第六讲大赛班碳和碳的氧化物

佛山市有为教育培训中心初三化学秋季大赛班讲义==CaCO3↓+H2O3、重要用途①灭火②工业原料可制纯碱、尿素和汽水③干冰可作致冷剂、可用于人工降雨④温室肥料。四、实验室制CO21、原料：大理石或石灰石、稀盐酸。不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。2、反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑3、发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）4、收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）5、检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。6、验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。7、检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。五、二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3CaO+CO2↑【典型例题】例题1、达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉。天然气的主要成分是甲烷（CH4)，我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。【猜想与假设】：甲CO2H2O；乙COH2O；丙NH3CO2H2O；丁CO2COH2O。你认为同学的猜想是错误的，理由是。【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能"或“否”）。实验中用纯净O2而不用空气的原因是。实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断同学猜想成立。请写出B中澄清石灰水变浑浊、C中红色粉末变成黑色的化学方程式：、。【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是。【对应练习】同学们在帮助老师整理实验室时，从1、2号橱窗中发现了两瓶失去标签的黑色粉末药品，并确定了这两瓶黑色粉末是木炭粉、铁粉、氧化铜、高锰酸钾中的两种。他们继续进行了分析、试验和反思：【查阅资料】CuO、Fe2O3等金属氧化物与酸反应，生成盐和水。（1）分析：小燕同学认为一定不是高锰酸钾，原因是__________________________________；（2）实验一：实验操作①取一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中黑色粉末溶解，溶液颜色变_________此粉末是氧化铜②取另一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中黑色粉末不溶解，没看到气体产生此粉末一定不是铁粉（3）反思：小华同学认为不做实验①，运用逻辑推理的方法也能得出其中之一是氧化铜的结论，原因是：_____________________________________________________；（4）实验二：他们又进行了如下实验：将两种黑色粉末混合加热（实验装置如下图），发现黑色粉末逐渐变_______，澄清石灰水变____________。写出两种黑色粉末发生反应的化学方程式__________________。例题2、（2016春•河南月考）实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳而不能用硫酸的原因是（）A．这两种物质间不能反应B．因为硫酸易挥发，因而产生的气体中混有杂质C．生成了微溶性物质覆盖在石灰石表面，阻止了反应的进一步进行D．反应太剧烈来不及收集例题3、（2016•锦江区模拟）CO2下列的制备装置中，起不到“能控制反应发生和停止”效果的发生装置是（）【课堂练习】1、下列叙述中，主要利用了单质碳在常温下化学性质稳定的是（）①档案材料要用碳素墨水填写②木桩埋入地下的一段预先用火将其表面烤焦③石墨做铅笔芯④古代用墨汁写字绘画⑤石墨粉做耐高温的润滑剂A、①④⑤B、①②④C、②③④D、①③⑤2、炭雕(主要成分木炭)是一种集观赏、与空气净化于一体的工艺品。下列说法错误的是（） A、炭雕是质轻透明的固体 B、炭雕摆放要远离火种 C、炭雕艺术品可以长久保存 D、炭雕能吸附室内微量的甲醛等有害气体3、下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（）A、这四种物质都很软，可作润滑剂B、这四种物质碳原子的排列方式相同C、这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D、这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子4、关于C60的说法正确的是（）A、是一种新型的化合物 B、相对分子质量是720gC、碳的化合价为+4价 D、完全燃烧能生成二氧化碳5、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）。关于“碳海绵”的说法中不正确的是（）A．高温下可还原氧化铜 B．可吸附异味C．是一种化合物 D．在氧气中不完全燃烧的产物是CO6、欲除去Fe3O4粉末中混有的少量炭粉，可采用的方法是A、将混合物隔绝空气加强热B、采用先溶解后过滤混合物C、将H2不断通过灼热的混合物D、在氧气流中加热固体混合物7、二氧化碳中混有一氧化碳杂质，若除去一氧化碳杂质，可将含杂质的气体通过（）

A.石灰水B.灼热的铜 C.灼热的氧化铜D.碳酸钠溶液8、将二氧化碳通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成，若继续通入二氧化碳，白色沉淀完全溶解。其反应的化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（易溶）。当二氧化碳持续不断的通入澄清石灰水中时，沉淀质量的变化符合图中的（）COCO2CO2CO2CO2ABCD9、已知：C+2CuO2Cu+CO2↑．如图表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量y随加热时间的变化趋势，其中纵坐标y表示（）A．固体的质量 B．固体中氧化铜的质量C．二氧化碳的质量 D．固体中铜元素的质量分数10、下列四种物质，有一种在适当条件下，能与其它三种物质反应，该物质是（）A．CuO B．C60 C．Fe2O3 D．O211、用纯净的木炭粉末还原氧化铜粉末时，可以发生如下的反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，C+CuOCu+CO↑．现将2.4g木炭粉还原20g氧化铜粉末，反应物刚好完全反应，则生成的气体产物是（）A．CO、CO2 B．CO C．CO2 D．Cu、CO12、下列图象能正确反应对应变化关系的是（）A．用木炭还原氧化铜 B．电解水C．镁在氧气中燃烧D．等质量、等质量分数的双氧水完全分解13、把二氧化碳、一氧化碳、氢气和氮气混合气体通过石灰水，灼热的氧化铜(假设每个过程中发生的化学反应充分)，冷却后留下的气体是（）

A.氮气B.二氧化碳和氮气 C.一氧化碳和二氧化碳D.氮气和氢气14、木炭、氢气、一氧化碳分别跟足量灼热的氧化铜粉末充分反应，若木炭、氢气、一氧化碳三者质量相同，则下列说法正确的是()A、一氧化碳还原出铜最多B、木炭还原出铜最少BC、氢气还出铜最多D、木炭与一氧化碳还原出铜一样多B15、将一定质量的CO和CO2的混合气体通入足量的石灰水中，充分反应后，生成的沉淀质量恰好等于原混合气体的质量，则原混合气体中CO和CO2的质量比为（）A．14：11 B．11：14 C．7：11 D．11：716、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17、物质的结构决定性质，性质决定用途是学习化学的一条重要思想．请你运用这一思想，结合本学期的化学学习，回答以下问题．（1）元素的化学性质与原子的密切相关．观察图1碳原子和氧原子的原子结构示意图，分析氧气的化学性质比单质碳的化学性质．（填“活泼”或“温度”）（2）金刚石和石墨都是由构成的，金刚石很坚硬而石墨质地较软，其原因是．（3）如图2是某反应的微观示意图，该过程表示的宏观事实是，从微观角度分析该过程中没有发生变化的微粒是，该反应遵守质量守恒定律．18、从微观粒子的角度回答下列问题：（1）石墨与金刚石都是碳元素组成的单质，但物理性质差异较大，原因是不同；（2）H2O与H2O2的组成元素种类相同，但化学性质不同，原因是不同；（3）钠原子和钠离子属于同种元素，但化学性质不同，原因是不同；（4）铁与硫酸铜溶液反应中每个铁原子失去2个电子变成Fe2+，每个铜离子个电子变成铜原子．19、（1）金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（填序号）．①碳原子的排列方式不同②化学性质相似③物理性质相似④是同一种物质⑤完全燃烧都生成二氧化碳⑥都是黑色固体（2）为了降低汽车尾气对空气的污染，可用纳米级的某种氧化物作催化剂，使尾气中的CO与氮氧化物（NOx）反应，转化为空气中含有的两种气体（其中一种为单质），该反应的化学方程式为其中NOx发生了（填“氧化”或“还原”）反应．20、（2015秋•川汇区校级月考）学习碳单质的性质时，某校实验小组的同学为探究碳的化学性质，按如下实验装置对木炭与氧化铜的反应进行实验探究．请你完成下列问题．

（1）实验目的：探究木炭是否具有．

（2）实验用品：仪器：．药品：

（3）实验中酒精灯加网罩的作用是．

（4）实验现象原因分析①②（5）结论：．

（6）碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳．现有碳和氧化铜的混合物20g，高温加热混合物一段时间后，产生4.4g二氧化碳．求混合物中氧化铜的质量分数．21、在一密闭容器中，若盛有6g炽热的炭和24g氧气，充分反应后容器里的气体是；若只盛有8g氧气，则充分反应后容器中的气体是；若充分反应后容器中盛有的气体是CO和CO2，则密闭容器中盛有的氧气的质量范围是。22、将氧化铁和碳粉的混合物在密闭容器中充分灼烧，冷却后打开容器，测得容器中气体并无有毒成分，所剩固体物质的质量是原混合物质量的78%，则原混合物中氧元素的质量分数为．三、实验题23、如图，将几块经过烘烤并冷却后的木炭（或活性炭），投入到盛满红棕色二氧化氮气体的集气瓶中，轻轻摇动，试说明看到的现象：、．其原因是．24、化学课上教师演示了加热炭粉（过量）和氧化铜混合物的实验，课后课外活动小组同学对教师演示中获得的灰红色粉末样品进行实验．实验装置如图所示（图中铁架台等装置已略去，D中盛放的是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水和二氧化碳）．实验主要原理：称取样品粉末Wg，放入C中；D中装入ag药品；反应结束，冷却后，称量D中药品质量为bg．样品中铜的质量分数=。请回答下列问题．①主要实验内容实验主要步骤实验现象有关化学方程式打开A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液．B、E中有气泡对C进行加热．当C中药品充分反应后，关闭A的活塞，停止加热．C+O2CO2②实验讨论装置E中盛放的试剂是，其作用是．按上述实验，得到铜的质量分数不精确，你认为是（填：偏大、偏小、或不能确定），原因是，如果要得到了较正确的结果，对该装置改进的方法是．25、（2016•莱芜）根据下列装置（如图），回答问题．

（1）仪器a的名称为．

（2）检验装置A的气密性操作：先，再把导气管插入水中，用手捂热锥形瓶．

（3）若制取并收集一瓶纯净、干燥的CO2气体，选用装置的连接顺序为．

（4）为研究影响反应放慢的因素，某实验小组用一定浓度、一定体积的盐酸和5g碳酸钙粉末反应，记录实验数据如下表：时间（分钟）

1

2

3

4

5

CO2体积（mL）

50

90.5

110.5