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第六单元 碳和碳的氧化物
复习课
人教版九年级化学上册
近三年广东省 中考考查情况 年份 题型 分值 难易度 考查点
2020 实验探究 6 中 C的还原性
2021 气体制取、流程图 6 中 CO2制取、温室效应等
2022 气体制取、综合题 7 中 C和CO的还原性、CO2制取
考情分析
复习目标
1.巩固金刚石、石墨、CO、CO2的主要性质和用途。
2.能正确书写有关碳和碳的氧化物的化学方程式。
3.利用碳及其氧化物的知识解决一些简单实际问题。
4.由对温室效应及CO毒性等知识的进一步认识,培养环保意识及健康安全的意识。
碳和碳的氧化物
CO2
C
CO
1.金刚石、石墨、C60物理性质和用途
2.单质碳的化学性质及用途
1.CO2物理性质
2.CO2化学性质
3.CO2用途
4.CO2制法
1. CO物理性质
2. CO化学性质
3. CO用途
知识框架
碳单质 性质 用途
金刚石 天然存在最__的物质 裁玻璃、切割大理石、作钻探机钻头
无色透明、折光率好 装饰品
石墨 灰黑色固体、质___,有滑腻感 制________,作润滑剂
优良的______性 电池电极、电刷
C60 形似足球 应用于超导等领域
碳单质的物理性质和用途
硬
导电
铅笔芯
软
由于____________________不同,
导致它们的物理性质存在明显差异
碳原子的排列方式
碳单质的物理性质存在差异的原因
第六单元测验卷
第2,3,4,17题
17.如图是碳的几种单质的结构示意图,图中小圆圈均代表碳原子。
甲 乙 丙
(1)碳原子的结构示意图为 ,其最外层电子数是_____。
(2)甲、乙、丙三种物质物理性质有较大差异的原因是_______________________,物质甲的名称是_________,物质丙是由______(填“分子”或“原子”)构成的。
4
碳原子的排列方式不同
金刚石
分子
(3)一定条件下,物质乙可转变为物质甲,该过程中发生了________(填“物理”或“化学”)变化。
(4)物质乙制成的坩埚被广泛用于金属的冶炼和熔炼,说明其具有的性质是_____________________(写一条)。坩埚外表层常覆盖特制的釉层和致密的成型材料,其目的是_____________________________________。
化学
熔点高(或导热性好)
防止加热时石墨与空气中的氧气反应
化学性质 用途
金刚石
石 墨
C60
a.常温下化学性质__________
碳单质的化学性质和用途
不活泼
b.点燃时,具有______性
可燃
充分燃烧:____________________
不充分燃烧:___________________
C+O2 CO2
点燃
====
2C+O2 2CO
点燃
====
c.高温时,具有______性
还原
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高温
====
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
高温
====
C+CO2 2CO
高温
====
用作燃料
制作墨汁
冶炼金属
针对性练习题
1.如图是木炭还原氧化铜的实验装置。下列有关该实验的说法错误的是( )
A.实验中黑色的氧化铜逐渐变红
B.先装入药品再检查装置气密性
C.酒精灯加网罩的作用是集中火
焰并提高温度
D.实验结束后应先移出导管再熄灭酒精灯
B
2.科学家在制备碳纳米管时得到一种由碳原子构成的副产品,该副产品外观似泡沫,质地轻,被称为“碳纳米泡沫”。下列关于“碳纳米泡沫”的说法错误的是( )
A.是一种单质
B.一定条件下可还原氧化铜
C.具有可燃性
D.和碳纳米管属于同种物质
D
3.将木炭粉与过量的氧化铜粉末混合均匀后加强热,下列图像不能正确反映其对应变化关系的是( )
B
碳的氧化物的物理性质
物理性质 CO2 CO
色、态、味 ____色、____味的气体 ____色、____味的气体
密度 密度_____空气 密度_____空气
溶解性 ____溶于水 ____溶于水
无
无
无
无
大于
小于
能
难
碳的氧化物的化学性质
化学性质 CO2 CO
可燃性
还原性
毒性
与水反应
与石灰水
与碳反应
一般不可燃、不助燃
无
无毒但不供给呼吸
CO2+H2O =H2CO3
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C+CO2 2CO
2CO+O2 2CO2
CO+CuO==Cu+CO2
有毒
不反应
不反应
不反应
CO2 CO
正 面 作 用
负 面 作 用
干冰制冷、人工降雨
灭火
“温室效应”
作气体燃料(煤气主要成分)
作还原剂(冶炼金属)
泄漏后造成空气污染、煤气中毒。
作气体肥料
制汽水等
碳的氧化物的用途
知识拓展:CO和CO2的鉴别及除杂
(1)鉴别方法
鉴别方法 现象及结论 化学方程式
①通入澄清石灰水 ____________的是CO ___________________的是CO2
②通入紫色石蕊溶液 _____________的是CO __________________的是CO2
无明显现象
澄清石灰水变浑浊
无明显现象
紫色石蕊溶液变红
Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+H2O
H2O+CO2= H2CO3
鉴别方法 现象及结论 化学方程式
③通过灼热的氧化铜 __________________的是CO; _____________的是CO2
④点燃 _________的是CO; __________的是CO2
黑色粉末变为红色
无明显现象
能燃烧
不能燃烧
CO+CuO Cu+CO2
2CO+O2 2CO2
1.归纳与比较是学习化学常用的方法。下列关于CO2和CO的归纳与比较中,错误的是( )
A.构成:CO2分子和CO分子中碳、氧原子的个数比不同
B.性质:CO2不能燃烧,CO可以燃烧
C.用途:CO2可作气体肥料,CO可用于人工降雨
D.危害:CO2过多会增强温室效应,CO是空气污染物
C
针对性练习题
2.下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是( )
A.金刚石和石墨物理性质不同的原因是构成它们的原子不同
B.CO2和CO化学性质不同的原因是它们的分子构成不同
C.碳在空气中燃烧生成CO,在氧气中燃烧生成CO2
D.CO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,再加热,溶液变为无色
B
3.检验一瓶二氧化碳气体中是否混有少量的一氧化碳,正确的操作方法是( )
A.点燃气体,观察气体是否燃烧
B.通过灼热的氧化铜,观察固体颜色是否变化
C.闻气体的气味,是否闻到特殊气味
D.倒入少量澄清石灰水,观察溶液是否变浑浊
B
4.某同学设计了制取并检验CO2性质的简易装置(如图所示),把布袋浸入醋酸溶液(醋酸具有挥发性)后有气泡产生,下列叙述正确的是( )
A.湿润的紫色石蕊试纸变红,不能证明容器
内产生了CO2
B.装置中醋酸溶液可用食盐水代替
C.该实验可证明CO2不溶于水
D.该实验装置可以控制反应速率
A
5.实验是进行科学探究的重要方式。同学们设计如下实验探究二氧化碳的性质,请你参与探究并填空。
【实验记录与分析】
实验一
实验操作
实验现象 蜡烛________________________
实验结论 ①__________________________;
②二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧
自下而上依次熄灭
二氧化碳的密度比空气大
实验二
实验操作
实验现象 乙中澄清石灰水变浑浊,软塑料瓶变瘪程度较大的是______(填“甲”或“乙”)
实验结论 二氧化碳能与氢氧化钙发生反应
乙
实验三
实验操作
实验现象 干石蕊纸花__________,湿石蕊纸花________
实验结论 二氧化碳能与水反应
不变色
变红
【反思与拓展】
(1)根据实验一,写出二氧化碳的一条用途:________。
(2)由实验二的结论分析得出:实验室中保存氢氧化钙溶液要注意____________。写出二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式:
______________________________________。
(3)在设计上述三组实验时,都只改变一个影响因素,保持其他因素不变,这是运用了科学探究中__________的方法。
灭火
密封保存
CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O
控制变量
CO和CO2的综合题
1.如图是二氧化碳的知识网络图,其中“→”表示某种物质经一步反应可以转化为另一种物质(反应条件已略去),请回答问题:
(1)完善该网络图:物质a的化学式是______,其常见用途为_____________(写一条)。
(2)转化②的基本反应类型是________反应。
CO
冶炼金属等
化合
(3)写出转化⑤的化学方程式:_______________________。
(4)写出符合转化⑦且是分解反应的化学方程式:_____________________________,该反应不适用于实验室制取CO2的原因是___________________________。
(5)小明认为存在O2 CO2的相互转化关系,你认为此观点________(填“正确”或“错误”)。
CaCO3
高温
===
CaO+CO2↑
反应条件是高温,耗能大
正确
(2)互为杂质时的除杂方法
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) _____________________________
CO(CO2) ___________________________________________________________________________
易错警示:用点燃的方法不能除去CO2中的CO,因为CO属于杂质,其含量较少,而CO2不支持燃烧,因此不能将其中的CO点燃 将混合气体通过灼热的氧化铜
将混合气体依次通过足量的氢氧化钠溶液和浓硫酸(或将混合气体通过灼热的碳粉)
利用如图装置,欲除去X气体中的杂质,对应的Y正确的是( )
A
选项 X(括号内为杂质) Y
A N2(O2) Cu
B CO2(CO) Cu
C CO(H2) CuO
D H2(H2O) CuO
针对性练习题
H2CO3
CO
CO2
C
CaCO3
碳和碳的氧化物之间的转化关系
① O2
点燃
⑥ C高温
②O2点燃
③CuO高温
④O2点燃或
⑤CuO加热
⑦H2O
⑧Ca(OH)2
⑩ HCl
或高温
11
⑨
1(2022广东题20)《千里江山图》是我国传世名画之一,宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底,保存千年而不变色,说明常温下碳的化学性质______。
不活泼
中考真题练习
(2)画作中所用的矿物颜料也可用于治炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物______(写化学式)的还原性治炼赭石(主要成分为Fe2O3),反应过程中碳元素的化合价______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)若反应a~d均属同一种基本反应类型,则该反应类型为_____
CO
升高
化合反应
2(2020广东题19) 【猜想与假设】C还原CuO时产生的CO2与C进一步反应生成CO,化学方程式是______。
装置③中发生反应的化学方程式是______。
写出CO尾气处理的方法:______(一种即可)。
冬天,室内用炭火取暖时,应注意______。
二氧化碳的实验室制法
药品 ________________________ 反应原理 ________________________________ 发生装置 收集装置 选择原因
检验
验满
CaCO3+2HCl = CaCl2+CO2↑+H2O
石灰石或大理石和稀盐酸
二氧化碳密度比空气大,能溶于水,能与水反应
将生成的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则为二氧化碳
将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条立即熄灭,则满
固液常温型
二氧化碳的工业制法
千锤万凿出深山
烈火焚烧若等闲
粉身碎骨浑不怕
要留清白在人间
石灰吟
石灰石
CaCO3 CaO + CO2↑
高温
生石灰
(CaO)
【实验室制取二氧化碳的发生装置拓展】
装 置 图
装置特点
适用范围
装置简单操作方便
便于添加
液体药品
可以控制反应速率
可以控制反应的发生和停止
用于制取少量气体
用于制取较多气体
用于平稳反应并制取较多气体
用于持续时间较长的制取气体
多功能瓶
A B C
D
上轻
下重
1.还可以用A装置收集二氧化碳气体,进气口选择 。
2.如果用B装置收集二氧化碳气体,进气口选择 。
3.如果用C装置收集二氧化碳气体,为防止二氧化碳溶于水中,需要在水上面加一层 ,进气口选择 ;
而且在出气口处连接上 ,还可测量出收集到气体的体积。
a
b
量筒
a
植物油
针对性练习
1.下列有关实验室制取CO2的图示中,正确的是( )
D
2.实验室部分仪器和装置如下,请回答下列问题:
已知:浓硫酸具有强吸水性。
(1)图中标号B的仪器名称为____________。
长颈漏斗
(2)用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,并要求获得平稳气流,发生和收集装置需要用到的仪器有________(填序号,从图中A~I选择),反应的化学方程式为___________________________________
ADEG
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)实验室制取的二氧化碳中常含有水蒸气,为获得干燥的二氧化碳气体,可选用装置J进行干燥,则气体应从______(填“a”或“b”)端通入。若用装置K收集二氧化碳,请将K中的导管补画完整。
答图
a
(4)查阅资料得知:实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物的方法制取氨气,氨气是一种密度小于空气且极易溶于水的气体。图中组装制取氨气的发生装置还缺少的仪器是________;收集氨气应采用_____________法。
试管
向下排空气
3.CO2是自然界中不可缺少的物质。
(1)CO和CO2虽组成元素相同,但化学性质差异较大,原因是_______________。
(2)如图1为探究CO2性质的装置。
分子构成不同
①观察到短蜡烛熄灭后,关闭K,片刻后长蜡烛熄灭,由此得到的结论是____________________________________;
②观察到纸花变红,小明由此得出CO2能与水反应,小芳认为此现象并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论,理由是______________________________________;
二氧化碳密度比空气大,不支持燃烧,不能燃烧
没有排除二氧化碳能使纸花变红的可能,没有对照实验
(3)利用所学的二氧化碳相关知识,可用同一化学原理解释的现象是______;
①久置的石灰水,液面上出现一层白膜
②向澄清石灰水中通入人体呼出的气体,澄清石灰水变浑浊
③为了使石灰浆粉刷的墙壁快点晾干,在室内生起一盆炭火,开始时墙壁反而潮湿
④人们用澄清石灰水保鲜鸡蛋
A.①②③④ B.①②④ C.①③④ D.②③④
A
(4)习近平总书记强调,如期实现2030年前“碳达峰”,2060年前“碳中和”的目标。过量排放二氧化碳会加剧温室效应。为了减少二氧化碳的排放,下列做法符合“低碳”理念的是______(填字母)。
A.鼓励民众植树造林
B.提倡公民绿色出行
C.加大煤和石油的使用
D.推动使用太阳能等可再生能源
ABD
4.某同学设计如下装置用于实验室制取CO2,并对CO2的部分性质进行探究,请回答问题:
图 1 图 2
(1)如图1,该装置用于制取CO2,欲停止反应,应采取的操作是_____________。待反应完全停止后,试管中的液面位置可能在____(填“a”“b”或“c”)处。
(2)如图2,用20 mL的注射器先抽取10 mL水,再抽取10 mL CO2,封闭针管后用力振荡,观察到活塞最后停在12 mL刻度处,说明在该实验条件下10 mL水大约能溶_____mLCO2。
关闭弹簧夹
c
8
图 3
(3)如图3,向两个充满CO2的集气瓶中分别缓缓注入等量的澄清石灰水和水,可观察到U形管中左侧液面___________(填“升高”或“降低”),说明等量的澄清石灰水和水,______________吸收的CO2较多。
升高
澄清石灰水
1.(2022广东题18)在化学实验操作考试中,小明和小英分别抽取了I、Ⅱ两组试题。可供选择的实验药品有大理石、KClO3、MnO2、稀盐酸、H2O2溶液等,相关实验装置如图所示。
小明想用同一套装置分别制取O2和CO2,应选用发生装置______和收集装置______(填字母)。
B
C
中考真题练习
2.(2021广东题18)根据如图中的实验装置问答:
(1)用装置A制取CO2,分液漏斗中盛装的药品是___________;用装置C收集CO2,气体应从导管口___________(填“b”或“c”)通入。
稀盐酸
b
温室效应与低碳生活
自然界中CO2的循环 温室效应 加剧原因 空气中的_____________________含量过高
防治措施 控制排放——减少使用煤、石油和天然气等化石燃料,更多地利用太阳能、风能等清洁能源
增强吸收——大力植树造林,严禁乱砍滥伐;采用物理或化学方法,人工吸收二氧化碳
低碳生活 “低碳”是指较低的CO2的排放。 措施:如乘坐公共交通工具,少开私家车出行等 二氧化碳(或CO2)
针对性练习
1.碳循环和氧循环是自然界中的重要循环。下列有关分析中,错误的是( )
A.变化观:碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素质量均保持不变
C.微粒观:人和动物的作用是使自然界中的碳原子总数增加
D.平衡观:碳、氧循环保持大气中O2、CO2含量的相对稳定
2.CO2对人类的生活有着重大影响,CO2的捕集与资源化利用是当今化学研究的一项热点。
(1)一种捕集CO2的方法是将其封入蓄水层中,封入时CO2会部分与水发生反应,化学方程式为________________________。
(2)CO2可用于食品保鲜,智能化食品包装通过颜色变化显示包装内CO2气体含量的变化,举出一种可用于该智能化包装的物质:________________。
CO2+H2O=H2CO3
紫色石蕊溶液
(3)据悉,2022年北京冬奥会国家速滑馆“冰丝带”采用当前最先进的CO2跨临界直冷制冰技术,可实现CO2循环利用和碳排放趋近于零。固态CO2能制冷的原因是____________________________________;CO2气体制成干冰时,从微观角度看,发生改变的是________________。
(4)2021年9月24日,《科学》在线发表了我国科研人员在国际上首次实现了CO2到淀粉的从头合成。
①在自然界中绿色植物可以通过__________将CO2转化为淀粉。
固态CO2升华吸热,使环境温度降低
分子间的间隔
光合作用
3.阅读材料,回答问题。
“碳中和”指通过各种捕捉技术使排放到大气中的CO2气体净增量为零。目前,CO2捕捉技术主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法可用活性炭、沸石等吸收CO2。化学吸收剂主要有氨水吸收剂(主要成分为NH3·H2O)、钙基吸收剂(主要成分为CaO)等。
(1)活性炭、沸石等能够吸收CO2,是因为它们具有___________的结构。
(2)采用氨水吸收CO2时,温度不宜太高的原因是__________________________。
(3)钙基吸收CO2时发生反应的化学方程式为CaO+CO2
CaCO3。请计算用11.2 g CaO可以吸收CO2的质量。
疏松多孔
防止氨水挥发影响吸收
560~700 ℃
=======
(4)下列措施不利于实现“碳中和”目标的是______(填序号)。
a.电脑长时间待机
b.推广新能源汽车
c.鼓励乘坐公交出行
d.多植树造林
a
谢谢
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