工业制法：CaCO3CaO+CO2↑
制法
实验室制法
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
气体发生装置：固液反应，不加热型
收集方法：向上排空气法
验满方法：燃着的木条放在集气瓶口
检验方法：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊
用途：灭火、工业原料、温室肥料、致冷剂
可燃性
2CO＋O22CO2
澄清石灰水
水垢
滤液
PH
实验①试管中的剩余固体
水

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