1、第六单元 碳和碳的氧化物,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,一、碳的单质 1.碳单质的存在形式 碳的单质有金刚石、石墨和C60,由于它们的碳原子排列方式不同,导致它们在物理性质上存在很大差异。 2.金刚石与石墨的比较,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,3.木炭和活性炭 木炭和活性炭具有吸附性,可以用作吸附剂,除去食品和工业产品中的色素,消除异味和吸收有毒气体。 4.C60 (1)构成:C60由分子构成,每个分子由60个碳原子构成,化学性质稳定。 (2)用途:主要应用于材料科学、超导体等方面。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,二、单质碳的化学性质 1.稳定性 在常
2、温下,单质碳的化学性质不活泼,受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化。 2.可燃性,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,3.还原性 (1)与CuO反应。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,(3)应用。 用于冶金工业。如焦炭把铁从铁矿石中还原出来的反应为2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,三、二氧化碳 1.CO2的性质 (1)物理性质。,(2)化学性质。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,2.CO2对生活和环境的影响 (1)用途。 用于灭火:CO2不燃烧,也不支持燃烧,且
3、密度比空气的大;作制冷剂,可用于人工降雨:固体二氧化碳叫做“干冰”,升华时吸收大量的热;光合作用的原料;化工原料;气体肥料。 (2)温室效应。 成因:大气中的CO2能像温室的玻璃或塑料薄膜那样,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使地球变暖。能产生温室效应的气体有:CO2、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。 危害:导致两极的冰川融化,使海平面上升,淹没部分沿海城市,使土地沙漠化、农业减产等。 缓解措施:减少使用煤、石油、天然气等化石燃料,更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐等。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,3.CO2的制取 (1)工业制法。(2)实验室制
4、法。,注意在二氧化碳的实验室制法中,不能用稀硫酸与块状石灰石反应来制取CO2,这是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4,它会覆盖在CaCO3的表面,阻碍反应的进行。若用浓盐酸与石灰石反应来制取CO2,会导致浓盐酸中的氯化氢气体混入产生的CO2气体中,使制得的CO2气体不纯。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,制取装置。 实验室常用的制取二氧化碳的装置如图所示。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,四、气体发生装置和收集装置的综合探究 1.气体发生装置 一般根据反应条件(是否加热、加催化剂等)和反应物状态(固体与固体反应、固体与液体反应或液体与液体反应等)设计发生
5、装置,如下图所示:,(1)固+固 制气体,可选用图A的装置。可制取O2等气体。 (2)固+液 制气体,可选用图B或C的装置。可制取O2、H2、CO2等气体。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,2.气体收集装置 一般根据气体的水溶性、气体的密度设计收集装置,如图所示:,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,五、一氧化碳 1.物理性质,2.化学性质 (1)可燃性:纯净的CO在空气中点燃时,能产生蓝色火焰,放出大量的热。化学方程式为2CO+O2 2CO2。 (2)还原性:CO还原CuO反应的化学方程式为CO+CuO Cu+CO2。 (3)剧毒性:CO极易与血液中的血红蛋白结合,从而使
6、血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成体内缺氧,甚至危及生命。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,3.用途 作燃料、冶炼金属。 4.CO、CO2的鉴别方法 (1)用澄清石灰水:CO2能使澄清石灰水变浑浊,CO不与石灰水等碱溶液反应。 (2)用点燃法:CO能燃烧,生成使澄清石灰水变浑浊的气体,而CO2不能燃烧。 (3)用灼热的CuO和澄清石灰水:CO能与灼热的CuO反应,生成红色固体,且能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,而CO2则不与CuO反应。 (4)用紫色石蕊溶液:CO2通入紫色石蕊溶液中能产生使紫色石蕊溶液变红的碳酸,而CO不能。,考点梳理,自主测试,一,二,三,四,五,六,六、气体混
7、合物成分分析实验 初中化学实验中,气体成分的分析(如H2、CO、CO2、H2O等)实验占很大的比重。 通常用无水CuSO4粉末检验H2O(气态)的存在,若白色CuSO4粉末变成蓝色,说明存在H2O(气态)。 用灼热的CuO粉末检验H2和CO,黑色粉末变成红色,有水珠生成,说明存在H2;生成的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明存在CO。(气体通过灼热的CuO前,必须干燥) CO2的存在对检验CO产生干扰,所以有时要先除去CO2且确认CO2已除尽,才能检验CO。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,1.下列关于碳及其氧化物的说法中,正确的是( ) A.金刚石、石墨都是碳的单质,
8、其硬度都很大 B.CO2可用作燃料 C.CO有还原性,可用于冶炼金属 D.CO2通入紫色石蕊溶液,溶液变红,加热后溶液颜色不变 解析：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质,金刚石是自然界中最硬的物质,石墨是较软的物质,故A错误;CO2不具有可燃性,不能用作燃料,故B错误;CO具有还原性,可用于金属的冶炼,故C正确;CO2通入紫色的石蕊溶液中,看到石蕊溶液变成红色,原因是CO2与H2O反应生成了H2CO3,H2CO3使其变红,当加热红色的溶液时,又会看到溶液由红色变成无色,原因是H2CO3不稳定容易分解生成H2O和CO2,故D错误。 答案：C,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,2
9、.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图,下列说法错误的是( )A.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度 B.实验过程中,可观察到澄清石灰水变浑浊 C.碳在反应中发生了氧化反应,表现出还原性 D.实验结束后,应先停止加热,再将导气管从澄清石灰水中撤出,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,解析：A.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度,正确;B.实验过程中生成了二氧化碳,可观察到澄清石灰水变浑浊,正确;C.碳在反应中与氧结合,发生了氧化反应,表现出还原性,正确;D.实验结束后,应先将导气管从澄清石灰水中撤出,再停止加热,防止液体倒流引起试管炸裂,错误。 答案：D,考点梳理
10、,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,3.某大学高分子系的课题组用石墨烯(由石墨制成)制造出了一种超轻物质“碳海绵”,刷新了超轻固体材料的世界纪录,也是目前吸油力最强的材料。下列说法错误的是 ( ) A.“碳海绵”是一种化合物 B.“碳海绵”具有较强的吸附作用 C.“碳海绵”在一定条件下可还原氧化铜 D.“碳海绵”在氧气中完全燃烧的产物是CO2 解析：“碳海绵”中只含有一种元素碳元素,属于单质,不属于化合物,A项错误。 答案：A,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,4.下列关于CO2与CO的比较错误的是( ) A.1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子 B.CO2
11、能溶于水,CO难溶于水 C.CO2可用于光合作用,CO可用于人工降雨 D.CO2可用于灭火,CO可用作气体燃料 解析：二氧化碳既可用于光合作用也可用于人工降雨,一氧化碳不能用于人工降雨,C项错误。 答案：C,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,5.如图分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图。其中错误的是( ),考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,解析：二氧化碳的密度比空气的密度大,不能用向下排空气法收集。C项错误。 答案：C,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,6.如图是碳及其化合物的转化关系图,请回答下列问题:(1)括号内含有碳元素
12、物质的化学式: 。 (2)转化关系图中由CO2CaCO3的反应化学方程式: 。 (3)金属镁不但能在氧气中燃烧,也可以在二氧化碳中燃烧生成氧化镁(MgO)和碳单质,镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 ,由此你对燃烧、灭火有什么新的认识: (答一项即可)。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,(4)下列有关碳及其化合物的说法正确的是 。 A.二氧化碳是导致酸雨的主要气体 B.含碳燃料不完全燃烧会生成一氧化碳,一氧化碳有毒 C.液态二氧化碳灭火是因为汽化时吸热,降低了可燃物的着火点,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,解析：(1)由含碳物质的转化关系图可知,碳在不充分
13、燃烧时生成一氧化碳,一氧化碳燃烧时生成了二氧化碳,二氧化碳在高温时能被碳还原为一氧化碳,所以,括号内含有碳元素的物质是一氧化碳;(2)二氧化碳能与氢氧化钙反应转化为碳酸钙,所以,转化关系图中由CO2CaCO3的反应化学方程式为CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O;(3)金属镁不但能在氧气中燃烧,也可以在二氧化碳中燃烧生成氧化镁(MgO)和碳单质,因此反应化学方程式为2Mg+CO2 2MgO+C,由此可知:燃烧不一定需要氧气、金属镁燃烧不能用CO2灭火等;(4)二氧化碳是导致温室效应的主要气体,二氧化硫是导致酸雨的主要气体,A错误;液态二氧化碳灭火是因为汽化时吸热,使周围温度降到可燃物着火
14、点以下,同时二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,但可燃物的着火点并没有发生改变,故C错误。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,7.碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。,(1)如图1是碳原子结构示意图,碳元素在元素周期表中位于第 周期。 (2)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色,原因是墨中主要成分碳具有 性。如图2是木炭还原氧化铜的实验,大试管中的反应体现了碳的还原性,其反应的化学方程式是 ,单质碳的还原性可以用于冶金工业。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,(3)二氧化碳能参与光
15、合作用完成大气中的“碳循环”,但是大气中二氧化碳的含量不断上升,会使全球变暖,从而导致 。蔬菜大棚用作“气肥”的二氧化碳,可用多种方法制得,例如可以用稀硫酸与碳酸氢铵(NH4HCO3)反应制得,反应后生成硫酸铵、水和二氧化碳,这一反应的化学方程式是 。 (4)研究发现,物质的结构决定性质,物质的性质决定用途。如:一氧化碳也能还原氧化铜,也有还原性。从化学反应前后碳元素化合价的变化特点分析,一氧化碳和碳都具有还原性的原因是 。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,解析：(1)因为电子层数就表示该元素所处的周期,碳元素位于第二周期;(2)由于常温下碳的化学性质不活泼,因此我国古代用
16、墨书写、绘制的字画,可以多年保存而不褪色;碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,其反应化学方程式为C+2CuO 2Cu+CO2;(3)二氧化碳是温室气体之一,大量排放导致温室效应;(4)在反应物碳单质和一氧化碳中,碳元素的化合价分别为0价、+2价,在生成物二氧化碳中碳元素的化合价为+4价,因此一氧化碳和碳单质都具有还原性的原因是碳元素的化合价都是升高的。,答案：(1)二(4)碳元素的化合价在反应中升高,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,8.如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图,请回答下列问题:,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,(1
17、)将A、E装置连接时,应将A装置的导管a与E装置的导管 (选填“b”或“c”)相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是 。用E装置收集满一瓶二氧化碳气体,取下橡皮塞,将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入,观察到的现象是 ,说明二氧化碳具有 的性质。 (2)将A、B装置连接,观察到的现象是 ,可验证二氧化碳的性质是 。,考点梳理,自主测试,1,2,3,4,5,6,7,8,解析：(1)将A、E装置连接时,由于二氧化碳的密度比空气大,应将A装置的导管a与E装置的导管c相连接;检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是:把燃烧的木条放在b导管口,如果燃烧的木条熄灭,说明二氧化碳已经收集满; 由于二氧
18、化碳的密度比空气大、不能燃烧、不支持燃烧的性质,因此烧杯中观察到燃着的蜡烛由下而上依次熄灭;(2)由于二氧化碳能和水反应生成碳酸,因此将A、B装置连接后可以观察到石蕊溶液变红色。 答案：(1)c 把燃烧的木条放在b导管口,如果燃烧的木条熄灭,说明二氧化碳已经收集满 蜡烛由下而上依次熄灭 密度比空气的大、不能燃烧、不支持燃烧 (2)石蕊溶液变红色 能与水反应生成碳酸,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,归类示例一 碳单质的性质 【例1】 下列有关碳单质的用途和性质之间的关系不相符的是( ) A.焦炭用于炼铁是因为焦炭具有还原性 B.金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度比玻璃的大 C.用
19、炭黑墨汁书写的字经久不变色是因为常温下碳的化学性质稳定 D.制糖工业用活性炭脱色制白糖是因为活性炭与有色物质发生了化学反应 解析：制糖工业用活性炭脱色制白糖,是利用了活性炭具有吸附性,发生了物理变化,D项错误。 答案：D,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,归类示例二 制取二氧化碳的实验探究 【例2】 某小组在实验室里制取CO2时,用到了下列装置,请回答下列问题:,(1)能用B装置收集CO2,是因为CO2的密度比空气的密度 ; (2)用B装置收集CO2时,检验是否收集满的方法是将燃着的木条放在 ; (3)将生成的CO2通入石蕊溶液中,
20、溶液变红,原因是CO2与 反应生成了碳酸;,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,(4)将A装置改成C装置,通过拉动铜丝可以控制底部破损的小试管升降。这一改进的主要目的是 (选填序号); A.使反应随时发生或停止 B.使破损的小试管得到利用 C.生成更多的CO2 (5)如果在实验室利用A装置制取氧气,该反应的化学方程式为 。 解析：(1)CO2的密度比空气的大,所以可用向上排空气法收集;CO2能溶于水且和水发生化学反应,所以不能用排水法收集。(2)CO2的验满方法一般是将燃着的木条放到集气瓶口,如果木条熄灭,证明已经集满。(3)CO2可与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊溶液变红。(4)C
21、装置改进后通过拉动铜丝来实现两种反应物的接触或脱离,达到使反应随时发生或停止的目的。(5)如果利用A装置制取氧气,应采用过氧化氢催化分解法。,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,答案：(1)大 (2)集气瓶口 (3)水(或H2O) (4)A,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,归类示例三 二氧化碳和一氧化碳的比较 【例3】 “归纳与比较”是化学学习的重要方法,下列有关CO2与CO的知识归纳错误的是( ),归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,解析：CO2不燃烧也不支持燃烧,可用于灭火,CO难溶于水,也不能使紫色石蕊溶液变红色,不能与碱反应,B项错误。 答案：B
22、,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,归类示例四 二氧化碳与农业生产和环境保护 【例4】 如图是自然界碳的循环示意图,请据图分析后回答:,(1)自然界中CO2的来源有 (任写一点); (2)任何物质都有两面性,CO2对人类的正面影响是促进植物光合作用等,不利影响有 (任写一点); (3)人类降低空气中CO2含量的研究有两个方向:一是减少CO2排放,二是增加CO2消耗,请写出一条你能做到的消耗CO2的方式或途径: 。,归类示例一,归类示例二,归类示例三,归类示例四,解析：(1)自然界中CO2的来源有化石燃料燃烧,动植物呼吸等;(2)CO2的不利影响有温室效应等;(3)植树造林,种草等都可消耗CO2。 答案：(1)化石燃料燃烧(或动植物呼吸等,合理即可) (2)温室效应(或写出温室效应的具体表现等均可) (3)植树造林(种草等均可),
