以二氧化碳为中心掌握碳及其化合物知识.docx

1、以二氧化碳为中心掌握碳及其化合物知识以二氧化碳为中心掌握碳及其化合物知识碳和碳的氧化物知识比较零散，但仔细琢磨一下你会发现它们都跟二氧化碳有关，二氧化碳在碳和碳的氧化物知识体系中具有桥梁作用，它们或由二氧化碳生成，或有二氧化碳参与反应，它们之间存在如下相互关系：一、碳单质 1、常温下，化学性质不活泼例1、（2011娄底市）我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳具有（）A可燃性 B还原性 C在常温下，化学性质不活泼 D吸附性解析：由于碳原子的最外层上有4个电子，在常温下，不易失电子，也不易得到电子，所以，化学性质比较稳定。故选项C正确

2、。2、碳单质的可燃性C+O2CO2 （O2充足）2C+O22CO(O2不充足)用途：作燃料例2、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是下列哪两项_（填序号）。都是黑色固体 是同一种物质 碳原子的排列相同 物理性质相似 化学性质相似 完全燃烧都生成二氧化碳。解析：金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色的固体，C60其微晶粉末呈黄色，它们的物理性质不同的原因是结构中碳原子的排列方式不同。但金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同单质，它们的化学性质相似，在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳，如果燃烧不充分则会生成一氧化碳。答案：3、碳单质的还原性碳单质能与某些氧化物反应，碳在

3、反应中得到氧，被氧化，是该反应的还原剂具有还原性。CO2+C2CO C+2CuO2Cu+CO2用途：冶炼金属例3、某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a可能是二氧化碳； b可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。请你回答：（1）该同学的猜想是否严谨？若不严谨，请作补充。（2）请指出该实验装置的不足_。解析：此题对木炭还原氧化铜反应进行探究学习。（1）因为有加热时间长短、木炭过量等因素，所以在反应中导出的气体要分三种情况考虑。导出的气体是CO2；导出的气体是

4、CO（木炭过量会使CO2转化为CO）；导出的气体是CO和CO2的混合气体。所以该同学的猜想不严谨，还可能是CO和CO2的混合气体；（2）如果有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，该装置没有对尾气进行尾气处理；如果是二氧化碳和一氧化碳的混合气体，该装置只能验证二氧化碳的存在，而不能验证一氧化碳。故该装置的缺陷是：若产生的气体中有一氧化碳，则会造成空气污染；若产生的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合气体，则无法验证。答案：（1）该同学的猜想不严谨，还可能是CO和CO2的混合气体；（2）该装置的不足是：若产生的气体中有一氧化碳，则会造成空气污染；若产生的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合气体，则无

5、法验证。二、二氧化碳的制取及其性质1、CO2的制取实验室制法：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2工业制法：CaCO3 CaO+CO2例4、实验室要制取二氧化碳，三种仪器都要用到的一组是（）A、长颈漏斗、集气瓶、水槽 B、集气瓶、广口瓶、带橡皮塞的导管 C、酒精灯、广口瓶、集气瓶 D、集气瓶、量筒、长颈漏斗解析：实验室制二氧化碳选用的药品是大理石和稀盐酸，在常温下反应，由于二氧化碳能溶于水、密度比空气大，所以只能用向上排空气法收集。因此，A中不需要水槽；C中不需要酒精灯；而D中量筒不能做反应容器；故答案B正确。2、CO2的性质（1）不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，能溶于水；（2

6、）CO2能与水反应生成碳酸；CO2+H2OH2CO3 H2CO3H2O+CO2（碳酸易分解）（3）CO2能与Ca(OH)2的反应。CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(该反应可用于检验CO2)3、用途：灭火、气体肥料、化工产品的原料、光合作用、干冰作制冷剂，用于人工降雨等。例5、（2011泸州市）下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图，试根据题目要求回答下列问题：（1）仪器a的名称是_；装置A中发生的化学方程式为_，装置B中的现象是_，装置C中观察到的现象是_，装置C中发生反应的方程式为_。（2）装置D中观察到_，说明二氧化碳_。由此可知，二氧化碳在生活中可用

7、于_。（3）实验室用装置E来收集二氧化碳时，二氧化碳应从_（填“c端”或“d端”）通入。解析：本题以实验探究的形式考查了二氧化碳的实验室制法、二氧化碳的性质、二氧化碳的用途；化学方程式的书写等知识。（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳，而CO2能使澄清的石灰水变浑浊且能与水反应生成H2CO3，H2CO3能使石蕊溶液变红色；（2）把CO2通入装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧。因此二氧化碳可用于灭火。（3）装置E有多种用途，当E作为气体收集装置时，如果气体的密度比空气大，气体从C端进，以排尽瓶内的空气；如果气体的密度比空气小，气体

8、从d端进；如果用E作为排水法收集气体时，集气瓶中应先装满水，气体从气体从d端进，水从C端排出。由于二氧化碳的密度比空气大，用E装置收集二氧化碳时，气体从c端进。答案：（1）长颈漏斗；CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；澄清的石灰水变浑浊；紫色的石蕊试液变红色；CO2+H2OH2CO3。（2）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧；灭火。（3）C。三、CO的性质1、CO的可燃性2CO+O22CO2现象：燃烧时发出蓝色火焰，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。用途：作气体燃料2、CO的还原性CO+CuOCu+CO2现象：黑色粉末逐渐变成红

9、色，同时澄清石灰水变浑浊。用途：冶金工业3、毒性中毒的原理：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。例7、（2011南充市）CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如下实验装置。请回答以下有关问题：CO气体能使人中毒，其原因是 ；实验开始时，先通入CO一段时间后，再加热，其原因是 ；实验中图A处玻璃管中发生的现象是，其化学反应方程式为 ；实验中图B处发生的现象是 ，其化学反应方程式为 ； ；该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法 。解析：由于一氧化碳比氧气更

10、容易与血红蛋白结合，从而使氧气失掉了与血红蛋白的结合，使人体组织缺氧导致中毒； CO具有可燃性，不纯的一氧化碳点燃有爆炸的危险，所以实验时，在加热前必须先通入一段时间的CO，其目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸；黑色的氧化铜粉末在加热条件下可以被一氧化碳还原为红色的铜，同时产生二氧化碳气体，使澄清石灰水变浑浊；一氧化碳有毒，若直接排放到空气中会对大气造成污染，而本题无尾气处理装置，所以该装置的缺陷是无尾气处理装置；因为一氧化碳可以燃烧生成对大气无污染的二氧化碳气体，所以可以用燃烧的方法把一氧化碳处理掉。答案：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成

11、生物体内缺氧，严重时会危及生命； 排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸； 黑色粉末逐渐变成红色；CO+CuOCu+CO2； 澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O； 在C处添加一燃着的酒精灯，把未反应的一氧化碳燃烧掉。8（2011烟台市）(7分)某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：ABCDE(1)写出图中标号仪器的名称：a ，b 。(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是(填上图字母)，可选用C装置收集氧气，其原因是 。(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)，应选择的发生装置是(填上图字

12、母)。(4)该小组设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。当打开K1、关闭K2时，利用I、装置，可进行的实验是 (填字母)。a大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳b锌与稀硫酸反应制取氢气当打开K2、关闭K1时，可以利用工、装置制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳的化学方程式是；若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入。 参考答案： (1)长颈漏斗锥形瓶 (2)B 氧气的密度比空气大(3)A (4)b CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2石蕊试液7（2011乐山市）水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对

13、此进行了实验探究。【提出猜想】1该混合气体只含有一氧化碳、氢气2该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气3该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气4该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气【查阅资料】a无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。b碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。c浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。B中变化的化学方程式为 。（2）装置C中的药品为 。（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中

14、澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 ； E中的变化说明氧化铜具有 性。【实验结论】猜想 正确。【实验反思】经过讨论，同学们将上图中装置CH进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中，干燥管中碱石灰的作用为_， 烧杯上能观察到的现象是 _。最后一步的实验操作及现象是_。参考答案：（1）水蒸气和二氧化碳 Ca(OH)2CO2 =Ca CO3H2O（2）NaOH溶液 除去混合气体中的水蒸气（3）氢气和一氧化碳，氧化除去混合气体中的水蒸气和二氧化碳有水珠（或水雾） 迅速将小烧杯倒转，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊。9(2011湛江市) （8分）近几年我国某些城市酸雨

15、污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。【查阅资料】（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2 X ”。这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是_。（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：_。根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。【实验探究】（3）甲同学：“实验操作”：甲同学进行了如下

16、图所示A、B两步实验：“实验现象”： A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：_ 。（5）丙同学：“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：【探究与结论】（6）上图C装置的作用是 。（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中 。参考答案：（1）H2SO4 （2）SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O（4）二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素（6）除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰（7）B中的溶液褪色，C中

17、的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊。10（呼和浩特）有一混合气体的成分中可能含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳，某同学设计了如下的实验装置探究混合气体的成分。请根据要求回答下列问题：（1）实验中，证明混合气体中有水蒸气的现象是白色固体变为蓝色；若B中澄清石灰水出现 现象，则证明混合气体中有二氧化碳，证明混合气体中有一氧化碳的现象是 或。（2）若混合气体中含有CO，在F处尚缺少的实验仪器的名称是 。（3）如果将上述装置中的A，B交换，则不能检验混合气体中是否含有。答案为：（1）浑浊；D中黑色固体变成红色；E中澄清石灰水变浑浊；（2）酒精灯；（3）水蒸气11某化学兴趣小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中

18、气体的成分进行研究，装置如图所示。假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。设计方案：将一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 查阅资料：氮气不与碳、氧化铁反应，可用来隔绝氧气。实验：操作步骤及实验现象简 答称取320g氧化铁与200g炭粉均匀混合，放入重4848g的玻璃管中，按上图装置连接写出装置中编号仪器的名称：AB 加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气其目的是 夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊该现象说明 完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为5224g数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为048g，氧元素质量为09

19、6g结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是 。答案：（4）铁架台 集气瓶赶尽装置中的空气（或氧气）有二氧化碳生成（6）实验所得碳、氧元素质量比二氧化碳中碳、氧元素质量比不相等。13.已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学设计了一个实验，证明红棕色粉末中含有氧元素，并测定其中氧元素的质量分数，装置如右图所示。（1）实验前，首先要进行的操作是_；（2）实验中，盛放澄清石灰水的大试管中出现的现象是_，原因是_；（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是_；（4）如果3.2 g该红棕色粉末与碳充分反应，测得澄清石灰水增重1.32 g，则该红棕色粉末中氧元素的质量分数为_

20、。12（2009泰安模拟）某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究（1）提出假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳（2）设计方案：如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比（3）查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气请写出该反应的离子方程式NH4+NO2=N2+2H2O（4）实验操作及实验现象：按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁与2.00g炭粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；停

21、止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊；待反应结束，再通一段时间的氮气，然后冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g（5）数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g得出原假设不成立，理由是反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2：3，与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比不相符（6）得出结论：根据数据处理结果判断，反应产生的气体是，该实验中发生反应的化学方程式为CO和CO2；2C+Fe2O32Fe+CO+CO2（7）实验优化：根据实验得出的结论应对该实验装置进一步完善，请你从下图所示装置中选取必要装置，对实验加以改进在原装置最后连接上

22、C装置解：（3）氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热发生的反应为：NH4+NO2=N2+2H2O，故答案为：NH4+NO2=N2+2H2O；（5）根据参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g，则反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比=：=2：3，与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比不相符，故答案为：反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2：3，与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比不相符；（6）反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2：3，则所的气体是CO和CO2，方程式为：2C+Fe2O32Fe+CO+CO2，故答案为：CO和CO2； 2C+Fe2O32Fe+

23、CO+CO2；（7）一氧化碳有毒可以通过点燃来进行尾气处理，可以在原装置最后连接上C装置，故答案为：在原装置最后连接上C装置本题是一道综合型的实验知识题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大石灰石是某省的主要矿产之一。某学校研究性学习小组的同学为了测定当地矿石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：实验1234加入样品质量/g5101520生成CO2质量/g17635244m哪几次反应中矿石有剩余？上表中m的数值是_。试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数。分析 在25g稀盐酸中加入5g样品，生成CO2176g；在25g稀盐酸中加入25g（

24、10g）样品，生成CO22176g（352g）；在25g稀盐酸中加入35g（15g）样品，如果盐酸足量，应生成CO2 3176g（528g）,但实际生成CO244g，说明样品过量。解 第3、4次中矿石有剩余 44第1、2次实验碳酸钙均完全反应，以第1次反应的数据计算。设样品中碳酸钙的质量分数为x答：这种石灰石中碳酸钙的质量分数为80%13通过下列实验得出的结论，其中正确的是（c）既可说明甲烷具有可燃性，又说明了甲烷是由氢元素和碳元素组成既可说明二氧化碳的密度比空气大，又说明了二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧既可说明水是由氢元素、氧元素组成，又说明了水分子中氢原子和氧原子个数之比为2：1 既可探究可

25、燃物的燃烧条件，又说明了白磷的着火点比红磷低既可说明二氧化碳易溶于水，又说明了二氧化碳具有酸性AB C D（10分）某活动小组同学用加热草酸晶体制得的CO（H2C2O42 H2O=CO+ CO2+3H2O），做炼铁原理实验并进行尾气处理，设计以下装置（图甲、图乙）。回答下列有关问题：（1）在加热分解草酸晶体的装置中，有下列仪器供选择使用：试管烧杯酒精灯蒸发皿铁架台（含铁夹）带导管的橡皮塞集气瓶其中需要用到的仪器有 （填序号）（2）为了获得干燥纯净的CO，A、B两装置中应分别存放 、 （3）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 （4）选择图甲处理尾气，实验时应先点燃 （填“a”或“b”）处的酒精灯。

26、图乙与图甲所示的尾气处理方法相比较，其主要优点是 （5）活动小组的同学通过查阅资料得知：常温下，CO能与氯化钯PdCl2溶液反应。于是他们选择了将尾气直接通入氯化钯溶液中进行处理。该反应的化学方程式为：CO+ PdCl2+H2O=Pd+ CO2 + 2R,其中R的化学式为 。此法与上述方法相比除了具有图乙比图甲所示方法的优点外，从实验角度看它还有的优点是 （写出一条合理答案即可）答案：20、【（1）、（3）每小题2分，其余每空1分，共10分】 （1）（2分） （2）NaOH溶液、浓H2SO4 （3）3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（2分） （4）b处，节约能源（答案合理即可） （5）HCl，安全、操作简单易行（合理即可） （09肇庆）22(12分)现有下列仪器或装置，请回答下列问题：（1）仪器的名称 ；加热高锰酸钾制取氧气应选装置 （填字母），收集O2应采取 法。（2）草酸(H2C2O4) 固体在浓硫酸作用下发生反应: H2C2O4CO2+CO+H2O，若用该反应来制取CO，制气装置应选 （填字母）；除去其中的CO2可选仪器AC，C中装入的试剂最好是 （填小写字母）： a. 烧碱溶液 b. 浓硫酸 c. 澄清石灰水。（3）点然CO前应进行的操作是 ；若用CO还原氧化铜粉末，应选装置 （填字母），其反应方程式为 。（4）右图为某种“微型”实验装置。如果G处装稀盐酸