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第六单元 碳和碳的氧化物
单元复习
知识结构
知识点讲解
01
02
知识点典例
03
知识结构
C
金刚石、石墨和C60
CO
CO2
碳单质的化学性质
可燃性
还原性
毒性
作燃料
冶炼金属
性质
用途
结构
决定
性质
用途
决定
反映
反映
制取气体的一般思路
实验室制法
物理性质
化学性质
性质
用途
制取
灭火
气体肥料
碳酸饮料等
完全燃烧
不完全燃烧
高温
点燃
0
知识点1:金刚石、石墨和C60
金刚石 石墨 C60
结构模型
构成微粒
1.金刚石、石墨和C60均是由____________组成的单质。
碳元素
碳原子
碳原子
C60分子
0
知识点1:金刚石、石墨和C60
金刚石 石墨 C60
性质 无色透明的固体,天然存在的最_____的物质 质地较______,有滑腻感,有良好的_____性 ——
用途 制装饰品、制钻头、切割大理石、裁玻璃等 制铅笔芯、作电极或电刷等 用于超导、催化、材料科学等领域
区别 碳单质的物理性质有很大差异,原因是_____________________________ 碳原子的排列方式不同
硬
导电
软
注意:石墨在高温高压和催化剂的条件下转化为金刚石,属于化学变化。
0
知识点1:金刚石、石墨和C60
2.木炭、活性炭、焦炭和炭黑
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
作燃料
疏松多孔:吸附性
冶炼金属
制墨
【知识点典例】
1.下列关于金刚石、石墨、C60的说法中错误的是( )
A.它们都是由原子构成的
B .石墨具有滑腻感,可用作润滑剂
C .金刚石硬度大,可用来切割大理石
D .它们的原子排列方式不同,所以物理性质存在差异
A
【知识点典例】
2.下列物质的性质与用途对应不正确的是( )
A .金刚石硬度大——裁玻璃
B .木炭有可燃性——作燃料
C .石墨有滑腻感——制作电极
D .活性炭有吸附性——除去冰箱中的异味
C
知识点2:碳单质的化学性质
化学性质 用途
用炭黑等制成的墨书写或绘画能长时间保存而不变色 制碳素墨水等
可燃性 充分燃烧:__________________ 不充分燃烧:__________________ 作燃料
还原性 _______________________ 3C + 2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑ _______________________ 冶炼金属
常温下不活泼
C + O2 CO2
点燃
2C + O2 2CO
点燃
C+2CuO === 2Cu+CO2↑
高温
高温
C+ CO2 === 2CO
高温
知识点2:碳单质的化学性质
实验:木炭与氧化铜的反应
金属网罩的作用:
集中火焰,提高温度
实验现象 反应的化学方程式
澄清石灰水变浑浊
黑色粉末变成紫红色
C + 2CuO === 2Cu + CO2
高温
CO2+Ca(OH)2 =CaCO3+H2O
注意:木炭还原剂:具有还原性。
交流讨论:如何鉴别一瓶黑色粉末是木炭还是氧化铜?
1.取样品,在空气中灼烧
2.取样品,通入氢气(一氧化碳),加热
3.取样品,加入适量氧化铜,混匀,高温加热
【知识点典例】
1. 浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”, “碳海绵”具有高弹性和疏松多孔的结构,主要成分是石墨烯和碳纳米管。下列关于“碳海绵”的说法中正确的是( )
A. “碳海绵”是一种单质
B. “碳海绵”在常温下就可还原氧化铜
C. “碳海绵”常温下化学性质活泼
D. “碳海绵”具有吸附性
D
【知识点典例】
2.石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的,它由碳原子构成,并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是( )
A.它是一种新型化合物
B.它的硬度比石墨大
C.它能溶于水
D.它在氧气中完全燃烧的产物是CO
B
知识点3:二氧化碳的实验室制法
1.药品:________________________。
2.反应原理:____________________________。
大理石或石灰石、稀盐酸
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
注意:①不用稀硫酸代替稀盐酸:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的进行;
②不用浓盐酸代替稀盐酸:浓盐酸易挥发,使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯;
③不用碳酸钙粉末或碳酸钠等代替大理石、石灰石:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
知识点3:二氧化碳的实验室制法
3.实验装置:
(1)发生装置:_____________型
(原因:反应物为固体和液体,反应条件为常温)
固液常温
知识点3:二氧化碳的实验室制法
(2)收集装置:__________法
(原因:二氧化碳能溶于水且与水反应,密度比空气大)
向上排空气
用F装置收集时从_____口通入
a
知识点3:二氧化碳的实验室制法
4.检验:将气体通入___________中,若澄清的石灰水__________,证明收集的气体是二氧化碳。
反应的化学方程式:________________________。
5.验满:将_____________放在____________,若火焰________,证明二氧化碳已集满。
澄清石灰水
变浑浊
燃着的木条
集气瓶口
熄灭
CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓ + H2O
【知识点典例】
1.下列制取、收集、验满、检验CO2的装置和原理能达到实验目的的是( )
A. 制取 B.收集
C.验满 D.检验
D
【知识点典例】
2.(2023·扬州节选)(1)实验室用块状石灰石和稀盐酸制备CO2,该反应的化学方程式为___________________________。不使用块状石灰石和稀硫酸制备CO2,原因是____________________
__________________________。(已知CaSO4微溶于水。)
(2)下列仪器中,制备并收集CO2时需选用的是______(填序号),仪器E的名称为________。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,阻碍反应的进行
ACEF
锥形瓶
知识点4:制取气体的一般思路
知识点5:二氧化碳的性质和用途
1.二氧化碳的性质及验证
现象
结论
下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
2.CO2不能燃烧,也不支持燃烧
1.CO2密度比空气大;
知识点5:二氧化碳的性质和用途
1.二氧化碳的性质及验证
现象 塑料瓶变瘪了
结论
CO2能溶于水
知识点5:二氧化碳的性质和用途
1.二氧化碳的性质及验证
(Ⅰ)喷 稀醋酸 (Ⅱ)喷水 (Ⅲ)直接放入二氧化碳 (Ⅳ)喷水后放入二氧化碳
现象 变为红色 不变色 不变色 变为红色
分析
醋酸显酸性,能使纸花变红
水不能使纸花变红
CO2不能使纸花变红
CO2与水反应生成的物质能使纸花变红
H2O + CO2 = H2CO3
CO2的用途 依据的性质
干冰(固体二氧化碳)作制冷剂,用于食品冷藏、_______________ 干冰____________(物理变化)
灭火 二氧化碳不能燃烧,______燃烧;密度比空气的_____
作__________,增大农作物的产量 CO2是光合作用的原料,能促进光合作用
制碳酸饮料 CO2___溶于水;与__反应生成碳酸
化工原料,制纯碱、尿素等 能与多种物质反应
知识点5:二氧化碳的性质和用途
2.二氧化碳的用途
人工降雨
升华吸热
不支持
大
气体肥料
能
水
【知识点典例】
1.(2023·自贡)下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是( )
A.闻气味 B.观察颜色
C.伸入燃着的木条 D.倒入澄清石灰水
D
【知识点典例】
2.(1) 图1实验中,使紫色干花(用石蕊溶液浸泡过)变红的物质是__________。
(2)图2实验中,应观察到的实验现象是_______ (填序号, 多选)。A .试管内液体上升
B .试管内液体变红
C .试管内澄清的石灰水变浑浊
AC
H2CO3
图1 图2
知识点6:一氧化碳的性质和用途
1.CO的物理性质
颜色 状态 气味 溶解性
CO
无色
气态
无味
难溶于水
2.CO的化学性质
(1)毒性
开窗通风
知识点6:一氧化碳的性质和用途
2.CO的化学性质
(2)可燃性
2CO + O2 == 2CO2
点燃
作燃料
反应现象:一氧化碳在空气中燃烧,发出蓝色火焰,放出热量,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
交流讨论:煤炉里煤层上方的蓝色火焰,就是一氧化碳在燃烧。 CO是怎么产生的?煤炉中可能发生哪些化学反应?
空气
2CO + O2 === 2CO2
点燃
C +CO2 === 2CO
高温
2C + O2 === 2CO
点燃
C + O2 === CO2
点燃
知识点6:一氧化碳的性质和用途
2.CO的化学性质
(3)还原性
CO + CuO === Cu + CO2
△
CuO
CO
现象:
(1)试管中黑色物质变为紫红色;
(2)澄清的石灰水变浑浊。
冶炼金属
注意:一氧化碳有毒,必须进行尾气处理。
【知识点典例】
1.下列有关一氧化碳的说法正确的是( )
A.一氧化碳是有刺激性气味的毒气
B .在炉子上放一盆水,可以避免一氧化碳中毒
C .一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧两种元素组成的,所以化学性质相似
D .一氧化碳既有可燃性,又有还原性
D
【知识点典例】
2.如图是CO与CuO反应的实验装置,下列关于该实验的说法正确的是( )
①硬质玻璃管中的紫红色固体变为黑色
②CO被还原为CO2
③硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为CO+ CuO == CO2↑+Cu
④既有效地防止了CO对空气的污染,又充分利用了能源
A.①② B.①④ C.②④ D.③④
D
高温
物质 一氧化碳 二氧化碳
物理性质 色 态 味
密度
水溶性
难溶于水
比空气稍小
无色无味气体
无色无味气体
能溶于水
比空气大
知识点7:一氧化碳和二氧化碳的比较
物质 一氧化碳 二氧化碳
化学性质 可燃性
还原性 ——
与水反应 ——
与石灰水反应 ——
毒性
主要用途
联系
2CO+O2 ===2CO2
灭火、温室肥料、化工原料等
燃料、冶炼金属
CO2+ C === 2CO
相互转化
点燃
高温
剧毒
无毒
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
CO2+H2O==H2CO3
在一般情况下,既不燃烧也不支持燃烧
CO+Cu===Cu+CO2
△
2CO+O2 === 2CO2
点燃
知识点7:一氧化碳和二氧化碳的比较
交流讨论:现有两个分别装CO和CO2的集气瓶,如何鉴别?
2.加入紫色石蕊溶液,振荡
5.将气体压出,通入灼热的CuO
1.伸入燃着的木条
3.加入澄清石灰水,振荡
4.将两个集气瓶倒扣在装水的水槽中
【知识点典例】
下列关于CO和CO2的说法正确的是( )
A. CO2通入紫色石蕊溶液,溶液变红,加热后溶液颜色变为无色
B.二氧化碳可用于灭火,既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质
C.人处在CO和CO2浓度过大环境都会死亡,所以两种气体都有毒
D.一氧化碳能用于冶炼金属,因为一氧化碳具有可燃性
B