山东省广饶县中考化学专题复习身边的化学物质第3讲碳和碳的氧化物.docx

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山东省广饶县中考化学专题复习身边的化学物质第3讲碳和碳的氧化物

第3讲碳和碳的氧化物

考点1碳单质的性质

1.碳单质的物理性质和用途

（1）碳单质有______、______和______。

它们的物理性质存在差异是因为____________。

（2）金刚石、石墨物理性质和用途比较

金刚石

石墨

色、态、形

无色透明正八面体状固体

深灰色细鳞片状固体、有金属光泽

硬度

硬度大

质软

导电性

不导电

导电性好

用途

装饰品、玻璃刀、钻探机钻头

润滑剂、铅笔芯、电极

（3）木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成，它具有______结构，因此它具有较强的吸附能力。

活性炭也具备这个性质，常用于______和______。

C60分子是一种由____________构成的碳分子，它形似足球，这种结构的碳分子很稳定。

它主要应用于材料科学和超导体

等方面的研究。

2.碳单质的化学性质

稳定性

古代用墨书写或绘制的字画不易褪色，是因为常温下，碳的化学性质不活泼

可燃性

①充分燃烧：

________________________

②不充分燃烧：

________________________

说明：

相同反应物在不同条件下反应产物可能不同

还原性

①与CuO反应：

______

______;现象：

____________。

CuO是______；C是______（填“氧化剂”或“还原剂”）

②与CO2反应：

___________________________________

提示：

碳的还原性可用于冶金工业

考点2二氧化碳的性质与用途

1.CO2的物理性质：

通常二氧化碳是一种______、______的气体，密度比空气______，______溶于水。

2.CO2的化学性质

化学性质

化学方程式

说明

一般不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸

与水反应

生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，碳酸不稳定,易分解

能与碱反应

用于检验二氧化碳

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.CO2的用途：

________________________等。

固体二氧化碳叫______，它升华时______，因此可作______。

4.二氧化碳对生活的影响

（1）产生温室效应的气体有：

______、______、甲烷、氟氯代烷等。

（2）防止温室效应的措施：

减少使用化石燃料，______，______，______。

考点3二氧化碳的制取

1.实验室制取气体的思路与方法

（1）实验室制取气体的一般思路：

①首先研究生成该气体的______,②需要研究制取这种气体所采用的______，③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：

①选择发生装置的原理：

根据______和______。

②常用发生装置：

a.固体或固体混合物加热制取气体，如实验室加热高锰酸钾制氧气；b.固体与液体反应不加热制取气体，如实验室制二氧化碳或氢气。

（3）气体收集方法：

①气体收集方法取决于所制的气体的______和______。

②常见的方法：

a.排水法，适用于______的气体；b.排空气法，当气体密度大于空气的密度，即相对分子质量>29,用______法；当气体密度小于空气的密度，即相对分子质量<29，用______。

2.二氧化碳的实验室制取

（1）药品：

______与大理石（或石灰石，主要成分都是______）。

（2）反应原理：

__________________________________________。

3.二氧化碳的工业制取：

工业上常用煅烧________的方法制取CO2，化学方程式为_____________________。

考点4一氧化碳的性质与用途

1.CO的物理性质：

一氧化碳是______、______的气体，其密度比空气______，______溶于水。

2.CO的化学性质

（1）可燃性：

2CO+O2

____________（可燃性气体点燃前一定要检验______）。

现象：

发出______的火焰。

（2）还原性：

CO+CuO

____________（非置换反应）。

应用：

冶金工业。

现象：

黑色的氧化铜逐渐变成______，澄清石灰水变浑浊。

（3）CO的毒性：

煤气中毒即CO中毒，原因是CO很容易跟血液里的血红蛋白相结合，使血红蛋白不能很好地跟氧气结合。

3.CO的用途：

CO用于燃料和冶金工业。

命题点1碳单质的性质

例1（2014·盐城）2013年3月，我国研制出世界上最轻、吸油力最强的固体——碳海绵。

碳海绵由碳元素组成，具有疏松多孔的结构。

下列关于碳海绵的说法不正确的是（）

A.常温下化学性质不活泼B.是一种新型的化合物C.具有较强的吸附性D.可处理海上泄漏的石油

思路点拨:

由于“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，两者均为单质；“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔

的结构，所以具有很强的吸附性；可吸收海上泄露的石油。

碳的不同单质物理性质不同，如金刚石硬度大，木炭和活性炭具有吸附性等；但在常温下化学性质都非常稳定，具有可燃性和还原性。

1．（2015·重庆B）下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是（）

A．碳素墨水B．打印碳粉C．低碳生活D．石墨碳棒

2．（2015·佛山）某同学设计了如下实验装置，进行碳还原性性质验证，对实验进行分析并回答：

（1）检查装置气密性的方法是：

将导管浸入水中，________________________，说明装置气密性良好。

（2）证明碳具有还原性的实验现象是________________________________________。

（3）CuO发生________反应（填“氧化”或“还原”）。

（4）酒精灯加上网罩的作用是________________________。

命题点2　二氧化碳的性质和用途

　（2015·泰安）实验设计是化学实验的重要环节。

请根据下列实验要求回答相关问题：

实验一

实验二

　　【活动与探究】用对比实验方法探究二氧化碳的性质。

（1）实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为_____________________________；对比A瓶与________（填“B”或“C

”）瓶的实验现象，可证明CO2能与NaOH发生反应。

（2）实验二观察到C装置中发生的现象是__________________________________________________，结论是________________________________（用化学方程式表示）。

思路点拨：

（1）由实验一的图示可知，B瓶中的饱和石灰水与二氧化碳反应，生成了碳酸钙沉淀，瓶内溶液变浑浊；要证明CO2能与NaOH发生反应，就要控制变量，对比A、C两瓶，相同的变量为CO2、水，不同的变量：

A瓶中溶有NaOH，C瓶中没有NaOH，两瓶变瘪的程度A＞C，证明CO2与NaOH发生反应。

（2）除去水蒸气，二氧化碳不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色，二氧化碳遇到湿润的蓝色石蕊试纸时，会和其中的水分发生反应生成碳酸，碳酸能使蓝色的石蕊试纸变红。

二氧化碳可以和水发生反应生成碳酸，二氧化碳可以和碱溶液反应生成盐和水。

3．（2015·临沂）通过实验探究可获得较多的化学知识，对如图所示的实验分析错误的是（）

A．两支蜡烛自下而上依次熄灭B．二氧化碳不能燃烧

C．二氧化碳的密度比空气大D．二氧化碳支持燃烧

第3题图　

第4题图

4．（2015·广州）如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是（）

①试管内液面上升　②试管内溶液变红　③试管内液面不上升　④试管内溶液变蓝　⑤试管内溶液不变色

A．①②B．①④C．②③D．③⑤

命题点3　二氧化碳的制取

　（2015·娄底）请结合下列实验装置，回答有关问题：

（1）写出仪器a的名称________。

（2）实验室若用石灰石和稀盐酸制取并收集干燥的二氧化碳，选用的

装置为________（填字母）。

加试剂前，要连接好装置并检查装置的________。

将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液变_______色。

（3）用B装置能否制取氧气？

________（填“能”或“不能”）。

思路点拨：

用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液常温型；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，二氧化碳与水反应生成碳酸。

加试剂前，要连接好装置并检查装置的气密性，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品。

将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。

B装置属于固液常温型，实验室中采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气，也属于固液常温型。

选择发生装置要根据反应物的状态和反应条件，固体和液体常温下制取气体用B装置，固体加热制取气体用A装置；根据气体的密度和溶解性选择收集装置，难溶解的用排水法，密度比空气密度大的用向上排空气法，密度比空气小的用向下排空气法。

5．（2014·重庆A）某班同学在实验室制取二氧化碳，老师观察到了四个同学的如下操作，其中正确的是（）

A．连接仪器　　　　　B．检查气密性C．取用石灰石　　　　　D．验满

6．（2015·宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。

请根据下列仪器和实验装置回答有关问题：

（1）仪器②的名称是________。

（2）用①②③组合可制备CO2，写出实验室用此装置制备CO2的化学方程式_________________________。

（3）收集CO2应选用装置________（填“④”或“⑤”）。

（4）利用图⑥所示装置（集气瓶中预先装满CO2气体）来验证CO2的性质，先加入足量氢氧化钠溶液，观察到的现象是气球________（填“变大”“变小”或“不变”），

反应方程式为______________________________；再加入足量的盐酸，观察到的现象是气球___（填“变大”“变小”或“不变”）。

命题点4　一氧化碳的性质和用途

　CO是一种无色、无味、具有可燃性的有毒气体。

有科学家利用一种复杂的金属复合物研制出新型高灵敏度的CO探测器，它能通过颜色变化来探测空气中是否含有CO。

下列有关说法错误的是（）

A．无色、无味、具有可燃性，都是CO的物理性质

B．CO探测器用于空气质量监测，可以让人们及时了解空气质量状况

C．CO有毒，是因为易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送

D．发现有人CO中毒时，应将病人迅速转移到清新的空气中

思路点拨：

CO通常是一种无色无味的气体，属物理性质，而CO具有可燃性是化学性质；CO探测器可让人们了解排放到空气中CO的多少；CO有毒，易于血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白与O2不能很好地结合。

7．（2015·上海）甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。

实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。

（1）B中反应的化学方程式是__________________________，该反应的还原剂是________。

（2）实验过程中，C中的现象是________________，D处点燃的目的是___________________________。

（3）对该实验的分析正确的是________（选填编号）。

a．实验结束时应先熄灭B处酒精灯

b．C中增加的质量与B中固体减少的质量相等

c．反应开始后通入2.8g一氧化碳可生成6.4g铜

d．反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化

（4）甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是________________________________________________。

8．（2015·安顺）竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。

这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。

某课外活动小组对竹炭进行初步探究。

【提出问题】竹炭中是否含有碳元素？

【猜想与假设】竹炭中含有碳元素。

【查阅资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。

【设计实验】所用装置如图所示。

（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）

（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为__________________________，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。

（2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是________________________。

（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是____________，请你设计解决的方法__________。

（4）小亮认为可以用右图所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为________（填“可以”或“不可以”），原因是________________________________________________________________________。

【结论】竹炭中含有碳元素。

【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化瘀、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是。

A．可除衣领袖口等处的汗渍B．不能除去口中异味C．虫咬、灼伤可消炎止痛

实验　二氧化碳的实验室制法

药品

石灰石（或大理石）和稀盐酸

反应原理

________________________________________

发生装置

收集方法

________________________

验满

将______________________，木条熄灭说明收满

检验气体

将__________________中，看石灰水是否变浑浊

操作步骤

注意事项

①检查装置的气密性；②长颈漏斗的管口要插入液面下；③不能用排水法收集

　　【温馨提示】实验室制取二氧化碳所需要的药品是石灰石（或大理石）和稀盐酸，酸不能为浓盐酸和稀硫酸。

使用浓盐酸会因浓盐酸具有很强挥发性导致制取的CO2气体不纯；使用硫酸，生成的CaSO4微溶于水，附着在大理石表面，使反应停止。

　（2015·济南）如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲

利用其进行下列各探究实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。

按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。

①所选仪器的连接顺序为____________（从左至右填写仪器序号字母）（提示：

挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。

②用石

灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为________________________________________。

③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中，试液显____色。

（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（FexOy）的元素组成比例，并验证反应中气体生成物的性质。

所选仪器按A1→E→C→A2顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右。

①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物（FexOy）试样的质量为ag，实验结束后，继续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却。

这时测量到E处大玻璃管中粉末状固体的质量减少了bg，试推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比值：

＝________（用含a和b的代数式表示，设所发生的反应均完全进行）。

②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中，出现白色浑浊，且溶液质量减小。

试解释溶液质量减小的原因：

________________________________________。

③对于该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是___________________________________。

思路点拨：

在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，首先要选用B装置，制取气体后要先净化再干燥最后收集，所以顺序为B→D→A→G；石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为：

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；二氧化碳的水溶液显酸性，不能使酚酞变色；原来氧化物的质量是ag，减少的质量bg是氧元素的质量，铁元素的质量为（a－b）g，铁元素和氧元素的质量比为：

（a－b）g/bg＝56x/16y，

＝

；由于通入的是二氧化碳，沉淀出来的是碳酸钙，所以出来的物质的质量大于进入的物质的质量，所以溶液质量减少；由于一氧化碳不一定反应完，这样会有一氧化碳排放到空气中造成空气污染，所以要加个尾气处理装置，加一只燃着的酒精灯（或者用气球收集）。

气体的净化与干燥一般要先净化后干燥。

【拓展训练】　乙炔（C2H2）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。

乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC2）与水反应生成。

已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小。

实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，你选择的装置是________（填下列图中装置序号）。

一、选择题

1．（2015·苏州）下列关于二氧化碳的说法错误的是（）

A．二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一

B．大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质

C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色

D．实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳

2．（2015·宜昌）下列物质的用途与性质对应关系错误的是（）

选项

A

B

C

D

用途

金刚石做玻璃刀

石墨做电池电极

不锈钢做水壶

钛合金制造船舶设备

性质

金刚石硬度大

石墨很软

不锈钢有导热性

钛合金抗腐蚀性强

3.（2015·重庆A）我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是（）

A．分子B．原子C．离子D．中子

4．下列有关二氧化碳的说法正确的是（）

A．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变为红色，说明二氧化碳具有酸性

B．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化

C．二氧化碳的过度排放会加剧温室效应，因此应禁止使用化石燃料

D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火试验，是因为二氧化碳有毒

5．（2015·张掖）证明汽水中含有CO2气体，最合理的做法是（）

6．（2015·资阳）下列关于碳及碳的化合物的说法错误的是（）

A．石墨、金刚石、C60的物理性质不同，但都属于碳的不同单质

B．乙烯（X）的燃烧反应为X＋3O2

2H2O＋2CO2，则乙烯的分子式为C2H4

C．含碳的化合物中甲烷、乙醇属于有机物，CO、CO2则属于无机物

D．C6H6（苯）和C2H2（乙炔）中C、H原子个数比相同，但元素质量比不同

二、填空题

7．（2015·宜昌）二氧化碳是一种重要的化学物质。

请写出下列化学方程式：

（1）二氧化碳和水反应________________________；

（2）二氧化碳和澄清的石灰水反应________________________________________；

（3）尿素是一种重要的化学肥料，其化学式为CO（NH2）2。

工业上，可以在高温高压的条件下，以二氧化碳和NH3为原料制得尿素并生成水，化学方程式为____________________________________________。

8．（2015·天津）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素。

其中A为无色气体单质，B、C为氧化物，且B为有毒气体，D是大理石的主要成分。

它们之间的部分转化关系如图所示（图中反应条件及部分反应物、生成物已省略）。

回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：

A__________；D__________。

（2）写出由物质C转化为物质B的化学方程式________________________。

（3）写出物质C与过氧化钠（Na2O2）反应生成碳酸钠和物质A的化学方程式________________________。

三、实验探究题

9．（2015·扬州）一定条件下，CO与MgSO4反应会生成三种氧化物。

某兴趣小组用如下装置探究该反应。

已知SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊；SO2还能与高锰酸钾溶液反应，使高锰酸钾溶液褪色。

（1）仪器a的名称是________。

CaC2O4中C的化合价是________。

（2）装置A中CaC2O4的分解会生成一种气体和一种相对分子质量为100的盐，则A中反应的化学方程式为________________________________。

（3）实验时观察到装置C中紫红色褪去，装置E中溶液变浑浊，则在C和E中反应的气体分别是________________________﹑________________________。

（4）装置B中反应的化学方程式是________________________________________。

装置D的作用是______________________________________________________________________________。

（5）该装置的明显不足之处是_______________________________________________________。

四、计算题

10．（2015·宜昌）实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，现取含碳酸钙80%的石灰石12.5g和94.4g稀盐酸恰好完全反应（石灰石中的杂质不溶于水，也不与稀盐酸反应）。

求：

（1）生成二氧化碳的质量；

（2）恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。

一、选择题

1．（2014·重庆）我们曾经做过以下一组对比实验，该对比实验得出的结论是（）

①CO2密度比空气密度大　②CO2能够与水发生化学反应　③CO2不能使干燥纸花变色　④CO2不支持燃烧

A．①②　　B．②③　　C．③④　　D．①④

2．（2015·眉山）下列关于碳和碳的氧化物知识网络图（图中“→”表示转化关系，“……”表示相互能反应）说法正确的是（）

A．“C……CO2”的反应是放热反应B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应

C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳D．“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证

3．（2015·成都）按如图进行实验，有关说法及分析不正确的是（）

A．烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀B．网罩的作用是集中火焰，提高温度

C．可观察到澄清石灰水变浑浊D．产生的气体一定没有CO

4．（2015·武汉）有关物质之间的

部分转化关系如图所示。

其中“－”表示物质之间能发生化学反应，“→”表示物质之间的转化关系。

下列说法中正确的是（）

A．物质X是一种常见的有机化合物

B．反应②是一定有盐参加反应

C．向Ca（OH）2溶液中加入CaO，所得溶液的溶质质量分数一定增大

D．图