1、第六单元 碳和碳的氧化物,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,碳单质的物理性质和用途 透明的金刚石 、深灰色的石墨和足球状的C60 都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列方式不同 ,因此它们的性质存在着明显的差异。而性质的差异又导致它们具有不同的用途。,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,1.金刚石、石墨、C60的物理性质和用途的比较,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,2.木炭、焦炭、活性炭和炭黑的性质及用途 (1)木炭、焦炭、活性炭和炭黑的主要成分是碳单质,结构与石墨类似; (2)木炭具有疏松多孔的结构,具有吸附能力。可用来吸附食品和
2、工业产品里的色素和有异味的物质; (3)活性炭的吸附作用比木炭强,用于制作防毒面具,制糖工业、冰箱除味、吸附装修产生的有害气体、处理废水等。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,单质碳的化学性质,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,碳的氧化物 碳的氧化物有二氧化碳和一氧化碳两种。1个二氧化碳(CO2)分子比1个一氧化碳(CO)分子多1个氧原子,这使得它们的性质有很大不同。 1.二氧化碳 (1)物理性质,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(2)化学性质,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,特别提醒某
3、同学进行右图所示的操作时,观察到高的蜡烛先熄灭,其原因可能是二氧化碳倾倒过快,先使位置高的蜡烛火焰附近氧气浓度减少。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(3)用途,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.一氧化碳 (1)物理性质,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(2)化学性质,特别提醒(1)初中阶段具有还原性的物质主要有:一氧化碳(CO)、氢气(H2)、单质碳(C);(2)为防止CO不纯发生爆炸,点燃前一定要先验纯;(3)CO有毒,故有CO参加或生成的实验,必须进行尾气处理。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,3.CO2和CO的鉴别与除杂 (1)CO2和CO的鉴别方法,
4、考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(2)CO和CO2互为杂质时的除杂方法,特别提醒用点燃的方法不能除去CO2中的CO。在CO2气体中的CO属于杂质,其含量不会很多,而CO2不能支持燃烧,因此,不能将其中的CO点燃。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,二氧化碳的制取 1.工业制法 高温煅烧石灰石,反应的化学方程式为,2.实验室制法(详见本单元实验) 大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,反应的化学方程式为,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,二氧化碳对生活和环境的影响 1.二氧化碳对人体健康的影响 二氧化碳本身没有毒性,但二氧化碳不能供给呼吸 。
5、因此,在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前,必须先做灯火试验 。 2.自然界中的碳循环,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,3.二氧化碳对环境的影响 二氧化碳对环境的影响温室效应,命题点1,命题点2,二氧化碳的性质 1.(2017安徽中考,15,8分)某兴趣小组用图1装置进行实验时发现:烧杯中饱和石灰水先变浑浊,后逐渐澄清。图1 (1)写出甲装置中发生反应的化学方程式: ;石灰水“变浑浊”是因为生成了 (填化学式)。 (2)为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”,该小组同学开展了如下活动:,命题点1,命题点2,【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧
6、化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)。 【提出假设】假设1:挥发出的HCl使浑浊变澄清; 假设2: 。 图2 【设计实验】为除去CO2中的HCl,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置的连接顺序是甲 乙(填字母序号);其中盛放的试剂合理的是 (填选项序号)。 A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液,命题点1,命题点2,【实验现象】饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。 【得出结论】由上述探究可得出的结论是 。,命题点1,命题点2,(3)该兴趣小组在老师指导下,用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入气
7、体时间的变化曲线如图3。图3 AB段pH几乎不变的原因可能是 ; D点所得澄清溶液的成分除H2O外还有 。 BC段发生反应的化学方程式主要有 。,命题点1,命题点2,答案 (1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O CaCO3 (2)【提出假设】产生的CO2使浑浊变澄清(或HCl和CO2共同作用使浑浊变澄清) 【设计实验】b a D 【得出结论】挥发出的HCl使饱和石灰水产生的浑浊最终变澄清;CO2只能使饱和石灰水生成的沉淀部分溶解,不能最终使其变澄清(其他合理答案均可) (3)先排出的是装置内的空气,不会使溶液pH明显变化(其他合理答案均可) CaCl2和HCl(或Ca2+、H+
8、和Cl-) CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O、Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,命题点1,命题点2,解析 (1)石灰石与浓盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2。石灰水变浑浊是因为生成的二氧化碳与石灰水反应生成了碳酸钙(CaCO3)。 (2)根据【查阅文献】碳酸钙能与二氧化碳和水反应生成可溶于水的碳酸氢钙,可知饱和石灰水浑浊后变澄清的原因可能是过量的二氧化碳通入到石灰水中,使得生成的碳酸钙与过量的二氧化碳以及水反应生成碳酸氢钙的缘故。 【设计实验】用图2装置除去CO2中的HCl气体时,气体应从长导管进入,除去
9、HCl气体时要用饱和的碳酸氢钠溶液,因为饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应生成二氧化碳,能将杂质除掉,不引入其他杂质,同时碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应,符合除杂原则,故选D。 【得出结论】由实验现象饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清可知饱和石灰水浑浊后变澄清的原因是挥发出的HCl使浑浊变澄清。,命题点1,命题点2,(3)由于装置中有空气,刚开始通入到石灰水中的气体是空气,空气不与石灰水反应,从而使得AB段pH几乎不变;由于挥发出的HCl使浑浊变澄清,因此BC段pH减小,是因为石灰水中氢氧化钙被消耗,石灰水被消耗的原因有二氧化碳和浓盐酸挥发出的HCl与其反应,由此可
10、知BC段发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+ H2O、2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O,当氢氧化钙被消耗完时,HCl过量,使得溶液的pH小于7,因此D点的溶液中除了有水外,还有反应生成的氯化钙和过量的HCl。,命题点1,命题点2,2.(2014安徽中考,13,7分)某化学兴趣小组设计了一组“吹气球”实验,三套装置如下图:,命题点1,命题点2,(1)甲装置: 仪器a的名称为 。 向a中加水会看到气球胀大,一段时间内气球大小没有变化,说明该装置气密性 。 (2)乙装置: 若生成O2使气球胀大,则锥形瓶中所装的固体物质可以是 。 若生成H2使气球胀大,则反应的化学
11、方程式为 。 若锥形瓶中装有NaOH固体,分液漏斗中加入少量水,则气球胀大的主要原因是 。 (3)丙装置: 若锥形瓶中盛满CO2,欲使气球胀大,则分液漏斗中的液体可以是 。,命题点1,命题点2,答案 (1)长颈漏斗 良好 (2)MnO2(或二氧化锰) Zn+2HCl=ZnCl2+H2(或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2) NaOH固体溶于水放热 (3)NaOH溶液(合理即可) 解析 如果装置气密性良好,加入液体会使锥形瓶中气压增大,气球胀大。H2O2溶液遇到MnO2等催化剂时,会放出O2。Zn和稀盐酸(或稀硫酸)反应可以生成H2。温度升高也可以使气球胀大。丙中CO2气体被吸收时,内部的气球就
12、会胀大。,命题点1,命题点2,二氧化碳的实验室制取 3.(2018安徽中考,12,7分)下图是实验室中常见装置,回答下列问题。 查阅资料:常温下,CO2难溶于饱和NaHCO3溶液。,命题点1,命题点2,(1)仪器X的名称是 。 (2)实验室制取CO2应选用的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式是 ,该反应属于 (填反应类型)。 (3)常温下,下列收集CO2的方法中不可行的是 (填字母序号)。 a.向上排空气法 b.向下排空气法 c.排饱和NaHCO3溶液法 (4)某同学进行图D所示的操作时,观察到高的蜡烛先熄灭,其原因可能是 。,命题点1,命题点2,答案 (1)长颈漏斗 (2)A Ca
13、CO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 复分解反应 (3)b (4)二氧化碳倾倒过快,先使高蜡烛火焰附近氧气浓度减少,命题点1,命题点2,解析 (1)仪器X是长颈漏斗。(2)实验室制取二氧化碳的药品是大理石或石灰石与稀盐酸,且在常温下进行,因此应选择的发生装置是A或B,但由于B装置中长颈漏斗没有伸入到液面以下,会导致产生的二氧化碳逸出,因此实验室制取二氧化碳只能选择图中的A装置。大理石或石灰石主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2,该反应发生在溶液中是两种化合物反应生成另外两种化合物,属于复分解反应。(
14、3)由于二氧化碳密度比空气大,能用向上排空气法收集,且由于在常温下,二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液因此也可采用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集二氧化碳。(4)图D所示操作是向烧杯中倾倒二氧化碳,若倾倒速度过快则会导致上方蜡烛周围氧气浓度减少,从而使得高的蜡烛先熄灭。,考法1,考法2,考法3,碳单质的性质和用途 考法解读碳单质的性质和用途在安徽中考中主要以选择题和填空题的形式出现,考查要点主要是碳单质的物理性质(如活性炭的吸附性)和化学性质(常温下化学性质不活泼、可燃性和还原性),考法1,考法2,考法3,典例1(2018内蒙古呼和浩特中考)下列碳单质的用途与其化学性质有关的是( ) A.用石墨制作干
15、电池的电极 B.用碳素笔书写档案文件 C.用活性炭作饮水机的净水剂 D.用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启,B,解析 A项,用石墨制作干电池的电极是利用石墨的导电性,属于物理性质,错误;B项,用碳素笔书写档案文件,说明单质碳的化学性质不活泼,正确;C项,用活性炭作饮水机的净水剂是利用活性炭的吸附性,属于物理性质,错误;D项,用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启是利用石墨的滑腻感,属于物理性质,错误。,方法总结碳的化学性质主要有三个:1.常温时,具有稳定性;2.具有可燃性,充分燃烧生成二氧化碳,不充分燃烧生成一氧化碳;3.具有还原性,在较高温度下它能夺取某些含氧化合物里的氧。,考法1,考法2,考法3,
16、对应训练 1.(2018安徽蚌埠一模)浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料“碳海绵”。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构,主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”说法错误的是( ) A.具有吸附性,可处理海上石油泄漏 B.常温下化学性质活泼 C.在一定条件下可还原氧化铜 D.在氧气中完全燃烧的产物是CO2,B,解析 A项,“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,可处理海上石油泄漏,正确;B项,常温下碳的化学性质稳定,不活泼,错误;C项,碳具有还原性,“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质),所以在一定条件下可还原氧化铜,正确;D项,
17、碳完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,正确。,考法1,考法2,考法3,二氧化碳的性质 考法解读联系生活实际命题,让学生利用二氧化碳的性质解决问题,主要考查吸收二氧化碳、检验二氧化碳的方法以及CO2不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大的性质。,考法1,考法2,考法3,典例2(2018安徽寿春中考模拟)某化学兴趣小组利用如图所示装置对二氧化碳的性质进行验证,据图回答下列问题。,考法1,考法2,考法3,(1)如图1所示,沿烧杯壁向烧杯内倾倒二氧化碳。 观察到的现象为 ; 根据实验现象,可得出二氧化碳的化学性质是 、 ,该实验说明二氧化碳能用来 。 (2)如图2所示,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的
18、玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球先变成 色,通过此现象可获得关于二氧化碳的物理性质是 ,发生反应的化学方程式为 。,答案 (1)下层的蜡烛火焰先熄灭,上层的蜡烛后熄灭 不能燃烧 也不能支持燃烧 灭火 (2) 红 二氧化碳的密度比空气的大 CO2+H2O=H2CO3,考法1,考法2,考法3,解析 (1)沿烧杯壁向烧杯内倾倒二氧化碳,可观察到的现象是下层的蜡烛火焰先熄灭,上层的蜡烛后熄灭;蜡烛熄灭说明了二氧化碳的化学性质是不能燃烧,也不能支持燃烧,该实验说明二氧化碳能用来灭火。(2)将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球都不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色;用紫色
19、石蕊溶液润湿的棉球都变红,说明二氧化碳和水发生了化学反应生成了碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红色,并且比先变红,通过此现象说明二氧化碳的密度比空气的大,二氧化碳与水反应生成碳酸的化学方程式是CO2+H2O=H2CO3。,考法1,考法2,考法3,对应训练 2.(2018浙江温州中考)人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其历程中的部分资料。 资料一:1630年,海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2。 资料二:1754年,布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2,并完成了如下所示的物质转化研究。,考法1,考法2,考法3,资料三:1766年,卡文迪许通过实验测得室温下1体
20、积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。,(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。 (2)写出布莱克实验中反应的化学方程式: 。 (3)如图,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管a缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升。,考法1,考法2,考法3,答案 (1)不燃烧、也不支持燃烧 (2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O (3)100 解析 (1)二氧化碳能使燃着的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧。(2)反应是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+
21、H2O。(3)因为室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体,所以将300 mL二氧化碳通入盛有200 mL蒸馏水的广口瓶中时,只能溶解200 mL二氧化碳,则排出的水的体积为100 mL。,考法1,考法2,考法3,一氧化碳的性质 考法解读常结合生活中的实例考查CO的毒性,或以实验的形式考查CO的燃烧,CO与CuO、Fe2O3的反应。,考法1,考法2,考法3,典例3(2017湖北鄂州中考)为加深对一氧化碳还原性的理解,减少一氧化碳对环境的污染,某同学设计了如图所示的实验:回答下列问题: (1)图B中,薄铜片受热时发生反应的化学方程式为 。 (2)趁热将图B所示的薄铜片插入到图A所示的装置中(如
22、图C所示),观察薄铜片的颜色变化。现象是 ;振荡集气瓶,观察到的现象是 。 (3)实验结束后用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体,有明显的蓝色火焰出现,该反应的化学方程式为 。,考法1,考法2,考法3,考法1,考法2,考法3,规律总结一氧化碳具有还原性,能把金属从它们的氧化物中还原出来(工业上常用来冶炼金属)。一氧化碳具有可燃性,能在空气中燃烧产生蓝色火焰,生成二氧化碳。,考法1,考法2,考法3,对应训练 3.(2018浙江宁波中考)三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体,可溶于水,与水反应生成草酸,且常温下不稳定,其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳说法错误的是( ) A.C2O3中碳元素的化合价为+4价 B.三氧化二碳具有还原性 C.在空气中燃烧的产物为二氧化碳 D.与氢氧化钠溶液反应可生成盐,A,考法1,考法2,考法3,解析 A项,由化合价原则可知,C2O3中氧元素的化合价为-2价,可推出碳元素的化合价为+3价,错误;B项,根据CO具有还原性,而三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似,可判断C2O3具有还原性,正确;C项,根据CO具有可燃性,在氧气中燃烧生成二氧化碳,三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似,在空气中燃烧的产物为二氧化碳,正确;D项,三氧化二碳(化学式C2O3)可溶于水,与水反应生成草酸,与氢氧化钠溶液反应可生成盐,正确。,
