第六单元碳和碳的氧化物学案(一)

1、 勤奋，博学，笃志，感恩！第六单元 碳和碳的氧化物学案（一）知识网络：1、 通过分子原子的微观理论对碳的几种单质在不同原子构成上的用途差异，再次强调：物质结构决定性质；性质决定用途的知识线条。2、二氧化碳的实验室制法（1）药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸。（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O。（3）实验装置：类似于制氢气的装置，因为实验室制取CO2是常温下用固体和液体反应制得的。（4）收集方法：因为CO2能溶于水，不能用排水法收集；CO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集。（5）检验方法：验证：把制得的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明这种无色气体是C

2、O2。验满：把燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明瓶内已充满CO2。 （6）注意：实验室制取CO2不能用碳酸钠代替大理石（或石灰石），原因是反应速率太快，不宜收集；不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，使收集的CO2气体中混有较多氯化氢气体；也不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石（或石灰石）表面，阻止反应续续进行。 3、实验室制取气体的总结（实验装置的变式）（1）实验室制取气体的一般思路：若要制取气体，首先研究生成该气体的化学反应原理，就是要研究在实验条件下（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；第二，需要研究制取这种气

3、体所采用的实验装置；第三，需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。（2）气体发生装置：选择发生装置的原理：根据反应物的状态和反应条件。常用发生装置：a.固体或固体混合物在加热条件下制取气体。b.固体与液体反应不需加热制取气体。（3）气体收集方法：气体的收集方法取决于所制气体的溶解性和密度等，常见的方法有：排水法：凡是不易溶于水（难溶、微溶）且不与水发生化学反应的气体都可用此法。 1、 金刚石、石墨和C60的物理性质及主要用途复习：在前面学习过的一道试题：测得某物质中，只含一种元素，该物质：A、一定是一种单质 B、一定是化合物 C、一定是纯净物 D、可能是纯净物，也可能是混合物2、

4、无定形炭：主要 、 、 、 、有四种。它们的结构主要是由 和 构成，属于 。（1）木炭、活性炭：由于具有 的结构，因此具有 能力。（2）活性炭：吸附一些食品和工业产品里的色素或有异味的物质，其中 的吸附能（3）焦炭用于 。（4）炭黑用于 。气体或溶液里的物质被吸附到固体表面的作用叫吸附作用，它属于物理变化。木炭和活性炭都有吸附性，因为它们都具有疏松多孔的结构而形成很大的表面积，表面积愈大，吸附能力愈强。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到的，它具有更大的表面积，因此，活性炭的吸附能力比木炭更强。思考：结合金刚石、石墨、木炭的性质和用途，分析一下物质的用途、性质以及结构间有什么关（1）石墨转化为

5、金刚石属于什么变化？（2）科学家还在不断研究碳的单质，利用碳的单质的各种不同的性质，前面分析的都是它的物理性质，哪么它们的化学性质是否也不一样呢？一、碳的单质：1、金刚石、石墨和C60金刚石石墨C60外观C60 分子由60个碳原子构成的分子，（分子）形式足球，这种分子很稳定，它应用于材料科学、超导体等方面。硬度导电性润滑性用途结构思考：在碳元素形成的三种单质中，它们的物理性质差异很大，这是由什么来决定的呢？ 结论：因碳原子排列结构不同决定了碳单质的物理性质差异很大，用途也就差异很大；因其碳元素组成相同决定化学性质相似。对应练习：（基础部分）1、对于化学式为C60的新物质，与此有关的下列说法中：

6、 它的1个分子含60个碳原子 它是一种新型化合物 它是一种混合物 它是一种单质，正确的是：A B C D2、最近科学家确认，存在着一种具有空心、且类似于足球结构的分子N60，这一发现将开辟世界能源的新领域，它可能成为一种最好的火箭燃料。下列关于N60的说法不正确的是：AN60中氮元素的化合价为0 BN60的相对分子质量是840 CN60和N2都是氮元素的单质 DN60这种物质是由氮原子构成的3、（2012.重庆市） 竹炭制品深受消费者欢迎，竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是 A. 黑色固体 B. 易溶于水 C. 有吸附性 D. 能够燃烧4、（2013.日照市）科学家成

7、功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料，如图所示。下列有关石墨片说法错误的是（ ）A石墨片是一种单质    B石墨片与C60是同种物质，具有导电性C在一定条件下，石墨片可还原氧化铜 D石墨片在氧气中完全燃烧的产物是CO25、（2013.兰州市） 2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料“碳海绵”。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”的说法中不正确的是 （ ）A. 常温下化学性质活泼 B. 具有吸附性C. 在一定条件下可还原氧化铜 D.

8、在氧气中完全燃烧的产物是CO26、（2013.北京市）碳元素是组成许多物质的基本元素。 （1）下列含碳元素的物质中，属于有机物的是 （填字母序号）。 A碳酸钙 B乙醇（C2H5OH ） C二氧化碳 （2）化石燃料主要包括煤、 和天然气，它们都含有碳元素，其中天然气的主要成分是 （写化学式）。 （3）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（ MnCO3），其中锰元素的化合价 。 （4）在 440和高压条件下，金属钠与二氧化碳反应能生成金刚石（C）和碳酸钠，该反应的化学方程式为 。 （5）“碳海绵”是已知最轻的固体材料（如下图所示），由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的

9、吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是 （填字母序号）。 A具有吸附性 B可重复使用 C可处理海上石油泄漏 7、（2013.大连市）物质的用途与其性质密切相关。 （1）医疗急救时需要氧气，是因为氧气能 。（2）用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间不变色的原因是 。（3）图书资料着火时，可用二氧化碳灭火，是因为二氧化碳 、 变式练习：1、（2011年湖北襄阳，15题）金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ）A它们是同一种物质 B它们碳原子的排列方式不同C它们的化学性质不同 D它们的物理性质相同2、（2012年广东，10题）下列做

10、法合理的是A.电视机着火用水扑灭 B.随意丢弃废旧电池C.草木灰与铵态氮肥混合使用 D.用活性炭除去冰箱的异味3、(2011年浙江绍兴，3题)2010年诺贝尔物理学奖授予英国科学家海姆和诺活肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究，石墨烯是从石墨材料中剥离制得的，与金刚石、石墨一样，都只有碳元累组成。如图是金刚石、石墨、C60和石墨烯的微观结构示意图。下列说法错误的是（ ）A它们都是单质 B一个C60分子由60个碳原子构成C它们的结构中碳原子的排列方式都相同 D它们在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳4、（2012年湖南邵阳，10题）石墨烯是新发现的二维空间材料，它是石墨制成的新型碳单质，金刚

11、石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如下所示，下列关于这四种物质的说法中正确的是A 都是黑色固体 B 都质软可作润滑剂C 碳原子排列方式都相同 D 在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳5、（2011年湖南邵阳，18题）低碳生活，从我做起。下列做法不符合低碳生活理念的是A 拒绝使用一次性木筷 B 出门随手关灯C 废旧书籍做焚烧处理 D 草稿纸双面使用6、已知纳米材料是指粒子直径在1100nm的材料。美国IBM 制造出了第一批纳米碳管晶体管，发明了利用电子的波性为传递信息的“导线”。下列有关纳米碳管的说法正确的是 纳米碳管是一种新型的高分子化合物纳米碳管的化学性质活泼纳米碳管导电属于化学变化纳米碳管、金

12、刚石、石墨、60的构成相同7、某物质在氧气在燃烧后，产物只有水和二氧化碳，则该物质的组成中 A一定只含C、H元素 B一定含C、H元素，可能含O元素C一定含C，可能含H D一定含C、H、O元素8、重要文件资料需长期保存，书写时最好使用 A铅笔 B蓝墨水笔 C碳素墨水笔 D圆珠笔9、下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是A.它们都是电的良导体 B.石墨质软，可作铅笔芯 C.C60是一种新型的单质 D.金刚石硬度大，可切割大理石10、（2012怀化市）下列说法不正确的是A利用木炭的还原性由CuO冶炼铜 B天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石C利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味 D利用石墨

13、的导电性制造石墨电极新 课 标 11、（2012宜宾市）下列关于碳单质的说法中正确的是 AC60的相对分子质量为720 B金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同C木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来D石墨很软，不能用于制石墨电极12、(2012佛山市)碳在地壳中的含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广。 根据所学知识回答： （1）图为碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数为 ，常温下碳的化学性质 ，（填“活泼”或“不活泼”）。 （2）图、对应三种碳单质：图单质的名称是 ，图单质的名称是 ，图单质的化学式是 。 （3）C为+4价，Cl为-1价，由C和Cl组成的化合物的化学

14、式为 +624二、碳的化学性质：1、常温下，碳的化学性质 。碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼。随着温度的升高，碳的活动性增强，能与一些物质发生反应。思考：古代用墨汁书写的字画经历千百年都不变色，重要文件要用炭素墨水书写，木桩埋入地下时要先用火烤焦，这是为什么？为什么碳在常温下性质不活泼？2、较高温度或高温下，碳的化学性质 。（1）可燃性：（可以在老师的指导下进行简单书写化学方程式） 氧气充足： 氧气不充足： 思考：碳燃烧的两种情况在生活中均有发生，你认为碳或含碳元素的燃料在燃烧时应怎么燃烧？说出你的理由。广泛推出;是否所有含碳的燃料在燃烧

15、时情况不同都有这样的不同的产物产物？含碳元素的燃料在燃烧时如果不充分燃烧，会产生一氧化碳，而一氧化碳有毒并污染空气，因此我们应该注意让燃料充分燃烧。（2）还原性： 实验如下图：现象：黑色粉末逐渐变成红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊化学方程式：碳还原氧化铜: 分析：酒精灯加网罩的目的是什么？澄清石灰水的作用是什么？反应结束应怎样操作？判断反应已经开始发生的现象是什么？b.碳还原二氧化碳：。对应练习：（基础部分）1、（2011年湖南怀化，11题）齐白石最大尺幅黑白作品松柏高立图·篆书四言联，与2011年5月22日以4、255亿人民币拍出，其画用墨汁的主要成分为炭黑，它能使画很长时间

16、不褪色，这是因为墨汁中的炭黑具有A可燃性 B还原性 C稳定性（常温下不易发生化学反应） D吸附性2、纳米管被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1纳米=10-9米）的空心管。下列说法错误的是 A纳米管是一种新型有机化合物 B纳米管在常温下化学性质稳定C纳米管如完全燃烧，则生成物为二氧化碳 D纳米管管道多，表面积大，吸附能力强3、下列对一些事实的解释错误的是事 实解释 A书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定B石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电 C焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性 D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附

17、性4、炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品（如右图），其主要成分是木炭。下列说法中错误的是A.炭雕作为艺术品可以长久保存 B.炭雕能吸附室内微量的有害气体C.摆放炭雕必须远离火种 D.将炭雕的下脚料研成粉末，与氧化铜粉末共热，不能发生反应5、（10成都1）世博“零碳馆”是中国第一座零碳排放的公共建筑。“零碳”中的“碳”主要指ACO BCO2 CCH4 DC实验探究：（这是2011年成都的中考压轴题，考点就是碳单质的还原性的考核，在老师的带领下仔细阅读，在领悟的基础上对实验探究有进一步的认识）本节的难点，重点题型例：木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图I实验介绍这一知识。（1

18、）木炭与氧化铜反应的化学方程式是： _ _； （2）木炭呈块状，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用。这样处理的目的是_。（3）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用时_ _。（4）为了提高成功率，某研究小组设计如图方案进行实验。【装置改进】稳定的高温时本实验成果的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图装置将卧式装置改为直立式装置。实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯是外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？_（填“是”或“否”）；理由是_ _；【实验研究】分别称取2g木炭与CuO的混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：总质量相同（2g）但木炭与CuO比

19、例不同的实验对比表比例1:61:71:81:91:101:111:121:13加热时间1511431571511511534实验现象红热，产生大量气泡，石灰水变浑浊偶尔红热，气泡较少实验结果表层铜珠较大，出现未完全反应的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多反应较完全，生成亮红色网状铜块部分生成Cu2O主要产物是Cu2O由实验数据分析，影响实验的另一因素是_；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是_；【讨论交流】由于试管中有空气，实验时应注意： 混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，目的是_； 不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据。因为试管中还可能发生反应：_ _（写化学方程式

20、）【提出问题】关于影响该实验的因素，你认为还可进一步探究的问题 _。思维提高：例：（2012.南京）下图所示的甲、乙两装置都可以用来进行木炭还原氧化铜的实验，小明同学选用甲装置来进行实验：甲乙（1）在实验过程中，W形管的左边能观察到的现象是黑色粉末变为 色。（2）小明观察到W形管右边的澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是 。（3）实验过程中，小明发现W管右端的气球鼓起来了，实验结束冷却到室温后，气球依然鼓着，他经过探究发现气球中的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物。小明查阅资料得知：当木炭过量时，木炭和氧化铜在高温时也可以反应产生铜和一氧化碳，该反应的化学方程式为_，该反应中，反应物和生成物中碳

21、元素的化合价分别为 。该实验事实说明，相同的反应物发生化学变化时，因为_不同，可能得到不同的生成物。（4）小天利用装置乙做实验，发现实验结束后，如果先将导气管从澄清石灰水中撤出，新生成的铜会被空气中的氧气氧化而影响观察实验结果，该反应的化学方程式为 ；如果先熄灭酒精喷灯，大试管冷却后会吸入澄清石灰水，导致试管骤冷而炸裂。为此，小天对装置乙进行了改进（如下图所示），你认为正确的是图 。 图A图B（5）甲乙两种装置相比，甲装置的优点之一是_。(6) 实验完成后，小明称得盛装澄清石灰水的试管质量增加了1.1 g,于是，他通过计算后得出：生成的铜的质量为3.2 g。你认为他的计算结果 （答“是”或“否

22、”）一定正确，你的理由是 。2、二氧化碳的实验室制法：进一步了解气体制取装置选择原料：用大理石或石灰石和稀盐酸反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2设计的装置：思考：该实验中应注意的事项有哪能些？气体怎么样才能证明是收集满的？如何验证产生的气体就是二氧化碳？实验室制取二氧化碳又应该按怎样的步骤来操作？小结：实验室制取气体的思路和方法：确定实验室制取气体的原理（原料、化学反应、反应条件）。确定气体的实验室制取装置（发生装置和收集方法）。 确定气体的检验原理和验满方法。 对应练习：1、（2012.兰州市）下列装置常用于实验室制取气体。根据给出的装置回答下列问题：A B C D

23、E F G H（1）指出编号仪器名称： ； 。（2）实验室利用A装置制取氧气，反应原理用化学方程式表示为 。利用C装置收集氧气的最佳时刻是 。用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验后，还需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是 （用化学方程式表示）。（3）制取并收集二氧化碳应选择的装置是 （从AE中选择），使用该套装置制取气体的突出优点是 ，该反应原理用化学方程式表示为 。若改用F装置收集二氧化碳，则气体应从 端进入。制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气，欲使个G、H装置将以上杂质气体除去，则装置正确的连接顺序是：混合气体 （用端口字母表示）。（4）将纯净的二氧化碳气体通入盛有蒸馏水的洗气瓶一段时间后，测得该装置中溶液的pH、 （填“”、“”或“=”）7，对该现象的合理解释为 （用化学方程式表示）。2、（2012佛山市）某学习小组围绕“气体实验室制取”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。 （1）原理分析：实验室制取CO2的化学方程式为 。不用Na2CO3与盐酸反应制取CO2的原因是 。（2）发生装置：图装置中仪器a的名称是 。实验室常用无水醋酸钠固体与碱石灰在加热的情况下制CH4，应选图 （填序号）发生装置。（3）收集装置：实验室收集NH3应采用的方法是 。收集有毒气体SO2时，常采用收集装置，气体应从 （填字母）端通入。（4）实验操作：用KMnO4制取O2的操作过程可概括为“