第6单元 碳和碳的氧化物.docx

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第6单元碳和碳的氧化物

第六单元　碳和碳的氧化物

百色五年中考命题规律）

近五年百色中考考情分析

2020年中考预测

年份

考点

题型

题号

分值

　　在本单元中，二氧化碳的性质、制法及用途是历年中考必考的内容，预计2020年百色中考中有关二氧化碳的性质、制法、用途的开放性、综合性题目会有所增加。

特别是运用二氧化碳的性质解释生活中的一些化学现象和分析其用途，根据化学现象分析二氧化碳的性质及对环境保护和农业发展等问题的考查将成为热点；关于单质碳及一氧化碳，今后中考命题会将其他气体或单质和碳与一氧化碳组合，比较其异同点，找出鉴别、分离、除杂的方法。

2019

活性炭、一氧化碳、二氧化碳的性质

填空题

21

（1）（4）、

23

（2）（7）

4

2018

“低碳”与环保、碳单质

选择、填空题

13、21（3）

3

2017

一氧化碳和二氧化碳

选择题

17

2

2016

低碳生活、二氧化碳的性质

填空、简答题

23（6）、

26

（1）

1

2015

碳海绵

简答题

26（5）

1

知识清单）

　金刚石、石墨、C60

1.碳单质的物理性质和用途

金刚石、石墨、C60是常见的碳单质，它们虽然都是由　碳元素　组成，但属于三种　不同的　物质；由于构成它们的碳原子的　排列方式　不同，因此它们的　性质　存在明显差异。

（1）金刚石、石墨、C60的物理性质和用途比较

名称

金刚石

石墨

C60

结构模型

碳原子排

列形状

锥形排列

（正八面体）

层状排列

（细鳞片状）

球状排列

硬度

天然存在的　最硬　的物质

质　软　

导电性

不导电

　良好的　导电性　

常态下不导电

用途

裁玻璃、切割大理石、　钻探机　钻头、装饰品

作电极、

制　铅笔芯　、

作　润滑剂　

可广泛用于超导、催化、材料、医学及生物等领域

特别提醒　①石墨在一定的条件下，可以转化为金刚石，此变化属于化学变化。

②金刚石和石墨都是由碳原子构成的，而C60是由分子构成的，每个C60分子是由60个碳原子构成的。

（2）木炭、活性炭、焦炭、炭黑的主要成分也是碳单质。

①木炭：

具有　疏松多孔　的结构，因此具有吸附能力，可用于吸附　色素　和　异味　。

②活性炭：

也具有　疏松多孔　的结构，吸附能力比木炭　强　，用于　净水　、防毒面具、制糖工业等。

特别提醒　吸附性属于物理性质。

③焦炭：

用煤的干馏制得，用于冶金工业（煤的干馏属于化学变化）。

④炭黑：

常用于制造油墨、油漆、颜料等。

2.单质碳的化学性质和用途

稳定性

在常温下，碳的化学性质稳定，所以古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存很长时间不变色

可燃性

（与氧气

反应）

①氧气充足　C＋O2

CO2　

②氧气不充足　2C＋O2

2CO　，可作燃料

续表

还原性

（与某些

氧化物

反应）

①与氧化铜反应C＋2CuO

2Cu＋CO2↑

现象：

　固体由黑色变为红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体　

②与氧化铁反应　3C＋2Fe2O3

4Fe＋3CO2↑　

③与CO2反应　C＋CO2

2CO　，该反应是　吸热　反应，碳的还原性广泛用于冶金工业

特别提醒　①碳在常温下性质稳定，所以用碳单质作还原剂与其他物质反应，必须是高温条件。

②还原性：

物质在化学反应中夺取氧的性质。

夺取氧的物质，发生氧化反应，作还原剂；失去氧的物质，发生还原反应，作氧化剂。

③碳单质化学性质相似的原因是都由碳原子构成。

　二氧化碳和一氧化碳

二氧化碳的分子中含有两个氧原子，一氧化碳的分子中含有一个氧原子，同为碳的氧化物，因分子的　构成不同　，使得它们的　性质　有很大的不同。

1.二氧化碳的性质

（1）二氧化碳的物理性质：

　无　色、　无　味气体，

　能　溶于水，密度比空气　大　（CO2的相对分子质量为44，比空气的平均相对分子质量大），固体CO2（俗称干冰）升华时吸收大量的热。

（2）二氧化碳的化学性质

①二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧。

a.现象：

下层的蜡烛　先　熄灭，上层的蜡烛　后　熄灭；

b.结论：

二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧（化学性质），二氧化碳的密度比空气大（物理性质）；

c.应用：

CO2可用于灭火，常用的灭火器中盛装的灭火剂就是CO2，CO2灭火，既利用了CO2不能燃烧，也不支持燃烧的性质，也利用了密度比空气大的性质。

②与水的反应

取四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花做如下四个小实验。

序号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

现象

纸花由紫变　红　

纸花不

　变色　

纸花不

　变色　

纸花由

　紫变红　

分析

醋酸能使紫色石蕊溶液变红

水不能使紫色石蕊溶液变红

CO2不能使紫色石蕊溶液变红

碳酸能使紫色石蕊溶液变红

　　将第Ⅳ朵纸花取出用吹风机烘干，红色　消失　。

以上实验说明A：

CO2与水反应生成了碳酸，化学方程式：

　CO2＋H2O===H2CO3　，碳酸能使紫色的石蕊溶液　变红　，B：

碳酸　很不稳定　，容易分解，化学方程式：

　H2CO3===H2O＋CO2↑　。

特别提醒　醋酸作用：

醋酸能使紫色的石蕊溶液变红，醋酸属于酸，通过Ⅰ和Ⅳ对比，能使紫色石蕊溶液变红，证明有酸生成，即有碳酸生成。

（3）与碱反应

①与氢氧化钙反应

现象：

澄清石灰水变　浑浊　。

结论：

CO2能与碱反应。

化学方程式：

　Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　（应用：

此反应常用于检验CO2气体）。

②与氢氧化钠反应

现象：

插入NaOH溶液中的试管水位上升得最高。

结论：

氢氧化钠能与CO2反应。

化学方程式：

　2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O　。

分析：

水能与CO2反应，水位上升；氢氧化钙能与CO2反应，水位上升（高于水）；氢氧化钠能与CO2反应，水位上升[高于Ca（OH）2溶液]。

通过对比，说明NaOH溶液吸收试管中的CO2效果　最好　。

应用：

除去混合气体中的CO2，用　NaOH溶液　吸收效果最好。

2.一氧化碳

（1）一氧化碳的物理性质：

　无　色、　无　味气体，　难　溶于水，密度比空气略　小　。

（2）一氧化碳的化学性质

化学性质

概述

化学方程式

用途

可燃性

CO燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色

　2CO＋O2

2CO2　

作燃料

毒性

CO极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命

还原性

CO夺取金属氧化物中的氧，而发生氧化反应（还原能力比碳粉强）

与氧化铜反应：

　CO＋CuO

Cu＋CO2　

与氧化铁反应：

　3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2　

冶炼

金属

特别提醒　CO有剧毒，冬天用木炭火取暖时，要注意室内通风，防止CO中毒。

（3）CO与CO2的相互转化

转化

化学方程式

CO转化为CO2

　2CO＋O2

2CO2　

CO2转化为CO

　CO2＋C

2CO　

　　（4）鉴别和除杂：

①鉴别CO和CO2根据性质不同的方法：

②除杂：

A.CO中混有CO2：

通过澄清石灰水（或NaOH溶液）；B.CO2中混有CO：

通过灼热的氧化铜。

　二氧化碳对生活和环境的影响

1.二氧化碳的用途

　灭火　、　气体肥料　、固态CO2（干冰）作制冷剂、化工产品的原料、光合作用等。

2.二氧化碳对人体健康的影响

CO2本身无毒，但二氧化碳不能供给呼吸。

在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和岩洞底部之前，必须先做灯火试验。

3.自然界中碳（元素）的循环

二氧化碳

有机物（食物和燃料等）

4.温室效应

（1）温室效应的危害：

可能导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化，造成农业减产。

（2）能产生温室效应的气体：

二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷（商品名为氟利昂）等。

（3）缓解措施

a.减少使用煤、　石油　和　天然气　等化石燃料，更多地利用　风能　、　太阳能　、地热、核能等清洁能源。

b.大力　植树造林　，严禁乱砍滥伐森林。

特别提醒　二氧化碳不是污染物，CO2的浓度过高，会导致温室效应，对环境造成严重影响，CO2参与自然界中“碳循环”，空气中不能没有CO2。

本单元知识间的联系

写出图中反应的化学方程式：

①　2C＋O2

2CO或C＋CO2

2CO　

②　C＋O2

CO2或C＋2CuO

2Cu＋CO2↑

③　2CO＋O2

2CO2或CO＋CuO

Cu＋CO2　

④　CO2＋C

2CO　

⑤　CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O　

⑥　CaCO3

CaO＋CO2↑或CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　

⑦　CO2＋H2O===H2CO3　

⑧　H2CO3===H2O＋CO2↑

体验中考）

　碳单质和碳的氧化物、“低碳”与环保

1.（2019百色第21题节选）化学就在我们身边，请从下列物质中选择：

①一氧化碳；②活性炭；③氯化钠；④聚乙烯；⑤维生素；⑥氢氧化铝。

按要求填空（填序号）：

（1）制糖工业用于脱色的是　②　。

2.（2018百色第13题）“绿色环保”的理念已成为社会共识，下列行为不符合这一理念的是（　B　）

A.用共享单车出行

B.在水源地用网箱养鱼

C.对垃圾进行分类收集

D.使用太阳能路灯

3.（2018百色第21题节选）现有①氢气　②食盐　③稀盐酸　④氢氧化钠　⑤石墨　⑥钛合金六种物质。

请按下列要求填空（填序号）：

（3）可用于制铅笔芯的是　⑤　。

4.（2016百色第23题节选）化学源于生活，生活中蕴含着许多化学知识，请根据所学知识回答下列问题：

（6）在日常生活中，我们每一个人都应该传播“低碳”理念，所谓“低碳”，就是较低的　二氧化碳　排放。

5.（2016百色第26题节选）2015年12月，百色高铁的开通给百色人民出行提供了很多便利，修建高铁需大量钢铁，请回答下列问题：

（1）钢是含　碳　量为0.03%～2%的铁合金，该成分燃烧后的生成物质能使　澄清的石灰水　变浑浊，变浑浊反应的化学方程式为　Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　。

6.（2015百色第26题节选）汽车是现代生活中不可缺少的交通工具之一。

请回答下列问题：

（5）油污泄漏可以用“碳海绵”来处理。

“碳海绵”是已知最轻的固体材料，“碳海绵”具有高弹性和疏松多孔的结构，它对石油有很强的吸附能力（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不正确的是　A　（填字母）。

A.属于有机物B.可重复使用

C.具有吸附性D.可处理海上石油泄漏

　一氧化碳和二氧化碳

7.（2019百色第21题节选）化学就在我们身边，请从下列物质中选择：

①一氧化碳；②活性炭；③氯化钠；④聚乙烯；⑤维生素；⑥氢氧化铝。

按要求填空（填序号）：

（4）属于有毒气体的是　①　。

8.（2019百色第23题节选）用学过的化学知识说明或解释下列问题：

（2）图书馆、档案室内配有的是　二氧化碳　灭火器（填灭火器类型）。

9.（2017百色第17题）下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法，正确的是（　C　）

A.它们的分子构成相同

B.它们都溶于水

C.它们之间可以相互转化

D.闻气味可以将它们区别

重难突破）

　碳单质和碳的氧化物、“低碳”与环保

　　例1　下列有关碳单质的说法错误的是（　　）

A.金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳

B.金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同

C.书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼

D.金刚石和石墨都是硬度最大的物质

【解析】A.金刚石、石墨都是碳的单质，充分燃烧的产物都是二氧化碳；B.决定物质性质的是物质的组成和结构，金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同；C.书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼，便于长期保存；D.金刚石是自然界中硬度最大的物质，石墨是自然界中硬度最小的物质。

例2　如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。

其中A为黑色单质，D为红色单质，B、C是组成元素相同的两种气态化合物。

“→”表示物质间的转化关系（部分反应物、生成物及反应条件已省略）。

请回答：

（1）C的化学式是　　　　。

（2）B的一种用途是　　　　　　　　。

（3）A→D反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

【解析】A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。

其中A为黑色单质，B、C是组成元素相同的两种气态化合物，所以A为碳。

碳不完全燃烧后生成一氧化碳，完全燃烧后生成二氧化碳；B为一氧化碳，燃烧生成二氧化碳，C为二氧化碳；碳和一氧化碳都是还原剂，能将金属氧化物还原成金属单质，D为红色单质，D为铜。

氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳。

1.下列物质的用途与性质的对应关系不正确的是（　B　）

A.石墨作电池电极——导电性

B.液氧制炸药——可燃性

C.金刚石切割玻璃——硬度大

D.一氧化碳炼铁——还原性

2.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（　B　）

A.CO　　B.Fe2O3　　C.CO2　　D.Fe

3.实验是进行科学探究的重要方式。

某同学设计如图所示实验，探究二氧化碳的有关性质。

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　水　。

（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　纸花由紫变红　，该反应的化学方程式是　H2O＋CO2===H2CO3　。

（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　④　（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　CO2的密度比空气大　。

　一氧化碳和二氧化碳

　　例3　下列叙述中正确的是（　　）

A.用二氧化碳灭火，只与它的化学性质有关

B.一氧化碳用于冶金工业，是利用了它的可燃性

C.金刚石、石墨都是碳单质，其硬度都很大

D.大气中二氧化碳的消耗途径主要是植物的光合作用

【解析】二氧化碳用来灭火是利用二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧的化学性质和密度比空气大的物理性质，故A错误；一氧化碳用于冶金工业，利用了它的还原性，故B错误；金刚石的硬度大、石墨质软，故C错误。

4.化学物质通常都有其“功”与“过”，以下对化学物质的评价不符合事实的是（　C　）

A.氧气可供人呼吸但会使食物变质

B.化肥能促进植物生长但会污染土壤

C.二氧化碳能灭火但会造成酸雨

D.一氧化碳可用于冶炼金属但会使人中毒

5.按如图所示装置，持续通入气态物质X，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水CuSO4变蓝，澄清石灰水变浑浊，则X不可能是（　A　）

A.氢气和水蒸气B.氢气和二氧化碳

C.一氧化碳和氢气D.一氧化碳和水蒸气

课堂评价）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.（2019益阳中考）我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（　A　）

A.碳在常温下化学性质不活泼

B.炭黑具有很强的吸附能力

C.部分炭黑转变成了更稳定的物质

D.碳单质不溶于水

2.下列实验过程中不会出现颜色变化的是（　B　）

A.木炭粉与氧化铜共热

B.澄清石灰水滴入稀盐酸中

C.活性炭加入红墨水中，振荡

D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液

3.下列有关碳和碳的化合物说法错误的是（　C　）

A.金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质

B.在加热或高温的条件下，CO能与许多金属氧化物反应

C.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性

D.水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼

4.（2019赤峰中考）关于CO和CO2的说法正确的是（　D　）

A.组成：

都是由碳元素和氧元素组成，分子构成也相同

B.性质：

常温下均为无色气体，且都有毒

C.用途：

CO可以用来灭火，CO2可以做化工原料

D.转化：

在一定条件下可以相互转化

5.（2019绥化中考）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。

（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子　排列方式　不同。

（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有　疏松多孔　的结构。

（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是　常温下碳的化学性质不活泼（或常温下碳的化学性质稳定）　。

（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R＋5O2

4CO2＋2H2O，则R的化学式为　C2H2　。

6.如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，不正确的说法是（　D　）

A.甲、乙两处的现象分别是：

黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红

B.甲处发生的反应是典型的吸热反应

C.丙处试管可防止液体倒吸

D.该装置的不足之处是未进行尾气处理

7.（2019台州中考）如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。

下列说法正确的是（　D　）

A.将观察到高的蜡烛先熄灭

B.不移开玻璃片，实验现象更明显

C.蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点

D.去掉烧杯中的1支蜡烛，也能得出同样的实验结论

8.为探究碳及其氧化物的某些性质，用以下装置进行实验。

（B、D装置内药品均足量）

（1）装置A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为　C＋CO2

2CO　。

（2）实验过程中，装置B、D中均可观察到澄清的石灰水变浑浊，但它们在功能上有区别，其中装置B的作用是　除去混在一氧化碳中的二氧化碳　。

（3）装置D中发生反应的化学方程式为　CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O　。

（4）实验过程中，体现出的一氧化碳的化学性质是　还原性、可燃性　。

（5）若反应后装置C中固体减轻的质量为4g，则装置D增加的质量为　11g　。