课时 06　碳和碳的氧化物 - 副本

TOPICTHREE主题三身边的化学物质课时06

碳和碳的氧化物考点知识梳理1.碳单质的物理性质和用途考点一碳单质(1)金刚石、石墨和C60碳单质金刚石(C)石墨(C)足球烯(C60)结构特征碳原子的排列形状锥形排列层状排列球状排列考点知识梳理碳单质金刚石(C)石墨(C)足球烯(C60)物理性质无色透明、正八面体形状的固体;不导电,熔点高,是天然存在的最

的物质

深灰色有金属光泽而不透明的细鳞片状固体,最

的矿物之一,熔点高,有良好的

性、润滑性

状似足球,常态下不导电用途作玻璃刀、切割大理石、作钻探机钻头、作装饰品作电极、作

、作润滑剂

广泛用于超导催化材料、医学及生物等领域硬软导电铅笔芯考点知识梳理碳单质金刚石(C)石墨(C)足球烯(C60)区别与联系都是由碳元素组成的单质,但由于它们的碳原子

,因此它们的性质存在很大的差异。金刚石和石墨由原子构成,而C60由分子构成

转化与特性石墨在一定条件下可以转化为金刚石,此变化为

排列方式不同化学变化考点知识梳理(2)无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成,但杂质的含量不同。主要有:焦炭、木炭、活性炭、炭黑等。①木炭和活性炭疏松多孔,都具有

性,活性炭的吸附性比木炭的强。木炭可用于食品、工业产品中去除色素、异味;活性炭可用作冰箱的除臭剂、制作防毒面具、制糖业除去色素等。例如,新装修的房间放活性炭的目的是

。

②焦炭主要用于冶金工业;炭黑可用来制造油墨、油漆、染料、增强轮胎耐磨性等。吸附吸附有害气体考点知识梳理2.碳单质的化学性质化学性质用途稳定性在常温下碳的

,所以古代字画能保存很长时间不变色

制墨可燃性①氧气充足

(写化学方程式,下同)

②氧气不充足

燃料还原性①与氧化铜反应

②与氧化铁反应

③与二氧化碳反应

冶炼金属[特别提示]①都必须在高温条件下反应。②夺取氧化物中的氧,发生氧化还原反应。化学性质稳定考点知识梳理1.二氧化碳的性质及用途考点二二氧化碳(1)二氧化碳的物理性质及用途通常情况下,CO2是

、

的气体,密度比空气

,

溶于水。在加压和冷却的情况下,CO2会变成液体、固体。固态二氧化碳叫“

”,它易升华吸热变成二氧化碳气体,可作制冷剂或用于

。

无色无味大能干冰人工降雨考点知识梳理(2)二氧化碳的化学性质及用途化学性质倾倒实验与水反应(并将反应后变红的溶液加热)与碱溶液反应实验装置实验现象下层的蜡烛先

,上层的蜡烛后

紫色石蕊溶液

,加热后溶液由红变

澄清石灰水

,水位都上升,NaOH溶液液面高于石灰水

熄灭熄灭变红紫变浑浊考点知识梳理化学性质倾倒实验与水反应(并将反应后变红的溶液加热)与碱溶液反应实验结论CO2不

也不

,密度比空气

(物理性质)

①CO2能与水反应生成

;②

能使石蕊溶液变

;③碳酸

,受热易分解

通过比较,氢氧化钠溶液吸收CO2的效果

化学方程式

;

;

用途灭火生活中制碳酸饮料检验CO2、鸡蛋的保鲜、用氢氧化钠溶液除去CO2可燃助燃大H2CO3H2CO3红不稳定比氢氧化钙溶液好考点知识梳理2.二氧化碳的实验室制取实验药品大理石(或石灰石)、

反应原理

发生装置甲:安装简单。乙:便于添加液体药品。丙:可控制液体流速。丁:可随时控制反应的发生与停止稀盐酸考点知识梳理收集装置(植物油的作用:可避免CO2与水接触,减小测量误差)操作步骤①连接仪器;②检查装置的气密性;③装入药品(先装大理石,再加入稀盐酸);④收集气体验满方法将

,若观察到

,说明CO2已收集满

检验方法将产生的气体通入

中,若

,则证明收集到的气体是二氧化碳

燃着的木条放在集气瓶口木条熄灭澄清石灰水澄清石灰水变浑浊考点知识梳理[特别提示]①不用粉末状碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾,因为粉末状固体与稀盐酸反应时,接触面积大,反应速率快。②不用浓盐酸与大理石反应的原因:a.反应速率快;b.浓盐酸有挥发性,制取的CO2中混有HCl气体,得到的气体不纯。③不用稀硫酸代替稀盐酸与大理石反应,因为稀硫酸与大理石反应,生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石的表面,阻止了反应的继续进行。考点知识梳理3.二氧化碳的工业制法煅烧石灰石的方法:

。

4.二氧化碳对生活和环境的影响对人体健康的影响二氧化碳无毒,但不能

,在人员密集的地方应注意通风换气;在进入久未开启的菜窖、枯井或深洞之前,必须先做

自然界中的碳(元素)循环供给呼吸灯火试验氧气二氧化碳考点知识梳理温室效应空气中过多的

、

、臭氧、氟利昂等会引起温室效应增强。其缓解措施有:减少使用

,更多地利用清洁

,大力植树造林,严禁乱砍滥伐等

用途气态CO2可作为气体肥料,供给植物的光合作用;固态CO2(干冰)可用于人工降雨,是化工工业的重要原料二氧化碳甲烷化石燃料能源考点知识梳理1.一氧化碳的物理性质通常情况下,CO是一种无色无味的气体,CO密度比空气

,

溶于水,CO2和CO由于

的不同,使得它们的性质有很大的不同。考点三一氧化碳2.一氧化碳的化学性质化学性质概述及化学方程式用途可燃性CO燃烧放热,发出蓝色火焰,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,

作燃料还原性CO夺取金属氧化物中的氧,而发生氧化反应,

冶炼金属毒性CO极易与血液中的血红蛋白结合,造成生物体缺氧,严重时危及生命略小难分子构成考点知识梳理3.一氧化碳与二氧化碳的转化、鉴别与除杂方法涉及化学方程式转化CO转化为CO2①CO燃烧2CO+O22CO2②CO还原氧化铜CO+CuOCu+CO2CO2转化为CO通过灼热碳层

鉴别CO和CO2通过澄清石灰水Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O紫色石蕊溶液CO2+H2OH2CO3通过灼热的氧化铜CO+CuOCu+CO2考点知识梳理方法涉及化学方程式除杂CO混有CO2通过氢氧化钠

通过灼热炭粉CO2+C2COCO2混有CO通过灼热氧化铜CO+CuOCu+CO2考点知识梳理化学方程式网络构建图6-1(答案不唯一,合理即可)①

;

②

;

③

;

④

;

考点知识梳理⑤

;

⑥

;

⑦

;

⑧

;

⑨

;

;

;高频考向探究例1

下列物质的用途与性质的对应关系不正确的是(

)A.石墨作电池电极——导电性B.活性炭用于防毒面具——吸附性C.金刚石作首饰——硬度大D.书写档案时规定使用碳素墨水——常温下碳的化学性质不活泼类型一碳单质C高频考向探究例1实验是进行科学探究的重要方式。某同学设计如图6-2所示实验,探究二氧化碳的有关性质。类型二二氧化碳的性质图6-2高频考向探究请填空:(1)实验1采用了科学探究中的控制变量法,该实验控制的变量是

。

(2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象是

,该反应的化学方程式是

。

(3)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,能观察到第

(填序号)号棉球先变色,通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是

。

高频考向探究[解析](1)实验1中两朵石蕊纸花都与二氧化碳接触,其中一朵纸花同时与水接触,另一朵纸花不与水接触,说明实验控制的变量是水。(2)干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,水与二氧化碳反应会生成碳酸,碳酸使石蕊变为红色。(3)二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中后,由于二氧化碳的密度比空气大,会先向下运动,④号棉球是用石蕊溶液润湿的棉球,会先变红。高频考向探究例3某校化学兴趣小组学习了气体的制取和收集后,对相关知识进行总结,请你一起参与,并完成下面题目内容。类型三二氧化碳的实验室制取图6-3高频考向探究(1)仪器a、b的名称分别为

、

。

(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳发生反应的化学方程式为

;若选用碳酸钠粉末代替石灰石可能导致的后果是

;若实验过程中收集的二氧化碳不纯,分析可能的原因:

(写出一条即可)。

(3)B装置中长颈漏斗要伸入液面下的原因是

;装置B、C都可用来制取二氧化碳,装置C相对于装置B在操作方面的优势是

。

(4)若用E装置收集二氧化碳,则二氧化碳应从

(填“c”或“d”)口通入。

(5)实验室制取二氧化碳有以下主要操作步骤:①连接仪器;②装入大理石,塞紧橡胶塞;③检查装置的气密性;④向长颈漏斗中注入稀盐酸;⑤用向上排空气法收集气体;⑥检验是否收集满气体。正确的操作顺序是

(填序号,每个序号限制使用一次)。

高频考向探究

(6)若用F装置收集CO2,测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是

;植物油上方原有的空气对实验结果

(填“有”或“无”)明显影响。

(7)影响大理石与稀盐酸反应速率的因素有:大理石的种类、盐酸的浓度、温度、大理石的大小等因素。请设计一个实验,探究盐酸的浓度是否对大理石与盐酸反应速率有影响:

。高频考向探究高频考向探究[解析](6)F装置通过测定排出液体体积的方法测定收集二氧化碳的体积,因为二氧化碳溶于水,与水发生反应,所以不能直接排水测定二氧化碳的体积,会使测定结果产生误差(偏小),所以水上方放一层植物油,防止二氧化碳溶于水,且与水发生反应,产生误差;植物油上方原有空气对实验结果无明显影响。高频考向探究变式

某化学兴趣小组同学设计如图6-4所示装置(固定仪器省略),进行CO2的制备和性质探究实验。图6-4实验步骤(1)连接仪器,检查图中装置气密性,然后往图中的各装置中加入药品。①写出装置A中发生反应的化学方程式:

。

②装置B的作用是

。

高频考向探究(2)关闭止水夹K2,打开止水夹K1,利用装置C开始收集CO2。①将装置C中a、b导气管补充完整

(填序号)。

A.a长b短 B.a短b长C.a和b一样长②当装置

(填图中序号)有现象出现,说明装置C中收集满CO2。

(3)集满二氧化碳后,关闭止水夹K1,打开止水夹K2,将注射器D中浓NaOH溶液迅速压入装置C中,观察到的现象是

,

反应的化学方程式为

。实验结论(4)小明同学根据本实验探究和已学过的知识,总结出二氧化碳化学性质的网络图(如图6-5)。写出图中能与二氧化碳发生反应的物质类别:甲

、乙

。反思(5)小红同学认为本实验中存在缺陷,影响实验的严谨:

(写一点)。

图6-5高频考向探究高频考向探究[解析](1)浓硫酸具有吸水性,对二氧化碳进行干燥。(2)二氧化碳密度大于空气,收集时短管进长管出;二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红。(3)NaOH溶液将二氧化碳消耗掉,瓶内压强减小,大气压将烧杯中的液体压入瓶中。(5)CO2可溶于水,无法证明出现的现象是由于CO2与NaOH反应产生,需要做一个对比实验,排除CO2可溶于水的干扰。高频考向探究例4有媒体报道,我国科学家发现“把二氧化碳变成汽油”的高效转化新途径。即通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2直接加氢制取汽油。被同行誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。据此,你认为下列说法不正确的是(

)A.新途径可有效缓解全球温室效应B.此技术可减少对化石燃料的依赖C.该转化过程中没有发生化学变化D.催化剂对转化起着举足轻重作用C高频考向探究例5“归纳与比较”是化学学习的主要方法。下列关于CO2与CO的比较正确的是(

)A.组成:都是由碳和氧两种元素组成,但二氧化碳比一氧化碳多一个氧元素B.性质:都能溶于水,但是CO能燃烧而CO2

不能C.用途:CO2可用于光合作用、灭火等;CO可作气体燃料、冶炼金属等D.危害:都有毒性,CO2还会造成温室效应类型五C、CO2与CO[答案]C[解析]二氧化碳和一氧化碳组成元素相同,但分子结构不同,故二者性质不同。元素只论种类不论个数;CO难溶于水;CO2无毒。考向1

CO与CO2的组成、性质及用途对比高频考向探究例6现有CO和CO2混合气体,采用图6-6所示实验装置可以