2022届初中化学一轮复习 第六单元　碳和碳的氧化物 课件

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第六单元　碳和碳的氧化物真题体验命题点1　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:【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、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:　 。 【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【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  　 。 图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随通入气体时间的变化曲线如图3。①AB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　　　　　　　　　　　　。 ②BC段发生反应的化学方程式主要有  　 。 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)①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+和Cl-)②CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O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。(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2　二氧化碳的实验室制取2.(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。(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　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)长颈漏斗(2)A　CaCO3+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。(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。考点梳理透明的　　　　　、深灰色的石墨和足球状的　　都是由碳元素组成的单质,但由于　　　　　　　　　　　　　　,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。 金刚石 碳原子的排列方式不同C60 1.金刚石、石墨、C60的物理性质和用途的比较 导电碳原子排列方式不同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。黑色 变浑浊 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 特别提醒(1)焦炭炼铁:焦炭在高温条件下还原氧化铁的化学方程式为2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑;(2)在高温条件下,碳还能使CO2转变为CO,反应的化学方程式为C+CO2 2CO。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)物理性质大 能(2)化学性质 先后红浑浊不支持 CO2+H2O==H2CO3 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O　 特别提醒某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。(3)用途 2.一氧化碳(1)物理性质 略小 难 (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。3.CO2和CO的鉴别与除杂(1)CO2和CO的鉴别方法(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。答案 (1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 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 　 。 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 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　　　　　　　　。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　　　　　　　。 2.自然界中的碳循环 供给呼吸 灯火试验 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 考法突破考法1 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)。典例1(2020·湖南长沙中考)两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质,下列关于碳单质的说法正确的是(　　)A.金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来裁玻璃B.石墨有金属光泽,有导电性,所以是一种金属C.活性炭具有吸附性,可以吸附所有物质D.金刚石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接构成的答案 A　解析 A项,金刚石是天然存在的最硬的物质,可以作钻头,切割玻璃、大理石等,正确;B项,石墨有金属光泽,有导电性,但不是金属,错误;C项,活性炭具有吸附性,但不可以吸附所有物质,错误;D项,金刚石、石墨是由碳原子直接构成的,但足球烯(C60)是由碳分子构成的,错误。方法总结金刚石和石墨虽然都是由碳元素形成的单质,但由于其结构中碳原子的排列方式不同,使得两者的物理性质存在明显差异,如金刚石是天然存在最硬的物质,而石墨却很软,石墨有优良的导电性而金刚石没有导电性等。由于碳元素原子最外层电子数都是4个,因此它们的化学性质相似,都具有可燃性(充分燃烧生成二氧化碳,不充分燃烧生成一氧化碳)、还原性、常温下化学性质稳定等性质。对应练1石墨烯是一种革命性材料,具有优异的光学、电学和力学特性。如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图,图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是(　　)A.石墨烯是一种新型化合物B.三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同C.金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质D.石墨烯的化学式为C答案 A　解析 A项,根据题目信息可知,三种物质都是由碳元素组成的,没有其他元素,所以都是单质,即石墨烯为一种新型单质,错误;B项,三者都是碳的单质,在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化碳,正确;C项,石墨烯与金刚石虽然都由碳元素组成,但是结构不同,为两种不同的物质,正确;D项,石墨烯也是由碳原子构成的,所以化学式为C,正确。对应练2(2020·四川成都)按如图进行实验,下列分析或结论正确的是(　　)A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始B.实验结束应立即倒出粉末C.木炭能使氧化铜还原为铜D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳的质量答案 C　解析 A项,导管口刚有气泡冒出不能说明反应开始,因为刚开始排出的是试管内的空气,错误;B项,实验结束不能立即倒出粉末,因为铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜,错误;C项,木炭具有还原性,能使氧化铜还原为铜,正确;D项,根据质量守恒定律,固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和,反应中可能生成一氧化碳,所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳的质量,错误。对应练3(2020·山东济宁中考)2019年碳家族再添新成员。某研究小组合成出第一个由18个碳原子构成的环状纯碳分子,其结构如图所示。回答:(1)碳原子的结构示意图为 其最外层电子数是　　　;若碳元素在化合物中的化合价为+4价,写出一种符合要求的化合物的化学式　　　　; (2)尝试写出环状纯碳分子的化学式　　　。 答案 (1)4　CO2　(2)C18 解析 (1)由原子结构示意图的意义可知,碳原子最外层电子数为4;在二氧化碳中碳元素的化合价为+4价。(2)由图示可知,每个环状纯碳分子中含有18个碳原子,分子中原子个数要写在元素符号的右下角,故环状纯碳分子的化学式是C18。考法2 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。典例2(2020·江苏苏州中考)用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸,待试管乙中液体变红后,将其加热至沸腾,红色不褪去。下列说法正确的是(　　)A.甲中逸出的气体只含CO2B.乙中液体变红,证明CO2能与水反应C.加热后红色不褪去,说明碳酸受热不分解D.欲达到实验目的,可将盐酸改为稀硫酸答案 D　解析 A项,盐酸具有挥发性,能挥发出氯化氢气体,甲中逸出的气体不是只含CO2,还含有氯化氢气体,错误;B项,氯化氢气体能使紫色石蕊溶液变红色,乙中液体变红,不能证明CO2能与水反应,错误;C项,加热后红色不褪去,不能说明碳酸受热不分解,是因为氯化氢气体溶于水生成的盐酸使紫色石蕊溶液变红色,错误;D项,硫酸不具有挥发性,能与碳酸钙粉末反应生成二氧化碳气体,欲达到实验目的,可将盐酸改为稀硫酸,正确。对应练4(2020·贵族黔西南州中考,微型实验)实验室利用如图所示装置进行相关实验。回答下列问题:(1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)C装置中实验所需二氧化碳,应选用A、B发生装置中的　　　装置获得。在仪器组装后、加入药品前,需要进行的操作是　　　　　　　　　。 (3)制得的CO2干燥后利用C装置进行实验,b处的实验现象是　　　　　　　　。若要证明b处二氧化碳与水发生了反应,可在a处放置石蕊溶液染成紫色的干燥的小花或　　　　　　　　　　　　。 (4)根据烧杯中的实验现象,能得出的结论是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(2)B　检查装置的气密性(3)紫色变红色　干燥的石蕊试纸(4)二氧化碳的密度比空气大　二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧解析 (1)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取的,即碳酸钙与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↑。(2)C装置中实验所需二氧化碳,应选用A、B发生装置中的B装置获得。在仪器组装后、加入药品前,需要进行的操作是检查装置的气密性。(3)制得的CO2干燥后利用C装置进行实验,b处的实验现象是紫色变红色;若要证明b处二氧化碳与水发生了反应,可在a处放置石蕊溶液染成紫色的干燥的小花或干燥的石蕊试纸。(4)根据烧杯中的实验现象,能得出的结论是二氧化碳的密度比空气大;二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧。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。典例3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　 。 对应练5(2020·四川巴中)如图所示进行碳的氧化物的性质实验,请回答下列问题。 (1)甲处的实验现象为　　　　　　　　　　　　　　,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)乙装置的作用是防止液体倒吸,丙装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)黑色粉末慢慢变成红色　CO+CuO Cu+CO2(2)收集一氧化碳,吸收二氧化碳　CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O解析 (1)一氧化碳具有还原性,在加热的条件下,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为CO+CuO Cu+CO2,实验中甲处的现象是黑色粉末慢慢变成红色。(2)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O;而一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应,因为一氧化碳有毒,会污染空气,所以丙装置的作用是收集一氧化碳,吸收二氧化碳。实验　二氧化碳的实验室制取1.实验室制取二氧化碳 把产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明生成的气体是CO2,发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O2.实验室制取二氧化碳的药品选用分析实验室制取二氧化碳,药品选用稀盐酸和石灰石(或大理石),而不用稀硫酸或浓盐酸,也不用碳酸钠或碳酸钙粉末等。(1)不可用稀硫酸代替稀盐酸,因为生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石(或大理石)的表面,使反应难以继续进行。(2)不可用浓盐酸代替稀盐酸,原因是浓盐酸易挥发出氯化氢气体,使制得的CO2不纯。(3)不可用碳酸钠或碳酸钙粉末代替石灰石(或大理石),这是由于碳酸钠或碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积大,反应速率过快,不利于控制和收集二氧化碳气体。3.除杂与干燥用稀盐酸和大理石(或石灰石)制取二氧化碳时,制得的二氧化碳气体中常混有少量氯化氢气体,应用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体,然后用硝酸银溶液检验氯化氢是否除尽,最后用浓硫酸干燥,得到纯净、干燥的二氧化碳气体。例题(2020·黑龙江鸡西中考)正确选择实验仪器是实验成功的关键,下列仪器常用于实验室制气体,请根据装置回答下列问题。(1)仪器a的名称:　　　　　　　。 (2)为探究二氧化碳的性质,小丽制取并收集了一瓶二氧化碳气体,小丽应选择的药品是　　　　　　　　　　　(填名称),反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;从A~E装置中选择的收集装置应该是　　　(填字母序号)。 (3)若要用F装置检测CO2,在F装置中盛放的试剂名称是　　　　　　　　　　　,CO2应从　　(填“b”或“c”)端通入,实验现象为　　　　　　　　　　　　　　。 拓展设问(4)为了制取二氧化碳的方便,小林同学设计了如图F、G、H三种改进装置,你认为能起到“控制反应的发生和停止”效果的是(　　) (5)如图I所示装置可用来测量生成CO2的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是　　　　　　　　　　　　　　　;植物油上方原有的空气对实验结果　　　　(填“有”或“无”)明显影响。 I (6)M装置有多种用途。用于气体干燥、除杂时,气体应从　　　处进入(选填导管口编号)。干燥二氧化碳时,瓶中液体可以是　　　(选填下列试剂编号,下同);除去一氧化碳中的二氧化碳时,瓶中液体可以是　　　。 ①浓硫酸　②烧碱溶液　③稀硫酸　④饱和碳酸氢钠溶液(7)用下图装置制取CO2并检验其性质时,澄清石灰水始终未见浑浊,原因可能是　 　　　　　　　。 答案 (1)长颈漏斗　(2)大理石(或石灰石)和稀盐酸　CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑　C(3)澄清石灰水　c　澄清石灰水变浑浊(4)GH(5)防止CO2溶解在水中,与水反应　无(6)a　①　②(7)盐酸浓度大,挥发出氯化氢气体与澄清石灰水反应(或石灰水变质,合理即可)解析 (1)仪器a的名称是长颈漏斗。(2)小丽应选择的药品是大理石(或石灰石)和稀盐酸,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑;因为二氧化碳能够溶于水,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集。(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,要检验二氧化碳,应该用澄清石灰水,通入气体,CO2从c端通入,如果澄清石灰水变浑浊,说明气体是二氧化碳。(4)装置F无法控制反应的停止,而装置G、H均能“控制反应的发生和停止”。(5)要测量二氧化碳的体积只能用排水法,二氧化碳能溶于水,所以要在水面上放一层植物油;植物油上方原有的空气不会溶解在水或植物油中,所以对实验结果无明显影响。