(共33张PPT)
主题三 物质的性质与应用
第11讲 碳和碳的氧化物
1.通过实验探究认识二氧化碳的主要性质。
2.初步学习二氧化碳的实验室制法。
3.了解自然界中的碳循环。
一、碳的几种单质及其用途
一、碳的几种单质及其用途
二、碳的化学性质
三、一氧化碳
四、二氧化碳
易错易混提醒:
1.碳单质不全是黑色固体。
2.CO和CO2的性质不同是因为分子构成不同。
3.二氧化碳能灭火,但能灭火的气体不一定是二氧化碳。
4.过量的CO和CO2都能致人死亡,但原因不同,一氧化碳使人中毒而死,二氧化碳使人窒息而死。
5.CO2不是气体污染物,但过量排放对环境有影响。
6.二氧化碳不能使石蕊变红。
五、构建物质网络
据图写出对应化学方程式:
一、碳还原氧化铜的实验
1.实验装置:(如图)
2.实验现象:黑色固体逐渐 变红 ,澄清石灰水变浑浊。
变红
4.注意事项:
(1)药品要平铺试管底部,目的是 增大受热面积,使药品充分反应 。
(2)酒精灯上加金属网罩的目的是 集中火焰,提高温度 。
(3)结束时要先夹紧胶皮管,目的是 防止石灰水倒吸炸裂试管,同时保护生成的铜不被氧化 。
(4)碳的质量要略大于理论值,因为装置中 残留的氧气要消耗部分碳 。
增大受热面积,使药品充分反应
集中火焰,提高温度
防止石灰水倒吸炸裂试管,同时保护生成
的铜不被氧化
残留的氧气要消耗部分碳
二、二氧化碳与水反应的探究
实验 步骤 (1) (2) (3) (4)
实验 现象 纸花变红色 纸花不变色 纸花不变色 纸花变红色
实验 分析 步骤(1)的目的是证明 酸能使石蕊变红色 ;步骤(2)的目的是证明 水不能使石蕊变红色 ;
步骤(3)的目的是证明 二氧化碳不能使石蕊变红色 ;对比步骤(2)、(4)说明 二氧化碳与水会发生反应 ;
对比步骤(1)、(4)说明 二氧化碳与水反应生成了酸性物质
酸能使石蕊变红色
水不能使石蕊变红色
二氧化碳不能使石蕊变红色
二氧化碳与水会发生反应
二氧化碳与水反应生成了酸性物质
三、二氧化碳的实验室制法
药品 (1) 石灰石(或大理石)、稀盐酸
实验 原理
常见发 生装置
石灰石(或大理石)、稀盐酸
发生装 置评价 (3)A装置使用仪器少,仅能制取少量气体;B装置方便 添加液体药品 ,能制取较多气体,但不能控制 反应的发生和停止 ,无法控制 反应速率 ;C、D装置可控制 反应的速率 ;E、F、G、H装置均能控制 反应的发生和停止
添加液体药
品
反应的发生和停止
反应速率
反应的速率
反应的发生和停止
收集 装置
(4)二氧化碳能溶于水,一般不用 排水法 收集;二氧化碳密度 比空气大 ,可用 向上排空气 法收集,使用乙装置时要从 a 端进气
检验 (5)把产生的气体通入 澄清石灰水 中,若 澄清石灰水变浑浊 ,证明是二氧化碳
验满 (6)把 燃着的木条 放在集气瓶口,若 木条熄灭 ,证明已收满
排水法
比
空气大
向上排空气
a
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
燃着的木条
木条熄灭
典例:化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学认识物质的视角认识碳元素组成的物质。
(1)对比的角度
①从物质分类上看,下列四种物质中,有一种与其他三种不同,该物质是 D (填字母)。
A.CO2 B.CO
C.CH4 D.C
②CO和CO2的组成元素相同,但化学性质不同,原因是 分子构成不同 。
D
分子构成不同
③石墨和金刚石的物理性质差异显著,原因是 碳原子的排列方式不同 。
碳原子的排列方式不同
(2)转化的角度
如图是某同学整理的物质转化图。按要求回答:
Ⅰ.图中存在的可逆转化是 ③④ (填序号)。
③④
(3)应用的角度
①长期存放澄清石灰水的试剂瓶壁上往往会附着一层白色固体,原因是 空气中的二氧化碳与瓶壁上的氢氧化钙反应生成了白色的碳酸钙固体 。
空气中的
二氧化碳与瓶壁上的氢氧化钙反应生成了白色的碳酸钙固体
①选用药品。按下表进行实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示:
(4)制法的角度
实验室制备并收集二氧化碳。
实验编号 药品
Ⅰ 块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ 块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ 大理石粉末、7%HCl溶液
Ⅰ
反应速率过快,不利于收集
②搭建装置。组装一套可控制反应发生和停止的发生装置,应选用如图中的 bcfg (填编号)。
③收集二氧化碳。用如图装置i收集时,空气从 x (填“x”或“y”)端排出。
bcfg
x
Ca(OH)2+ CO2
①CO2的大量排放会引起 温室效应 ;写出一条减缓该环境问题的做法 减少使用化石燃料,使用清洁能源 。
②CO有毒,会与血液中的 血红蛋白 结合,使用时要注意安全。
温室效应
减少使
用化石燃料,使用清洁能源
血红蛋白
(5)环保角度
考点1 碳单质的性质及其用途
1.(广东省真题组合)判断下列说法的正误。
(1)金刚石硬度大,可用于制造钻头(2019.8A) ( √ )
(2)金刚石、石墨、活性炭性质相同(2018.4B) ( × )
(3)向红墨水中加入活性炭,过滤。观察到红墨水变无色。说明活性炭具有吸附性(2014.10B) ( √ )
√
×
√
3.(2019.16节选)焙烧硅藻土、活性炭都有 疏松多孔 的结构,能起到吸附作用。
疏松多孔
2.(2022·吉林)碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是( D )
A.硬度都很大 B.都可用于制造铅笔芯
C.都是黑色固体 D.常温下化学性质都不活泼
D
4.(2022·哈尔滨模拟)按要求回答下列问题:
(2)古代画家用墨绘制的字画长时间不变色,这是因为墨是用 炭黑 等制成的。常温下,碳的化学性质不活泼。
炭黑
置换反应
集中火焰,提高温度
考点2 CO和CO2的性质和用途
5.(广东省真题组合)判断下列说法的正误。
(1)除去CO2中混有的少量CO:通过氢氧化钠溶液(2019.11C) ( × )
(2)干冰可用于人工降雨(2017.4A) ( √ )
(3)如图实验证明密度:CO2>空气(2017.7D) ( √ )
(4)用燃着的木条伸入某瓶气体中,木条熄灭,该气体一定是CO2(2017.11C) ( × )
(5)除去CO中混有少量的CO2:先通过足量的氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸(2016.10D) ( √ )
×
√
√
×
√
6.(2021·雅安)下列关于二氧化碳和一氧化碳的描述,完全正确的是( C )
A.组成:CO2、CO的组成元素相同,碳元素的化合价也相同
B.性质:CO2、CO密度均大于空气
C.用途:CO2可用于生产汽水;CO可用于冶炼金属
D.危害:CO2会导致酸雨;CO会引起雾霾
C
7.(2021·青海)按如图所示装置探究二氧化碳的性质并填空:
(1)A中的实验现象说明CO2具有的化学性质是 不燃烧也不支持燃烧 。
不燃烧也不支持燃烧
澄清石灰水变浑浊
CO2+
(3)C装置中干石蕊纸花不变色,湿石蕊纸花由紫色变红色的原因是 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸使石蕊纸花变红色 。
二氧化碳与
水反应生成碳酸,碳酸使石蕊纸花变红色
8.(2012.22节选)(5)用如图所示矿泉水瓶可以证明CO2与NaOH溶液确实发生了反应,其现象是 塑料瓶变瘪 ,应作的对比实验是 取同样的塑料瓶集满二氧化碳,装入等体积的水 。
塑料瓶变瘪
取同样的塑料瓶集满二氧化
碳,装入等体积的水
考点3 CO2的实验室制法
9.(2022·乐山)实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2的实验中,下列装置图能达到对应实验目的的是( D )
选项 A B C D
实验 目的 制备CO2 除去CO2中混有的HCl气体 干燥CO2 排空气法收集CO2
装置图
D
10.(2022·凉山州)化学兴趣班的同学准备分组进行气体的制取与性质的探究实验,实验员准备了如图所示的仪器,同学们根据所学知识完成下列题目。
(1)请写出如图中对应字母编号为“e”的仪器名称: 长颈漏斗 。
长颈漏斗
beh
密度比空气大