初三化学一轮复习讲义 第13讲 碳和碳的氧化物（提高版）

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一、碳的几种单质 1、金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。 2、石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑 块等 ，金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。 CO 和 CO2 的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。 3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等. 活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。 二、.单质碳的化学性质: 单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同1、常温下的稳定性强 2、可燃性:完全燃烧(氧气充足),生成 CO2 : C+O2 =点燃 CO2 不完全燃烧(氧气不充足),生成 CO：2C+O2 点燃 =2CO 3、还原性：C+2CuO 高温 =2Cu+CO2↑ （置换反应） 应用：冶金工业 现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。 2Fe2O3+3C 高温 4Fe+3CO2↑ 三、二氧化碳的制法 1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验） （1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定： 反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制 O2 的发生装置。 反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制 H2 的发生装置。 （2）收集方法：气体的密度及溶解性决定： 难溶于水用排水法收集 CO 只能用排水法 密度比空气大用向上排空气法 CO2 只能用向上排空气法 密度比空气小用向下排空气法 2、二氧化碳的实验室制法 1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 2) 选用和制氢气相同的发生装置 3）气体收集方法：向上排空气法 4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。 3、二氧化碳的工业制法： 煅烧石灰石： CaCO3（高温) =CaO+CO2↑ 生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2 四、二氧化碳的性质 1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰 2、化学性质：（1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸 （2)与水反应生成碳酸： CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解 （3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应可用于检验二氧化碳! （4）与灼热的碳反应： C+CO2 ===高温 2CO （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、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑） 既利用其物理性质，又利用其化学性质 干冰用于人工降雨、制冷剂 温室肥料 4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。 五、一氧化碳 1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。 3、化学性质: （H2、CO、C 具有相似的化学性质：①可燃性 ②还原性） 1）可燃性：2CO+O2 点燃 2CO2 （可燃性气体点燃前一定要检验纯度） H2 和 O2 的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。 CO 和 O2 的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。 CH4 和 O2 的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。 鉴别：H2、CO、CH4 可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色） （水煤气：H2 与 CO 的混合气体 C + H2O 高温 H2 + CO） 2）还原性： CO+CuO=== △ Cu+CO2 （非置换反应） 应用：冶金工业 现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。 Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。） 除杂：CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液： CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO ===△ Cu+CO217 CaO[CaCO3]只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3 ===高温 CaO+CO2↑ 注意：检验 CaO 是否含 CaCO3 加盐酸 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （CO3 2-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）【随堂练习】一、选择题（下列每小题只有一个选项符合题意．每小题2分，共24分）1．（2分）金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）A．都是黑色固体 B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳 C．碳原子的排列方式相同 D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化2．（2分）化学反应遵守质量守恒定律的原因是（　　）A．物质的种类没有改变 B．分子的种类没有改变 C．分子的数目没有改变 D．原子的种类、数目、质量都没改变3．（2分）以下方法不能用来鉴别CO、CO2这两种无色气体的是（　　）①通入澄清的石灰水；②通入紫色的石蕊试液中；③闻气味，是否有刺激性气味；④通过灼热的氧化铜粉末；⑤在密闭容器中用火的昆虫实验，观察昆虫是否死亡；⑥点燃，看能否燃烧．A．①② B．③⑥ C．③⑤ D．①③4．（2分）某物质在纯氧中燃烧生成了氮气和水蒸气，该物质一定含有（　　）A．氮元素和氧元素 B．氢元素和氧元素 C．氮元素和碳元素 D．氮元素和氢元素5．（2分）实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装好仪器； ③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④向反应容器中放入几小块大理石；⑤收集气体．其正确顺序是（　　）A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．②①③④⑤ D．①②④③⑤6．（2分）二甲醚（CH3OCH3）可由一氧化碳和物质X在一定的条件下制得。反应的化学方程式为2CO+4XCH3OCH3+H2O，则X的化学式为（　　）A．C2H5OH B．H2O2 C．C2H4 D．H27．（2分）氨基钠（NaNH2）是合成维生素A的原料。工业上将钠于97～100℃熔融，向反应容器中缓慢通入无水的液氨（NH3），再加热至350～360℃生成氨基钠和氢气。下列说法中，不正确的是（　　）A．钠可能与水反应 B．钠的熔点比铁的熔点低 C．维生素A中一定含有钠元素 D．反应的化学方程式为：2Na+2NH32NaNH2+H2↑8．（2分）实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（　　）A．都属于氧化物 B．都含有氧气 C．都含有氧气分子 D．都含有氧元素9．（2分）染发时常用到的着色剂﹣﹣对苯二胺，化学式为C6H8N2，是一种有毒化学药品，有致癌性，下列说法正确的是（　　）A．对苯二胺中含有 N2分子 B．对苯二胺中碳、氢、氮元素的质量比为 6：8：2 C．对苯二胺由 6 个碳原子、8 个氢原子和 2 个氮原子组成 D．对苯二胺中碳元素的质量分数表达式为10．（2分）为了控制温室效应和改善生存环境，下列措施中切实可行的是（　　）①减少煤等燃料的使用；②禁止使用煤等燃料；③禁止乱砍乱伐；④开发氢能源；⑤利用水力发电；⑥种植花草树木．A．①③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②④11．（2分）已知实验室制取气体D的表达式为：A（固）+B（固）C+D↑，气体D易溶于水，D的相对分子质量为17，则应选择下列何种发生装置和收集方法（　　）A．制CO2的装置和向下排空气法 B．高锰酸钾制氧气的装置和向下排空气法 C．高锰酸钾制氧气的装置和排水集气法 D．高锰酸钾制氧气的装置和向上排空气法12．（2分）下列对a、b、c、d四套装置中，在注入酸起反应后对气球的变化情况作出正确分析的是（　　）A．气球①不胀大，②﹣④都能迅速胀大 B．气球②逐渐胀大，气球④迅速胀大 C．气球②逐渐胀大，气球③缓缓膨胀后停止，气球④迅速胀大 D．以上都不正确13．（2分）除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，应采取的方法是（　　）A．点燃混合气体 B．把混合气体通入澄清的石灰水中 C．把混合气体通过足量的灼热氧化铜 D．把混合气体通入足量的水中14．（2分）将CO2、CO、O2、N2的混合气体依次通过澄清石灰水，灼热的CuO，灼热的铜网，充分反应冷却至室温，最后剩余的气体是（　　）A．N2 B．CO2和N2 C．O2和N2 D．CO2和CO15．（2分）“归纳与比较”是化学学习的主要方法，下列关于CO2与CO的不同点比较错误的是（　　）A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子 B．性质：CO2能溶于水，水溶液呈酸性；CO难溶于水，但能燃烧 C．用途：CO2可用于光合作用、灭火等；CO可作气体燃料，还可用于人工降雨 D．危害：CO2会造成“温室效应”；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒二、（本题包括5小题，共40分）16．（4分）用化学符号或者化学式填写：（1）2个氢原子　   　；（2）五氧化二氮分子　   　；（3）构成氯化钠的阳离子　   　；（4）地壳中含量最高的金属元素　   　．17．（7分）通过这几个月的化学学习，我们熟悉了许多物质．请从①石墨；②活性炭；③一氧化碳；④二氧化碳；⑤氧气中，选取相应物质的序号填空．（1）能用于灭火的是　   　（2）绿色植物进行光合作用吸收的是　   　，释放的是　   　．（3）可用于冰箱除异味的是　   　（4）能使紫色石蕊试液变红的是　   　；方程式　   　．（5）用于急救病人的气体是　   　（6）可作干电池电极的是　   　．18．（5分）如图所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，观察到　   　，说明二氧化碳具有的性质是　   　、　   　且　   　，因此，二氧化碳可用于　   　。19．（4分）某校化学课外小组的同学，利用塑料瓶（质软）设计了如图所示的实验．请你根据生活经验及所学的知识，结合实验回答下列问题：（1）请你分析并推测振荡后塑料瓶将　   　．（2）发生该变化的原因是什么？答：　   　．（3）由此实验你可得出什么结论？答：　   　．20．（10分）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）如图甲是碳原子结构示意图，碳原子的最外层电子数是　   　，碳元素在元素周期 表中位于第　   　周期。（2）碳的单质有多种，如图乙，具有下列结构的碳单质中，由分子构成的是　   　。（3）上海世博会体现的“低碳”亮点主要是降低了　   　气体的排放（4）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在常温下　   　。（5）二氧化碳能参与光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　   　。（6）研究发现：物质的结构决定性质，物质的性质决定用途。如：一氧化碳与二氧化碳的性质存在差异的原因是　   　；金刚石、石墨等碳的单质的性质存在差异的原因是　   　。21．（5分）石英的主要成分为二氧化硅，它是玻璃工业和陶瓷工业的原料，冶金工业的助熔剂．（1）硅的结构与金刚石相似，都是由　   　（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的，二氧化硅　   　（填“属于”或“不属于”）氧化物．（2）装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是在常温下，NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O，Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起，则该反应的化学方程式为　   　．（3）硅是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料．生产高纯硅的流程示意图如图：①制备粗硅的反应为：　   　②整个制备过程必须达到无水无氧，若在H2还原SiHCl3过程中混入O2，可能引起的后果是　   　．③为了达到绿色化学和节约资源的目的，物质A需要循环使用，A的化学式是　   　．22．（6分）已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质，A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示。请回答：（1）反应①中的形象为　   　。（2）A中金属元素的化合价为　   　价。（3）反应①中的化学方程式为　   　；反应②中的化学方程式为　   　。三、综合题（共30分）23．（5分）小红同学为了探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红了，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如图）（1）请和小红仪器来完成下表：猜想实验方案实验现象结论可能是CO2使石蕊变红C小花不变色　   　　   　B小花不变色猜想错误可能是CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红　   　　   　猜想正确（2）小红同学做了一个对比实验来确定CO2与水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是　   　（填上图中的实验方案序号），生成该酸的化学方程式为　   　．