碳及碳的化合物.docx
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碳及碳的化合物
年级：
九年级课时数：
2科目：
化学
课题
教学内容
【基础知识巩固】
一、碳的几种单质
物质
物理性质
用途
金刚石
无色透明，正八面体形状的固体，是天然最硬的物质。
用于装饰品钻石，切割玻璃、钻探机的钻头。
石墨
深灰色，有金属光泽，不透明细鳞片状固体，质软，有良好的导电性、润滑性
常用于做电极，铅笔芯、石墨炸弹等
活性碳
吸附性
常用木炭与活性炭做吸附剂。
1、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：
碳原子的排列不同。
2、CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：
分子的构成不同。
3、活性炭、木炭具有强烈的吸附性（物理性质），炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1、常温下的稳定性强
2、可燃性:
完全燃烧（氧气充足）,生成CO2:
C+O2点燃CO2
不完全燃烧（氧气不充足）,生成CO：
2C+O2点燃2CO
3、还原性：
C+2CuO高温2Cu+CO2↑现象：
黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
应用：
冶金工业
2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路：
（原理、装置、检验）
（1）发生装置：
由反应物状态及反应条件决定：
反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。
（2）收集方法：
气体的密度及溶解性决定：
难溶于水用排水法收集CO只能用排水法
密度比空气大用向上排空气法CO2只能用向上排空气法
密度比空气小用向下排空气法
2、二氧化碳的实验室制法
1）原理：
用石灰石和稀盐酸反应：
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
不能用浓盐酸（产生的气体不纯含有HCl），不能用稀硫酸（生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行）不能用碳酸钠或碳酸钙粉末代替大理石（反应太快不利于收集）
2）气体收集方法：
向上排空气法
3）验证方法：
将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。
验满方法：
用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。
证明已集满二氧化碳气体。
四、二氧化碳的性质
1、物理性质：
无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰
2、化学性质:
1）一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸
2）与水反应生成碳酸CO2+H2O==H2CO3生成的碳酸能使紫色的石蕊试液红，
H2CO3==H2O+CO2↑碳酸不稳定,易分解（石蕊又重新变为紫色）
3）能使澄清的石灰水变浑浊：
CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O本反应用于检验二氧化碳。
4）与灼热的碳反应：
C+CO2高温2CO
3、用途：
灭火，既利用其物理性质，又利用其化学性质。
干冰用于人工降雨、制冷剂。
温室肥料
4、二氧化碳对环境的影响：
过多排放引起温室效应。
五、一氧化碳
1、物理性质：
无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水
2、有毒：
吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。
3、化学性质:
（H2、CO、C具有相似的化学性质：
①可燃性②还原性）
1）可燃性：
2CO+O2点燃2CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）
H2和O2的燃烧火焰是：
发出淡蓝色的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是：
发出蓝色的火焰。
鉴别：
H2、CO可燃性的气体：
看燃烧产物（不可根据火焰颜色）
2）还原性：
CO+CuO△Cu+CO2（非置换反应）应用：
冶金工业
现象：
黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（现象：
红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。
）
除杂：
CO[CO2]通入石灰水或氢氧化钠溶液：
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2[CO]通过灼热的氧化铜CO+CuO△Cu+CO2
CaO[CaCO3]只能煅烧（不可加盐酸）CaCO3高温CaO+CO2↑
注意：
检验CaO是否含CaCO3加盐酸：
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
（CO32-的检验：
先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。
）
4、C、CO、CO2的转化
7、碳酸和碳酸盐
化学式
来源和性质
用途
CaCO3（大理石、石灰石）
难溶于水，在高温下分解，能与酸反应
建筑材料
Na2CO3（碳酸钠俗称纯碱、苏打）
易溶于水，水溶液显碱性，能与酸反应
食品、造纸、洗涤剂
NaHCO3（碳酸氢钠俗称小苏打）
能溶于水，水溶液显碱性，不稳定，加热易分解
洗涤剂、灭火剂
【易错题】
【例1】同学们填写的“毕业生登记表”需要长期保存,因此书写时必须使用（ ）。
A.铅笔B.圆珠笔
C.红墨水笔D.碳素笔
【例2】下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）。
A.二氧化碳是引发酸雨的“罪魁”
B.二氧化碳固体可用于人工降雨
C.二氧化碳可使紫色石蕊试液变蓝
D.二氧化碳有毒不能制作碳酸饮料
【例3】在一定条件下,下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是（ ）。
A.COB.CO2C.O2D.CuO
【例2】在公共场所,利用“活性碳+超滤膜+紫外线”组合工艺可获得直饮水,其中活性碳的主要作用是（ ）。
A.还原B.导电C.吸附D.消毒
【典型例题讲解】
【例1】一种名为“污渍爆炸盐”的洗涤产品能高效去除衣物上的顽固污渍，是当前使用最为广泛的洗涤助剂之一．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动．
【查阅资料】
“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4，相对分子质量为122），它是一种白色粉末，易溶于水，且能与水反应，生成一种碳酸盐和一种强氧化性的物质．
【实验探究一】过碳酸钠的性质
为探究过碳酸钠的性质，同学们设计了以下实验，请按要求完成表格内容：
序号
实验步骤
实验现象
实验分步结论（或解释）
①
向盛有过碳酸钠固体的试管中加入适量水
固体溶解
过碳酸钠易溶于水，
能与水发生反应．
②
向序号①的所得溶液中加入适量的二氧化锰粉末
有大量气泡
产生
③
将带火星的木条置于试管口
木条复燃
序号②试管中产生的气体是 ；
过碳酸钠溶于水能生成过氧化氢．
④
取序号③试管中的上层清液加入氯化钙溶液
产生白色
沉淀
反应的化学方程式 ．
小结
过碳酸钠与水反应的化学方程式是 ．
【实验探究二】过碳酸钠的含量测定
同学们经讨论设计了如图所示的实验装置．图中装置B盛装氢氧化钠溶液，C盛装澄清石灰水，D盛装浓硫酸，E、F均装入干燥的碱石灰（主要成分：
氧化钙和氢氧化钠的固体混合物；可吸收二氧化碳和水蒸气）．
【实验讨论】
（1）①称量装置E的质量；②组装好装置，检查气密性，装入药品；③关闭活塞K，打开活塞K1，通入氮气；④关闭活塞K、K2，打开活塞K1、K3、K4，通入一段时间的氮气；⑤依次关闭活塞K1、K3、K4，打开活塞KK2、，直到反应不再进行；⑥再次称量装置E的质量．
以上实验步骤的正确顺序是 ；
A．①②③④⑤⑥B．②①④⑤③⑥C．①②④⑤③⑥D．②④①⑤③⑥
（2）关闭活塞K、K2，打开活塞K1、K3、K4，通入一段时间的氮气排出装置中原有的空气，此时装置B的作用是 ；
（3）反应完全后关闭活塞K，打开活塞K1，通入氮气的目的是 ；
（4）同学们称取6.63g含碳酸钠杂质的过碳酸钠样品（不含其他杂质）进行实验，根据实验后E装置增重2.42g，求该样品中过碳酸钠的含量（写出计算过程，结果保留小数点后一位）．
（5）装置F的作用是 ，若不连接装置F，测定的过碳酸钠含量会 （填“偏高”或“偏低”）．
【例2】利用下图所示装置研究以下问题．
（1）利用图1研究燃烧的条件
水槽中放一定量热水，水面下a处放一小块白磷，观察到白磷不燃烧．在乙中放入二氧化锰和过氧化氢溶液，立即将甲倒扣在乙上，观察到甲中水面下降，白磷露出水面， ．通过对比实验研究了燃烧的一个条件，它是 ．
（2）利用图2研究二氧化碳与氢氧化钠能反应，并检验反应后所得溶液中溶质的成分．
已知：
氯化钙溶液呈中性，能与碳酸钠溶液发生复分解反应．
①A溶液是 ．
②为达到上述实验目的，应进行的操作是：
先打开 ．通过观察现象，得出结论．
【例3】某化学实验小组在进行有关CO2的实验时用到了如下图所示的装置。
（1）用A装置检验CO2，试剂X为，可观察到的现象是，
反应的化学方程式是；若用该装置吸收CO2时，试剂X最好选用。
（2）如图B所示，挤压胶头滴管，将NaOH溶液挤入瓶中振荡，
观察到的现象是，其原因是。
【例4】某兴趣小组的同学在甲、乙两个充满O2的密闭容器中各加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，两个容器中的碳粉都已完全消失。
该小组成员对两容器中反应后的气体进行如下探究：
（1）小红同学对甲容器中气体的组成提出如下四种猜想：
A．只有CO2 B．只有O2 C．只有CO D．CO和O2混合气体
你认为上述猜想中明显不合理的有 （填序号）。
（2）小明同学认为甲容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体，为了验证自己的猜想，他准备按下图所示装置进行探究。
请回答：
①装置B中浓硫酸的作用是。
②若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是，反应的化学方程式是，装置C玻璃管中的实验现象是，反应的化学方程式是。
（3）小芳同学对乙容器中气体的组成提出了除上述猜想外的另一种合理猜想，她的猜想是
，于是她设计了下列实验方案验证其猜想：
【步骤l】先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间后，再通入乙中的气体，观察现象。
【步骤2】将乙中的气体通入澄清石灰水中，观察现象。
指导老师在分析其实验方案后，指出了其中存在的错误或不足。
①步骤1应先通入乙中气体一段时间后方可加热。
你认为这样修改的原因是
。
②没有必要进行步骤2的实验，其理由是。
【例5】随着经济的发展，能源和环境成为人们日益关注的问题．
（1）煤、石油、 （填其主要成份的化学式）常称为化石燃料，燃料电池工作时，将 能转化为电能；
（2）在CO和CO2的混合气体中，CO和CO2分子个数比为1：
2，则混合气体中碳、氧元素质量比为 ；当碳和氧气的质量比小于 时燃烧，能全部转化成二氧化碳；
（3）化石燃料的燃烧会产生更多的二氧化碳，加剧 ，那么可利用二氧化碳和氢气化合成下列物质中的 ．
A．HCOOH（甲酸）B．C2H2O4（草酸）C．C2H6OD．蛋白质．
【例6】如图是自然界中碳、氧循环简图。
（1）图一中，转化1表示水吸收二氧化碳的过程，发生
反应的化学反应方程式为
（2）图二中，转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一—绿色植物光合作用的过程，反应的化学方程式为：
（3）上述反应中两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，原因是。
【专项训练】
一、选择题
1.金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
关于金刚石、石墨、C60三种单质的叙述错误的是（ ）。
A.将石墨变成金刚石发生了化学变化
B.三种物质碳原子的排列方式不同
C.三种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D.C60是一种新型的有机物
2.木炭可以与氧化铜反应,方程式为:
2CuO+C
Cu+X。
下列说法正确的是（ ）。
A.该方程式中X为CO
B.反应中C被氧化
C.反应前后原子总数发生变化
D.该反应CuO为还原剂
3.为验证二氧化碳“能与水反应生成酸”且“密度大于空气”的性质,将干燥二氧化碳缓慢地通过如图所示装置（玻璃管为高低两根）,一段时间后蓝色石蕊试纸能明显变红的是（ ）。
A.ⅡB.Ⅱ和Ⅳ
C.ⅣD.Ⅲ和Ⅳ
4.如图所示,实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。
经数小时后,U形管A、B两处的液面出现的情况是（ ）。
A.A处下降,B处上升B.A、B两处都下降
C.A处上升,B处下降D.A、B两处都不变
5.右下图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置,关于该实验说法正确的是（ ）。
A.充分反应后,向固体中加稀盐酸会产生气泡
B.在实验过程中,红色的粉末会逐渐变成黑色
C.该实验的反应原理为FeO+CO
Fe+CO2
D.在实验过程中,产生的尾气可以直接排放到空气
6.对以下事实的解释错误的是（ ）
事 实
解 释
A.
警犬利用嗅觉搜毒品
分子在不断运动
B.
用稀有气体做保护气
通电后能发出有色光
C.
用碳素墨水书写档案材料
碳在常温下化学性质稳定
D.
CO和CO2的性质差异很大
分子结构相差一个氧原子
7.化学与生活密切相关。
生活中的下列做法不合理的是（ ）。
A.冰箱中的异味,可用活性炭除去
B.煤炉火上放一盆水,就能防止一氧化碳中毒
C.电器着火,应先切断电源再灭火
D.羊毛和涤纶,可用燃烧法区分
8.下列有关CO2和CO的知识归纳,错误的是（ ）。
A.组成——1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子
B.性质——都是无色无味的气体;都能溶于水,水溶液显酸性;都能与碱反应;都能燃烧
C.用途——CO2可用于光合作用、灭火,“干冰”可用于人工降雨等;CO可作燃料、冶炼金属等
D.危害——CO2会造成“温室效应”;CO极易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
9.造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因是（ ）。
A.动植物的呼吸作用增强B.实验室逸出的CO2增多
C.森林面积锐减D.大量使用化石燃料作能源
二、填空题
10.冰箱除味剂是利用活性炭制成的。
某化学兴趣小组用冰箱除味剂进行了相关探究。
探究一:
除味剂的还原性
（1）除味剂与氧化铜粉末反应。
实验前,小组同学将除味剂研磨成粉末的目的是 。
（2）稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率。
小组同学将下图的乙装置替代甲装置,将试管直立起来,并在酒精灯上加上网罩。
实验时,将反应混合物夯实于试管底部,调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。
其目的是 。
甲乙
（3）他们在检验了乙装置的气密性后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时, （填“能”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应,其原因是 。
（4）待反应结束,先将导管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,熄灭酒精灯,自然冷却。
若不关闭止水夹,可能出现的问题是 。
探究二:
除味剂的吸附效果
小组同学认为除味剂的质量会影响吸附效果,设计了如下的实验,相关数据如下表。
实验编号
10%红墨
水溶液
同一规格
除味剂
溶液褪色
的时间
①
10mL
5g
10min
②
10mL
10g
5min
（5）上述实验的结论是 。
（6）还有哪些因素可能会影响吸附效果?
请说出你的猜想,并设计实验验证 。
11.某实验小组用下图装置研究CO2的性质。
提示:
①忽略块状大理石中杂质对本实验的影响;
②碱性碳酸钠溶液与中性氯化钙溶液能发生复分解反应。
（1）如图所示,装入药品,打开K,玻璃管b中反应的化学方程式为 ,导管口处的现象是
。
（2）关闭K,一段时间后反应停止。
反应能够停止的原因是 。
（3）反应停止后,向a中滴入酚酞溶液,并加入一定量氢氧化钠固体,充分反应后a中溶液呈红色。
打开K,待a、b中液面相平后立即关闭K,轻轻振荡b管。
一段时间后观察到的现象是 ,最终b中红色褪去,此时b中溶液的溶质可能为 。
12.
（1）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。
①图a为碳原子的结构示意图,碳原子最外层电子数为 ,属于 （填“金属”“非金属”或“稀有气体”）元素。
②图b、c、d对应三种碳单质,图b单质的名称是 。
③C为+4价,Cl为-1价,由C和Cl组成的化合物的化学式为 。
（2）金属镁着火不能用CO2灭火,因为镁能在CO2中燃烧生成碳和氧化镁。
该反应的化学方程式为 ,反应基本类型是 反应（填“化合”“分解”“置换”或“复分解”）。
13.A、B、C、D、E、F都是初中化学常见的物质。
它们之间的关系如下图所示（图中“——”表示两端的物质能发生化学反应,“
”表示物质间存在转化关系）。
C是生命的源泉,常温下为液态;F有毒,能与血红蛋白结合。
（1）写出B的化学式 ;E的化学式 。
（2）请写出C
B的化学方程式:
。
（3）请写出D
F的化学方程式:
。
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