第3讲碳和碳的氧化物考试说明1.二氧化碳：(1)能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途；(2)初步学习二氧化碳的实验室制取方法；(3)了解自然界。2．知道一氧化碳对人体健康的影响。3．学习基本实验技能：(1)初步学会运用简单的装置和方法制取某些气体；(2)会检验氧气、二氧化碳。4．完成基础学生实验：二氧化碳的实验室制法与性质。考点1碳单质的性质1.碳单质的物理性质和用途(1)碳单质有______、______和______。它们的物理性质存在差异是因为____________。(2)金刚石、石墨物理性质和用途比较金刚石石墨色、态、形无色透明正八面体状固体深灰色细鳞片状固体、有金属光泽硬度硬度大质软导电性不导电导电性好用途装饰品、玻璃刀、钻探机钻头润滑剂、铅笔芯、电极(3)木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成，它具有______结构，因此它具有较强的吸附能力。活性炭也具备这个性质，常用于______和______。C60分子是一种由____________构成的碳分子，它形似足球，这种结构的碳分子很稳定。它主要应用于材料科学和超导体等方面的研究。2.碳单质的化学性质稳定性古代用墨书写或绘制的字画不易褪色，是因为常温下，碳的化学性质不活泼可燃性①充分燃烧：________________________②不充分燃烧：________________________说明：相同反应物在不同条件下反应产物可能不同还原性①与CuO反应：____________;现象：____________。CuO是______；C是______(填“氧化剂”或“还原剂”)②与CO2反应：___________________________________提示：碳的还原性可用于冶金工业考点2二氧化碳的性质与用途1.CO2的物理性质：通常二氧化碳是一种______、______的气体，密度比空气______，______溶于水。2.CO2的化学性质化学性质化学方程式说明一般不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸与水反应生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，碳酸不稳定,易分解能与碱反应用于检验二氧化碳与灼热的碳反应吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂3.CO2的用途：________________________等。固体二氧化碳叫______，它升华时______，因此可作______。4.二氧化碳对生活的影响11\n(1)产生温室效应的气体有：______、______、甲烷、氟氯代烷等。(2)防止温室效应的措施：减少使用化石燃料，______，______，______。考点3二氧化碳的制取1.实验室制取气体的思路与方法(1)实验室制取气体的一般思路：①首先研究生成该气体的______,②需要研究制取这种气体所采用的______，③需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。(2)气体发生装置：①选择发生装置的原理：根据______和______。②常用发生装置：a.固体或固体混合物加热制取气体，如实验室加热高锰酸钾制氧气；b.固体与液体反应不加热制取气体，如实验室制二氧化碳或氢气。(3)气体收集方法：①气体收集方法取决于所制的气体的______和______。②常见的方法：a.排水法，适用于______的气体；b.排空气法，当气体密度大于空气的密度，即相对分子质量>29,用______法；当气体密度小于空气的密度，即相对分子质量<29，用______。2.二氧化碳的实验室制取(1)药品：______与大理石(或石灰石，主要成分都是______)。(2)反应原理：__________________________________________。3.二氧化碳的工业制取工业上常用煅烧____________的方法制取CO2，化学方程式为________________________。考点4一氧化碳的性质与用途1.CO的物理性质一氧化碳是______、______的气体，其密度比空气______，______溶于水。2.CO的化学性质(1)可燃性：2CO+O2____________(可燃性气体点燃前一定要检验______)。现象：发出______的火焰。(2)还原性：CO+CuO____________(非置换反应)。应用：冶金工业。现象：黑色的氧化铜逐渐变成______，澄清石灰水变浑浊。(3)CO的毒性：煤气中毒即CO中毒，原因是CO很容易跟血液里的血红蛋白相结合，使血红蛋白不能很好地跟氧气结合。3.CO的用途：CO用于燃料和冶金工业。命题点1 碳单质的性质和用途 (2022·铜仁)用墨(用炭黑等制成)绘制的古代字画能留传至今而不变色的原因是什么？思路点拨：炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，因此用墨绘制字画长久不变色。答：________________________________________________________________________。 1．(2022·成都)按如图进行实验，有关说法及分析不正确的是( )A．烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀B．网罩的作用是集中火焰，提高温度C．可观察到澄清石灰水变浑浊D．产生的气体一定没有CO 11\n2．(2022·黔东南模拟)C60的分子结构形似足球(如图所示)，关于C60的说法错误的是( )A．它是一种新型化合物B．每个C60分子由60个碳原子构成C．它是一种单质D．它的相对分子质量为720命题点2 二氧化碳的性质和用途 (2022·毕节)实验探究：(1)为了验证二氧化碳的性质，某同学将实验中制取的二氧化碳气体导入A、B装置(如图)，回答下列问题：①装置A中的现象是__________，发生反应的化学方程式为____________________。②B装置中的现象是____________________________________，说明二氧化碳不能燃烧，也不支持蜡烛燃烧，且密度比空气大。由此可知，二氧化碳在生活中可用于________。(2)在我们的日常生活中离不开金属材料：①铁锅是有益于人类健康的理想炊具但也很容易生锈。写出预防你家铁锅生锈的一种具体做法____________________________。②小明做了如图所示的实验(铁片和镁片的形状和大小相同)。请回答：小明根据“甲中产生气泡比乙中快”得出镁的金属活动性比铁________。完全反应后，过滤，滤液都倒入同一个烧杯中，加入过量的锌，待充分反应后再过滤，得到的固体中一定含有的物质是________，得到溶液的质量________(填“大于”“小于”或“等于”)与锌反应前溶液的质量。思路点拨：(1)二氧化碳溶于水，能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红色，所以A中可观察到的现象是溶液变红色；由于二氧化碳的密度比空气大，所以二氧化碳进入B装置烧杯中，会沉在烧杯底部，然后逐渐上升，包围蜡烛火焰，使蜡烛熄灭，该过程中火焰位置低的蜡烛先被熄灭，根据蜡烛熄灭实验，可知二氧化碳可用于灭火。(2)铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，防止铁生锈就是破坏铁生锈的条件，防止铁锅生锈最常用的方法是使用之后，及时将铁锅洗干净，然后擦干；在相同条件下，镁与稀硫酸反应较铁与稀硫酸反应快，说明镁的金属活动性较铁强；由于锌的活动性比镁弱，但比铁强，所以向硫酸镁和硫酸亚铁的混合溶液中加入过量的锌，锌不能与硫酸镁反应，可将硫酸亚铁中的铁置换出来，所以充分反应后过滤，滤液的溶质是硫酸镁和硫酸锌，固体的成分是铁和锌，锌与硫酸亚铁反应时，参加反应的锌的质量比反应生成铁的质量大，所以反应后所得溶液的质量增加。 3．(2022·北京)如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明CO2密度大于空气且能与水反应的现象是( )A．①变红，③不变红B．④变红，③不变红C．①、④变红，②、③不变红D．④比①先变红，②、③不变红11\n4．(2022·铜仁思南模拟)碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。(1)物质X的化学式为________。(2)在物质的分类中，CO属于________(填标号)。A．酸B．碱C．盐D．氧化物(3)从图中任选一种物质，写出它的一种用途__________________。(4)写出图中转化关系中属于化合反应的一个化学方程式________________。命题点3 二氧化碳的制取 (2022·遵义)根据下图完成相关问题：(1)写出标号为①的仪器名称：________；(2)制取气体前图C的操作是______________；(3)实验室用图A装置制取二氧化碳的化学方程式为________________________________________；将产生的气体通入图B装置中，无明显现象，可能的原因是____________________________________________________。思路点拨：仪器①是铁架台；图C是用微热法检查装置的气密性；实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，其反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；由于盐酸具有挥发性，盐酸浓度越大挥发性越强，如果实验所用盐酸浓度偏大，则会造成二氧化碳中混有较多的氯化氢，氯化氢溶于水得到盐酸，盐酸能与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，导致实验时无法观察到澄清石灰水变浑浊。 5．(2022·铜仁)化学是一门以实验为基础的科学，某校化学兴趣小组用如图装置完成实验，请根据要求回答：(1)写出仪器a的名称：________，若要完成“粗盐提纯”实验，某同学选择F装置，请写出需要补充的仪器名称________；(2)实验室若要制取氧气，选择的发生装置是________(填一种)，并写出所选实验装置制取氧气的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________；11\n(3)实验室收集二氧化碳气体，应选用________装置，写出实验室检验二氧化碳气体的化学方程式____________________________。6．(2022·贵阳模拟)下面的实验仪器省去了固定装置，请根据要求回答问题：(1)甲图中仪器①的名称为________。(2)乙图中的微型装置H可用于实验室制备CO2，此微型装置在操作上的优点是______________；在甲图中可选择________(填序号)装配与装置H功能相同的装置。(3)装配KClO3制备O2的发生装置，甲图中除固定装置外还差的仪器是________(写名称)；该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)用铁片和稀硫酸在微型装置H中制取氢气，其化学方程式为__________________________；I是医用输液观察滴夜快慢的滴壶，若用它作微型洗气装置，则气体应从________(填“a”或“b”)进入，其中所装洗气的液体不能装满的原因是__________________________________。实验二氧化碳的实验室制法药品石灰石(或大理石)和稀盐酸反应原理发生装置收集方法验满将____________，木条熄灭说明收满检验气体将____________中，看石灰水是否变浑浊操作步骤注意事项①检查装置的气密性；②长颈漏斗的管口要插入液面下；③不能用排水法收集【温馨提示】实验室制取二氧化碳所需要的药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸，酸不能为浓盐酸和稀硫酸。使用浓盐酸会因浓盐酸具有很强挥发性导致制取的CO2气体不纯；使用硫酸，生成的CaSO4微溶水，附着在大理石表面，使反应停止。 实验室常用下图A与B装置制取气体，回答下列问题：11\n(1)写出图中标有a、b、c的仪器名称：a________，b________，c________。(2)小高制取二氧化碳气体，应选择图中的装置________(填字母)，使用的药品是(填化学式)________和________，写出该反应的化学方程式：________________________________，检验二氧化碳是否收集满的方法是________________________________________________________________________。(3)若小高要用A装置制取干燥的二氧化碳气体，则瓶(1)应盛放________(填序号)。A．氢氧化钠溶液 B．浓盐酸 C．浓硫酸(4)写出用B装置制取气体的一个化学方程式：__________________________。(5)B装置气密性的检查：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。思路点拨：实验室用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳，应用“固液常温型”发生装置；稀盐酸和大理石反应生成氯化钙、水和二氧化碳；检验二氧化碳是否收集满的方法是：用燃烧的木条放于集气瓶口，若木条熄灭，说明CO2收集满了。小高同学要用A装置制取干燥的二氧化碳气体，应在瓶(1)中盛放浓硫酸，用来除去二氧化碳中混有的水蒸气。B装置适用于固体加热制取气体，因试管口无棉花，应是氯酸钾制取氧气；检查B装置气密性时，连接好装置，先将导管一端伸入水中，再用手捂住试管，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段水柱，表明气密性良好。解答有关气体制取及性质检验的实验题时，首先要明确实验原理，根据原理确定反应物状态和反应条件从而可以确定气体制取的发生装置，根据气体的性质确定收集方法和检验方法，要注意的是气体验满与检验不同，如二氧化碳检验用澄清石灰水，而验满时则采用燃着的木条。(6)如果该实验选择图A装置来制取氧气，反应的化学方程式为__________________________。(7)若使用高锰酸钾制取氧气，则B装置应做的改动是______________________，原因是____________________________。(8)B装置收集氧气结束时，应先________，再_______，目的是_____________________________________。一、选择题1．(2022·南宁)燃着的香烟产生的烟气中含有一种易与人体血液中血红蛋白结合的有毒物质，该物质是( )A．焦油B．尼古丁C．一氧化碳D．二氧化碳2．(2022·十堰)有关碳和碳的化合物描述错误的是( )A．干冰常用于人工降雨B．活性炭有较强的吸附性，常用于工业制糖时脱色C．金刚石和石墨组成元素相同，物理性质和化学性质相似D．室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒3．(2022·资阳)下列关于碳及碳的化合物的说法错误的是( )A．石墨、金刚石、C60的物理性质不同，但都属于碳的不同单质B．乙烯(X)的燃烧反应为X＋3O22H2O＋2CO2，则乙烯的分子式为C2H4C．含碳的化合物中甲烷、乙醇属于有机物，CO、CO2则属于无机物D．C6H6(苯)和C2H2(乙炔)中C、H原子个数比相同，但元素质量比不同4．(2022·咸宁)关于C、CO、CO2三种物质，有下列说法：11\n①三种物质都含有碳元素，都具有还原性②CO、CO2都是没有颜色、没有气味的气体③CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨④CO2能产生温室效应，CO易于血液中的血红蛋白结合引起中毒⑤CO2可用来灭火，CO可用作燃料上述说法中正确的是( )A．①②③B．②③④C．②④⑤D．①③⑤5．(2022·广州)如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是( )①试管内液面上升 ②试管内溶液变红 ③试管内液面不上升 ④试管内溶液变蓝 ⑤试管内溶液不变色A．①②B．①④C．②③D．③⑤6．(2022·临沂)通过实验探究可获得较多的化学知识，对如图所示的实验分析错误的是( )A．两支蜡烛自下而上依次熄灭B．二氧化碳不能燃烧C．二氧化碳的密度比空气大D．二氧化碳支持燃烧7．(2022·重庆)我们曾经做过以下一组对比实验，该对比实验得出的结论是( ) ①CO2密度比空气密度大 ②CO2能够与水发生化学反应 ③CO2不能使干燥纸花变色 ④CO2不支持燃烧A．①②B．②③C．③④D．①④8．(2022·苏州)下列关于二氧化碳的说法错误的是( )A．二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一B．大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色D．实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳二、填空及简答题9．(2022·毕节)碳在过量氧气中充分燃烧的化学方程式为________________，该反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。10．(2022·龙东)根据下列图文回答问题：(1)图①：从微观角度看，酸和碱发生中和反应的实质是________________________________________________。(2)图②：干燥剂的主要成分为生石灰，用化学方程式表示其干燥原理：__________________________________。(3)图③：一个C60分子是由____________构成的。11\n(4)图④：古代字画能够保存很长时间不褪色的原因是________________________________________________________________________。11．(2022·资阳)碳及碳的化合物间的转化关系可表示为：，由此可写出各步反应的化学方程式。硫及硫的化合物间的转化关系可表示为：(1)模仿碳及碳的化合物间转化反应方程式的书写，写出硫及硫的化合物转化反应中指定反应的化学方程式：反应①：________________；反应③：________________。(2)反应②中，V2O5在反应前后的质量均为m，则V2O5在该反应中起________作用。(3)上述反应中，属于化合反应的有：________(填序号)。(4)实验室因操作不当，将浓硫酸滴在书页上，一会儿书页出现了黑色，且由糊状至烂洞状。这是因为浓硫酸具有____________________________________。12．(2022·遵义)“碳循环”是自然界中一类重要的物质转化，CO2在转化中起着非常重要的作用，如图是这种作用的具体体现之一。(1)如果A是葡萄糖(C6H12O6)，它的分子中碳、氢、氧原子个数比为________；(2)自然界中“碳循环”的“碳”是指________(填“单质”“元素”或“原子”)；(3)某有机物R在空气中完全燃烧的化学方程式：R＋3O22CO2＋3H2O，R的化学式为________；(4)碳酸钾是无机盐，写出碳酸钾与盐酸反应的化学方程式________________________________________________________________________；(5)科学家用NaOH溶液喷淋吸收CO2(如图)，对该方法的叙述正确的是________。A．该方法中包含分解反应，置换反应等B．物质①是Na2CO3溶液C．操作①是蒸发浓缩，降温结晶D．整个过程至少有两种物质可以循环利用三、实验探究题13．(2022·黔东南)下列是实验室制备CO2，并验证CO2性质的实验装置图，按要求回答下列问题：(1)写出标号仪器的名称：①________；②________。(2)在检查装置A的气密性操作时，当关闭活塞M和N，向仪器②中注水，观察到____________________的现象，说明装置漏气。(3)关闭活塞N，打开活塞M，向仪器②中加入稀盐酸，装置B处观察到的现象是：________，当观察到C处的石灰水变浑浊时，则C中发生的化学反应方程式是：____________________________________。(4)关闭活塞M，打开活塞N。用A、D、E、F、G制取纯净干燥的CO211\n气体，装置D的作用是________________________，装置E中盛装________溶液，用于除去CO2气体中的水分；当观察到________________________，说明F中已集满二氧化碳气体。(5)若关闭活塞M，打开活塞N。实验室要制取干燥的氧气用A、D、E、F、G中，只需选用的装置是________(填编号)，化学反应方程式是：__________________________________。14．(2022·上海)甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。(1)B中反应的化学方程式是________________________________________________________________________，该反应的还原剂是________。(2)实验过程中，C中的现象是________________，D处点燃的目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)对该实验的分析正确的是________(填字母)。a．实验结束时应先熄灭B处酒精灯b．C中增加的质量与B中固体减少的质量相等c．反应开始后通入2.8g一氧化碳可生成6.4g铜d．反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化(4)甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。四、计算题15．(2022·铜仁)贵州铜仁地处武陵山区，石灰石资源丰富，某课外小组同学取该样品12.0g于烧杯中，向盛有样品的烧杯中加入足量一定溶质质量分数的稀盐酸溶液充分反应，所用稀盐酸质量(用X表示)和烧杯中剩余固体质量(用Y表示)关系如图所示(石灰石的主要成分是碳酸钙，杂质不溶于水也不与酸反应)，请回答下列问题：(1)石灰石中碳酸钙的质量是多少？(2)充分反应后共生成多少二氧化碳？(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？11\n参考答案考点解读考点1 1.(1)金刚石 石墨 C60 碳原子的排列方式不同 (3)疏松多孔 吸附毒气 脱色 60个碳原子 2.C＋O2CO2 2C＋O22CO C＋2CuO2Cu＋CO2↑ 固体由黑色变成红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 氧化剂 还原剂 CO2＋C2CO考点2 1.无色 无味 大 能 2.CO2＋H2O===H2CO3 H2CO3===H2O＋CO2↑ CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O C＋CO22CO 3.灭火，作制冷剂、气体肥料、化工产品的原料 干冰 吸热 制冷剂 4.(1)二氧化碳 臭氧 (2)开发新能源 植树造林 减少使用氟氯昂制冷剂减少使用氟氯昂制冷剂考点3 1.(1)化学反应原理 发生装置 (2)反应物的状态 反应条件 (3)①密度 是否溶于水 ②难溶于水且不与水发生化学反应 向上排空气 向下排空气 2.(1)稀盐酸 碳酸钙 (2)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 3.石灰石 CaCO3CaO＋CO2↑考点4 1.无色 无味 小 难 2.(1)2CO2 纯度 蓝色 (2)Cu＋CO2 红色各个击破例1 碳在常温下化学性质不活泼 例2 (1)①溶液变红色 H2O＋CO2===H2CO3 ②两支蜡烛按位置由低到高的顺序依次熄灭 灭火 (2)①用完后及时洗干净，擦干 ②强 铁和锌 大于 例3 (1)铁架台 (2)检查装置气密性 (3)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 实验时所用盐酸浓度较大，二氧化碳中混有较多的氯化氢气体题组训练 1.D 2.A 3.D 4.(1)CO2 (2)D (3)CO，可作燃料 (4)C＋O2CO2 5.(1)锥形瓶 玻璃棒 (2)A(或B) 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑(或2H2O22H2O＋O2↑) (3)C CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 6.(1)长颈漏斗 (2)可控制反应速率 ADEF(或BDG) (3)酒精灯 2KClO32KCl＋3O2↑ (4)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ b 防止液体被压往a处流出实验突破实验 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 向上排空气法 将燃着的木条放在集气瓶口 将气体通入澄清石灰水中例4 (1)酒精灯 铁架台 长颈漏斗 (2)A CaCO3 HCl CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O 用燃烧的木条放于瓶口，若木条熄灭，说明CO2收集满了 (3)C (4)2KClO32KCl＋3O2↑ (5)将导管的末端浸入水中，用手捂住试管，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段水柱，则装置气密性良好拓展训练 (6)2H2O22H2O＋O2↑ (7)在试管口加一小团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管 (8)撤离导气管 熄灭酒精灯 防止水倒流引起试管炸裂整合集训1．C 2.C 3.D 4.C 5.A 6.D 7.B 8.D 9.C＋O2CO2 放热 10.(1)氢离子和氢氧根离子结合成水分子 (2)CaO＋H2O===Ca(OH)2 (3)60个碳原子 (4)常温下碳的化学性质稳定(或常温下碳的化学性质不活泼) 11.(1)S＋O2SO2 SO3＋H2O===H2SO4 (2)催化 (3)①②③ (4)较强的腐蚀性(或较强的脱水性) 12.(1)1∶2∶1 (2)元素 (3)C2H6O (4)K2CO3＋2HCl===2KCl＋H2O＋CO2↑ (5)D 13.(1)锥形瓶 长颈漏斗 (2)长颈漏斗中有液体滴下 (3)溶液变红 Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3↓ (4)除去CO211\n中混有的HCl 浓硫酸 G装置中下层的蜡烛熄灭 (5)A、E、F 2H2O22H2O＋O2↑ 14.(1)CO＋CuOCu＋CO2 CO (2)澄清石灰水变浑浊 防止有毒气体CO逸散到空气中污染环境 (3)ad (4)为了排尽装置中的空气，反应前已通入一段时间的CO15．(1)根据图可得碳酸钙的质量为12g－2g＝10g(2)设生成二氧化碳的质量为x，反应消耗的稀盐酸溶质质量为y。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑100734410gyx＝ x＝4.4g＝ y＝7.3g(3)所用稀盐酸的溶质质量分数为×100%＝14.6%答：(1)石灰石中碳酸钙的质量为10g；(2)充分反应后共生成二氧化碳4.4g；(3)所用稀盐酸的溶质质量分数是14.6%。11
