资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第6讲碳和碳的氧化物一、考点、热点回顾【复习目标】掌握碳单质、二氧化碳、一氧化碳的主要性质和用途掌握实验室制取二氧化碳的原理和装置以碳单质为例认识物质的多样性。通过理顺碳和碳的氧化物之间的联系,把所学的知识系统化、网络化。培养关注社会和环境的责任感【复习重点】梳理基本知识,形成科学系统;注重提高复习质量和解题效益,培养实验探究的规范意识【复习难点】使学生掌握知识点的归纳方法及探究学习知识方法与规律的应用。【知识要点梳理】知识点一、碳的几种同素异形体金刚石石墨外形无色透明,正八面体形状的固体深灰色,有金属光泽,不透明,细磷片状固体特性天然存在的最硬的物质,不导电最软的矿物之一,有良好的导电性,熔点高,有滑腻感用途刻划玻璃、钻探机的钻头、装饰品铅笔芯、电极、润滑剂2.无定形碳——木炭、活性炭、炭黑、焦炭。木炭和活性炭有吸附性。3、C60——碳单质家族新成员,为足球状,又名“足球烯”。知识点二、碳的氧化物1.二氧化碳(CO2)(1)物理性质:无色无味能溶于水,密度比空气大。-78℃时,凝华成固态干冰。(2)用途:可用于灭火,作致冷剂,常用于人工降雨,制汽水、啤酒等饮料,也可作为气体肥料,促进植物光合作用.(3)化学性质:一般不具可燃性,也不能支持燃烧,不具还原性.无毒,但含量高可使人窒息而亡。?与水反应:原理:CO2+H2O=H2CO3生成的碳酸可以使紫色石蕊试液变红,不是二氧化碳使石蕊变红的。?与石灰水反应:原理:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O现象:石灰水变浑浊;用途:检验二氧化碳的存在。③化学性质稳定且无毒(用途科学实验和工业生产保护气)④不燃烧、不支持燃烧(用途灭火)⑤光合作用原料(用途气体肥料)(4)实验室制法:药品:石灰石(或大理石),稀盐酸原理:CaCO3十2HCl=CaCl2十H2O十CO2↑二氧化碳的制取1、装置:发生装置:(1)选择依据:反应物状态、反应条件。(2)类型:?固液不加热如A;?固固加热如B;(1)选择依据:密度、溶解性、是否发生反应。收集装置:?排水法:条件:不溶于水且不与水反应;(2)类型:优点:收集的气体纯净;缺点:收集的气体不干燥?向上排空气:条件:密度比空气大且不与空气反应。优点:收集的气体干燥;缺点:收集的气体不纯净?向下排空气:条件:密度比空气小且不与空气反应。优点:收集的气体干燥;缺点:收集的气体不纯净(二)实验室制取二氧化碳(1)药品:大理石或石灰石和稀盐酸原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(3)装置:固液不加热,向上排空法,(4)步骤:①连接装置;②检查装置的气密性;③向锥形瓶中加入大理石;④从长颈漏斗加入稀盐酸;⑤收集二氧化碳;⑥验满。?(5)收集法:向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;能溶于水且与水反应,不能用排水法。(6)验满:向上排空气法,用燃着的木条放在,瓶口,木条熄灭则收集满。(7)检验:将气体通入澄清石灰水,若石灰水浑浊,则是二氧化碳。原理:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(8)注意事项:①长颈漏斗的下端要伸到液面以下(防止产生的气体从长颈漏斗口逸出);②锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞(有利于产生的气体排出);③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底(目的:便于排净空气)。(9)药品的选择:①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为(稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面,阻碍反应的继续发生)。②也不用浓盐酸是因为(浓盐酸易挥发,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯)。2.一氧化碳(CO)(1)物理性质:无色无味难溶于水,密度比空气略小。(2)剧毒性:与血红蛋白结合,造成人体缺氧死亡.原理:一氧化碳比氧气更易与血红蛋白结合,又不易分离,导致血红蛋白不能较好携带氧气,造成人体缺氧。(3)还原性:CO+CuOCu+CO2(4)可燃性:2CO+O22CO2(5)用途:作气体燃料及用于冶炼金属。【拓展】知识点三、有机物定义:含碳化合物,如:甲烷、酒精、乙炔、醋酸等。但CO、CO2、碳酸盐等一向被视为无机物,原因是它们的组成、性质和无机化合物相似。酒精、醋酸的化学式及性质:(1)酒精——化学名称:乙醇;化学式:C2H5OH性质:可燃烧:C2H5OH+3O22CO2+3H2O(2)醋酸——化学名称:乙酸;化学式:CH3COOH性质:一元弱酸、其水溶液可使紫色石蕊变红。煤、石油、天然气是世界上三大矿物燃料,必须记住它们的元素组成及用途。【思维导图】【考点考向】项目考点/考向内容考点/考向1碳单质的性质和用途:①活性炭的吸附性②碳单质的性质③碳单质实验探究考点/考向2一氧化碳和二氧化碳:①除去CO2中CO的方法②防止煤气中毒③实验探究题中考查CO2的检验④考查CO2与石灰水反应方程式或CO还原CuO的实验操作⑤框图形式考查CO的用途考点/考向3CO2的实验室制取:①实验室制取原理及化学反应方程式②收集和验证(验满)方法③工业制取二氧化碳考点/考向4碳循环及温室效应:①能产生温室效应的气体有哪些②温室效应的危害及其成因和防止措施【高频疑点】碳单质的性质和用途二氧化碳的化学性质、实验室制取与收集,理解空气中二氧化碳含量过高导致“温室效应”和“低碳生活”。一氧化碳的化学性质,一氧化碳的冶炼铁和毒性原理,是空气污染气体之一。理解何掌握碳及碳的氧化物相互转化。二、典型例题【例1】(2019德州)石墨烯是一种非常优良的纳米材料,由碳元素组成,化学性质和石墨相似,还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是()可作散热材料B.是一种新型化合物C.常温下化学性质稳定D.可作新型电池的电极【答案】B【例2】(2020·湖南衡阳)碳及碳的化合物在日常生活和工农业生产中应用广泛。下列有关说法错误的是()A.古代用墨书写的字画能够保存很长时间而不变色,是因为在常温下碳的化学性质不活泼B.一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成,所以它们的化学性质相同C.扶贫工作组在某村利用沼气(主要成分是甲烷)发电,是将化学能转化为电能D.二氧化碳使湿润的紫色石蕊纸花变红,是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸【答案】B【例3】(2017·重庆A卷)李兵同学编写的化学小报中有如下标题,其中某标题下文章中的主角是一氧化碳,该标题可能是( )A.PM2.5与雾霾天气B.新装修房屋内空气中的杀手C.形成酸雨的罪魁祸首D.燃气热水器安装在居室内的危险【答案】D【例4】(2020·湖南邵阳)下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是( )A.CO和CO2的化学性质不同,是因为分子的构成不同B.金刚石和石墨的物理性质不同,是因为碳原子的构成不同C.清明上河图至今图案清晰可见,是因为常温下碳单质的化学性质稳定D.CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成红色的原因是CO2能和水反应生成酸【答案】B【例5】(2020·四川攀枝花)某学习小组设计如下实验验证CO2的性质。操作步骤:用3个250mL的烧瓶收集满CO2进行实验。如图一所示,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞;一段时间后,同时振荡三个烧瓶。得到如图二所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图。回答下列问题:(1)实验步骤中,曲线1、2、3中导致气压快速变小(如:cd段)的操作是_______________。(2)曲线2对应发生反应的化学方程式为___________________。(3)根据图二所示,可以得出的结论是_____________(填序号)。A.1体积水中溶解CO2的量约为1体积B.CO2能与水发生反应生成碳酸C.CO2能与NaOH溶液发生反应D.40%NaOH溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO2【答案】(1)CO2溶于水造成压强减小,通过振荡烧瓶,增加液体与气体接触,增加溶解度;(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(3)ACD三、课时检测1..(2019天津)下列对实验现象的描述不正确的是( )A.镁条在空气中燃烧,发的耀眼白光B.硫在氧气中燃烧,发用蓝紫色火焰C.蜡烛在空气中燃烧,生成二氧化碳和水D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰【答案】C2.(2020·江苏南京)C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是()A.该物质由C60分子构成B.该物质由60个碳原子构成C.其相对分子质量为720D.C60和C70是两种物质【答案】B3.((2019重庆)下列有关碳及其化合物的说法错误的是()A.CO2的水溶液使石蕊显红色??B.干冰用于人工降雨C.紧闭门窗用木炭烤火易使人中毒??D.金刚石导电性能良好【答案】D4.(2020·江苏淮安)节能减排中“减排”的关键是减少CO2的排放,而“减排”的重要手段是合理利用CO2。科学家利用CO2为原料制取炭黑的流程如图。下列说法不正确的是()A.过程2的变化中太阳能转化为化学能B.过程1和过程2的变化都属于分解反应C.此流程中有炭黑生成,还有氧气生成D.此流程还需要解决炭黑和Fe3O4的分离问题【答案】B5.【2017山东省泰安】CO2是重要的资源,以其为原料可获得下列四种物质.下列说法错误的是( )A.反应①是太阳能转化为化学能B.反应②的实现有利于缓解“白色污染”C.反应③可用来制取氮肥D.反应④获得产品后的剩余液中,溶质只有NaHCO3【答案】D6.(2019长沙)小明在学完“二氧化碳和一氧化碳”后,对有关知识进行了归纳和整理,其中合理的是A.CO2和CO都是由碳元素和氧元素组成B.CO2和CO都有毒C.CO2和CO有可燃性D.CO2和CO都能用于治炼金属【答案】A7.【2018浙江省舟山市】二氧化碳气体既是温室效应的元凶,又是一种潜在的碳资源。实验室里,科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷(一种简单有机物)在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前,以下不是科学家重点考虑的问题是( )A.如何提高催化剂的催化效率B.新型塑料是否可降解C.新型塑料的化学性质是否稳定D.新型塑料生产是否影响碳循环【答案】D8.(2018青岛)某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用下图中的实验装置设计实验,探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用,除杂试剂均足量)。提示:CO+CuOCu+CO2,H2+CuOCu+H2O;无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。(1)若检验气体中是否存在水蒸气,可将该气体通入装置________。(2)将气体依次通过装置________,可检验并除去该气体中的二氧化碳。(3)若检验气体中是否存在一氧化碳,可将该气体依次通过装置________。(4)将气体依次通过装置________,可一次性确定该气体的成分。【答案】(1)④;(2)①②;(3)①②⑤;(4)④①②③⑤①中考过关训练1、【2018湖北省宜昌市】下列有关碳单质的说法错误的是( )A.金刚石是天然存在的最硬的物质B.石墨和C60是由不同种原子构成C.金刚石和石墨的化学性质相似D.活性炭包可放在冰箱中除异味【答案】B2、【2018四川省雅安】金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是( )A.原子种类不同B.原子大小不同C.原子排列方式不同D.原子数目不同【答案】C3、【2016广东省茂名市】下列关于碳和碳的氧化物说法中,正确的是( )A.金刚石和石墨的化学性质有很大差异B.CO和CO2在一定条件下可以相互转化C.CO和CO2都具有还原性D.CO和CO2都能溶于水【答案】B4、【2018山东威海市】石墨烯是一种革命性材料,具有优异的光学、电学和力学特性。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图,图中小球代表碳原子。下列说法正确的是()①石墨烯是一种新型化合物②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质④石墨烯有超强的导电性和导热性,说明石墨烯的化学性质和金属相似①④B.②③C.①③D.②③④【答案】D5、【2016山东泰安】实验室制取CO2的有关操作如下图,不正确的是( )A.检查气密性B.制气C.收集D.验满【答案】B6、【2017浙江省台州市】下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是()紫色石蕊变红色B.石灰水变浑浊C.蜡烛熄灭D.杠杆左高有低【答案】D7、【2018山东省泰安】实验室制取气体选择收集方法时,下列气体性质不需考虑的是A.密度B.可燃性C.溶解性D.能否与水反应【答案】A8、【2018浙江省湖州】如图所示的装置有很多用途,下列使用方法不正确的是( )A.排水法收集氧气时,由a口进气B.排空气法收集氢气时,由b口进气C.排水法收集氢气时,由b口进气D.排空气法收集二氧化碳时,由a口进气【答案】A9、【2016重庆市B卷】实验室制取干燥的CO2气体,不会用到的装置是(???)AB CD【答案】A10、(2019宜昌)为探究二氧化碳能否和水反应,用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红,实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是( )A.实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红B.实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红C.实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质【答案】D11、【2018山东省威海市】以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,有关说法错误的是()A.实验室用双氧水制取氧气,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②B.实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③,气体从导管b进入C.实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④,气体从导管a进入D.实验室收集的氧气和二氧化碳,均可如图⑤临时存放【答案】B12、(2019攀枝花)关于下列装置使用的说法,正确的是()A.用甲装置制取氧气B.用乙装置制取二氧化碳C.用丙装置收集氢气D.用丁装置收集氧气【答案】BD13、【2017重庆市A卷】工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是( )A.COB.Fe2O3C.CO2D.Fe【答案】B14、【2018安徽省】为实现二氧化碳的绿色利用,科学家用固碳酶作催化剂设计了如下转化过程。下列有关说法正确的是A.反应①的化学方程式为CO2+C=COB.固碳酶在反应前后化学性质发生变化C.X的化学式为CH2D.该过程实现了无机物向有机物的转化【答案】D15、【2016广西贺州市】下列不属于二氧化碳用途的是( )A.供给呼吸B.用于灭火C.用作气体肥料D.生产碳酸饮料【答案】A16、【2018湖南省长沙市】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【答案】D17、【2017山东省泰安】CO2是重要的资源,以其为原料可获得下列四种物质.下列说法错误的是( )A.反应①是太阳能转化为化学能B.反应②的实现有利于缓解“白色污染”C.反应③可用来制取氮肥D.反应④获得产品后的剩余液中,溶质只有NaHCO3【答案】D18、【2018浙江省舟山市】二氧化碳气体既是温室效应的元凶,又是一种潜在的碳资源。实验室里,科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷(一种简单有机物)在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前,以下不是科学家重点考虑的问题是( )A.如何提高催化剂的催化效率B.新型塑料是否可降解C.新型塑料的化学性质是否稳定D.新型塑料生产是否影响碳循环【答案】D19(2020·江苏淮安)实验创新可以使现象更明显,操作更简便。Y型管的使用能增强实验的对比性,增添实验的趣味性。某化学兴趣小组同学利用Y型管设计了以下三个实验进行探究活动,请回答下列问题。(1)据图1所示实验,其设计的目的是_____________。一段时间后,观察到Y型管右侧湿润的蓝色石蕊试纸变红,写出发生反应的化学方程式_____________。(2)图2所示实验中,一段时间后,缓慢倾斜Y型管,将右侧的稀硫酸部分倒入左侧,依据_________(填实验现象),可得出结论:Zn的金属活动性比Cu强。(3)图3所示实验中,根据Y型管左右两侧现象对比,可得到的实验结论是_____________。该实验中,Y型管顶端气球的主要作用是_____________。【答案】(1)对比,CO2+H2O=H2CO3;(2)是否产生气泡,气球膨胀;(3)燃烧条件之一是温度需要达到着火点,防止红磷燃烧产生的五氧化二磷污染空气。20、(2020巴中)如图所示进行碳的氧化物的性质实验,请回答下列问题。(1)甲处的实验现象为_________,发生的化学反应方程式为_______。(2)乙装置的作用是防止液体倒吸,丙装置的作用是_______,发生的化学反应方程式为____。【答案】黑色固体变红,CO+CuOCu+CO2;(2)收集(或吸收)CO2,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O21、【2018湖南省长沙市】在实验桌上有如下几种气体发生装置和收集装置。请你参与实验并回答问题:(1)写出标号①的仪器名称:____________________;(2)实验室制取二氧化碳气体的发生装置为:_______(填字母)(3)用C装置收集二氧化碳,其验满的方法是。【答案】(1)铁架台;(2)B;(3)将燃着的木条放在C的瓶口,木条熄灭,则证明已收集满22、(2020巴中)根据家庭小实验,回答下列问题。(1)厨房中白醋和料酒的标签已模糊不清,不通过品尝,可以用_______的方法就能快速区分开来。(2)如图所示,玻璃杯底固定一支燃着的蜡烛,在蜡烛周围放一些物质,再沿玻璃杯内壁倒入白醋可以使燃着的蜡烛熄灭(白醋未淹没蜡烛),则这种物质可能是_______(选填序号)。①碎鸡蛋壳②纯碱③白糖④食盐【答案】(1)闻气味;(2)①或②23、(2020·湖北鄂州)如图所示是实验室制取几种常见气体的发生装置和收集装置,请回答下列问题:(1)写出仪器①的名称________。(2)实验室用纯净物来制取较纯净的O2,选用的发生装置和收集装置的组合是______(填字母);该反应的化学方程式是_________________。(3)实验室若用上述装置来制取二氧化碳并验满,验满方法是:用燃着的木条放在集气瓶口,观察到木条________,说明瓶中气体已经收集满。【答案】(1)铁架台;(2)AE,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(3)熄灭24、【2018湖北省荆州】根据图回答问题。(1)仪器x的名称是 。(2)实验室制取氧气、二氧化碳和氢气都可以选用 。(填字母序号)作为发生装置;收集二氧化碳选用D装置的原因是 。(3)如图G装置可用于气体的收集、检验、除杂等,用该装置能完成的实验是 (填字母序号)。A.气体从b端通入,收集氢气B.瓶内装满水,氧气从a端通入,收集氧气C.瓶内装有澄清石灰水,气体从a端通入,检验氧气中是否混有二氧化碳D.瓶内装有浓硫酸,气体从b端通入,吸收氢气中混有的水蒸气【答案】(1)集气瓶;(2)A,二氧化碳密度比空气大,能溶于水;(3)AC。25、【2018安徽省】下图是实验室中常见装置,回答下列问题。查阅资料:常温下,CO2难溶于饱和NaHCO3溶液。(1)仪器X的名称是_______。(2)实验室制取应CO2选用的发生装置是_______(填字母序号)反应的化学方程式是_______________,该反应属于__________(填反应类型)。(3)常温下,下列收集CO2的方法中不可行的是____________(填字母序号)。a.向上排空气法b.向下排空气法c.排饱和NaHCO3溶液法(4)某同学进行图D所示的操作时,观察到高的蜡烛先熄灭,其原因可能是_____________________。【答案】(1)长颈漏斗;(2)A,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,复分解反应;(3)b;(4)瓶口没有玻璃片遮挡,导致CO2先接触上面的蜡烛。26、(2019上海)实验室制备并收集二氧化碳。①选用药品。按左下表进行实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如右下图所示:图中丙对应实验(选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳,相应的化学方程式是(10);不用甲对应的药品,理由是(11)。②搭建装置。组装简易启普发生器,应选用(12)(选填编号)。③收集二氧化碳。用右图装置收集时,空气从(13)(选填“x”或“y”)端排出。④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式。(14)【答案】①I,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;②反应太剧烈,不利于收集CO2。Bcfg③y;④Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(2019兰州)空气是人类赖以生存的宝贵资源。(1)空气的用途:焊接金属时常用作保护气的是_______(填化学式)。(2)空气的成分:老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术,测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。①t2时打开止水夹,最终集气瓶中水平面大约上升至刻度_______处。②结合曲线,解释AB段气体压强变化的原因是_______。(3)空气的保护:图丙是某地PM2.5来源分布图。据此,下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是_______。A.减少汽车的保有量B.用风能与太阳能发电替代燃煤发电C.减少工业生产中二氧化碳的排放【答案】(1)N2;(2)①1,②装置气密性不好;(3)C。物理性质碳和碳的氧化物二氧化碳化学性质C60石墨碳的氧化物碳单质用途制取金刚石化学性质自然界中的碳循环木炭、活性炭(主要成分为碳单质)还原性可燃性稳定性一氧化碳温室效应与低碳生活物理性质化学性质用途第2题图21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览