2026年中考化学课件：专题6　碳和碳的氧化物(共53张PPT)

(共53张PPT)
专题六　碳和碳的氧化物
考点·梳理自清
考点一
碳单质的物理性质和用途
透明的　　　　　、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的　　都是由碳元素组成的单质,但由于　　　　　　　　　　　　　,它们的物理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
C60
碳原子的排列方式不同
金刚石、石墨、C60的物理性质和用途的比较
名称 物理性质 用　途
金 刚 石 a.无色透明的固体; b.天然存在的最硬的物质 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属;装在钻机的钻头上,钻凿坚硬的岩层;作装饰品;特殊条件下制备的金刚石薄膜,可用作透镜等光学仪器的涂层,用于集成电路基板散热等
石墨 a.灰黑色、有金属光泽的固体; b.石墨很软,有滑腻感; c.具有优良的 　　　　　　性 制造铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板、石墨电极、润滑剂等
C60 形似足球状 应用于超导、催化、能源及医学等领域
导电
物理性质不同的原因

碳原子排列方式不同
考点二
单质碳的化学性质
1.稳定性
常温下,碳单质的化学性质不活泼,故我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够长时间不变色。
2.可燃性
(1)木炭在空气或氧气中充分燃烧生成二氧化碳,其反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　。
(2)木炭在空气或氧气中不充分燃烧生成一氧化碳,其反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　(注意防止CO中毒)。
C+O2 CO2
2C+O2 2CO
3.还原某些氧化物
(1)如图是木炭还原氧化铜的实验,此实验的现象是试管中粉末由　　　变成红色,澄清石灰水　　　　　　。涉及反应的化学方程式为
　 ,
　 。
(2)碳单质用于冶金工业:焦炭可还原氧化铁,
反应的化学方程式为
　 。
(3)高温条件下,碳单质还能还原CO2,
反应的化学方程式为　 。
黑色
变浑浊
C+2CuO 2Cu+CO2↑
CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
C+CO2 2CO
碳的氧化物
考点三
1.二氧化碳
(1)物理性质。
颜色 气味 密度(与空气比较) 溶解性
无色 无臭 比空气的　 　　 溶于水
大
能
(2)化学性质。
实验
现象 下面的蜡烛　　熄灭,上面的蜡烛　　熄灭 紫色石蕊溶液变成 　　色 澄清石灰水变　　　
结论或 反应的 化学方程式 CO2的密度比空气的密度大,CO2不燃烧也 　　　　　燃烧 CO2与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为 　　　　　　　　 CO2能使澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为
　　　　　　　　,
此反应可用于检验CO2
先
后
红
浑浊
不支持
CO2+H2O══
H2CO3
CO2+Ca(OH)2
══CaCO3↓+H2O
2.一氧化碳
(1)物理性质。
颜色 气味 密度(与空气比较) 溶解性
无色 无臭 比空气的　　 　　溶于水
略小
难
(2)化学性质。
化学性质 原理或反应的化学方程式 用　　途
可燃性 能在空气或氧气中燃烧,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 作气体燃料:水煤气等的主要成分
还原某 些金属 氧化物 能还原氧化铜,反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 冶炼金属:工业用一氧化碳炼铁、炼铜等金属
有毒性 易与人体血液中的血红蛋白结合,造成人体缺氧,严重时会危及生命 —
2CO+O2 2CO2
CO+CuO Cu+CO2
3.CO2和CO的鉴别与除杂
(1)CO2和CO的鉴别方法。
鉴别方法 现　　象
通入紫色 石蕊溶液 将气体分别通入紫色石蕊溶液中,能使紫色石蕊溶液变红的是CO2,无明显现象的是CO
通入澄清 石灰水 将气体分别通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是CO2,无明显现象的是CO
通过灼热 的氧化铜 将气体分别通过灼热的CuO中,出现黑色粉末变红现象的是CO,无明显现象的是CO2
点燃 将气体分别在空气中点燃,能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2
(2)CO和CO2互为杂质时的除杂方法。
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量灼热的氧化铜
CO(CO2) 通入足量NaOH溶液中,然后将气体通过浓硫酸干燥;通过足量灼热的木炭粉
二氧化碳的制取
考点四
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P48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 CaO+CO2↑
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
二氧化碳对生活和环境的影响
考点五
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　　　　　　　　。当空气中的二氧化碳含量超过正常含量时,会对人体健康产生影响。因此,在人群密集的地方应该注意通风换气。
供给呼吸
2.自然界中的碳循环
自然界中的碳循环示意图(部分)
3.温室效应增强
(1)成因。
大气中二氧化碳含量不断上升,导致温室效应增强,全球变暖。
(2)危害。
①导致两极的冰川融化,使海平面升高,可能淹没部分沿海城市;
②使土地沙漠化,造成农业减产;
③使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大,导致旱涝灾害加剧;
④影响自然生态系统,改变生物多样性。
(3)能产生温室效应的气体还有臭氧、甲烷、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。
4.低碳行动与可持续发展
(1)行动措施。
①世界各国签署限制二氧化碳排放公约,并严格执行;
②减少使用化石燃料,更多地利用太阳能、风能等清洁能源;
③促进节能产品和技术的进一步开发和普及,提高能源的生产效率和使用效率;
④大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林;
⑤采用物理、化学等方法,捕集、利用与封存二氧化碳。
(2)我国减排目标。
二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
考法·互动研析
自然界中的碳循环
考法1
例1　如图是燃料在使用过程中的碳循环示意图:
(1)除了燃料燃烧释放大量CO2外,常见释放CO2的途径还有
　　　　　　　　　　,空气中的CO2含量增多导致的后果是
　 　。
动植物呼吸
引起温室效应
(2)利用海水进行碳储存,可以缓解空气中CO2过多的问题,写出水吸收CO2发生反应的化学方程式:　 ;
CO2可较长时间存在于深海,其原因是 　。
(3)科学家采取“组合转化”技术,将CO2转化为化工原料,其反应的化学方程式为2CO2+6X C2H4+4H2O,则X的化学式为　　　　　。
(4)生物燃料(如酒精)可来源于植物,写出酒精燃烧的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　;结合如图信息,从碳循环角度说出生物燃料的优点有　　　　　　　　　　　　。
CO2+H2O══H2CO3
深海压强大,CO2的溶解度较大
H2
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
节约石油,减少空气污染
解析:(1)根据自然界中的碳循环示意图信息,自然界产生CO2的来源途径有化石(或矿物)燃料燃烧和动植物呼吸等。空气中的CO2含量增多导致的后果是引起温室效应。温室效应增强将对人类产生很大的影响,例如土地沙漠化加剧、海平面上升、气候反常等。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为CO2+H2O══H2CO3。现有空气中的CO2压缩后贮藏于冰冷的深海,是因为深海压强大,CO2的溶解度较大。
(3)根据质量守恒定律,反应物中总共有2个碳原子、4个氧原子,而生成物中总共有2个碳原子、4个氧原子和12个氢原子,因此X的化学式为H2。
(4)乙醇与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O;使用乙醇作燃料,能节约能源,减少有害气体的排放。
方法总结　掌握自然界中的碳循环、温室效应、“低碳”生活方式等是正确解答此类试题的关键。温室效应的危害、节能减排的措施和观念培养成为中考化学考查的热点,用低碳生活理念指导自己的行为,把节能减排的措施运用到生产、生活中去,在实践中掌握知识,运用知识。
对应训练
1.“氧循环”“碳循环”“水循环”是自然界中存在的三大重要循环。
请结合图示回答相关问题。
(1)从物质分类角度看,CO2属于　　　 　　　。
(2)从物质变化及分子角度看,　　　循环与另外两种循环有本质区别。
(3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为　　　　　能;在⑤⑦两个反应中,反应物相同,产物不同的原因是　　　　　　　　　　　　　。
氧化物(非金属氧化物或化合物)
水
化学
反应条件不同
(4)从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料,是实现碳中和的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇,其微观示意图如图所示:
该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
CO2+3H2 CH3OH+H2O
二氧化碳的性质
考法2
例2　用如图所示实验研究CO2的性质。
(1)可证明CO2能与水反应的现象是　　　　　 　　　　　　 ,密度比空气的密度大的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　。
(2)燃着的木条熄灭,由此可得出CO2具有的性质是　 。
湿润的紫色石蕊纸花变成红色
下面的玻璃管中湿润的紫色石蕊纸花先变成红色
不燃烧、不支持燃烧
解析:(1)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色的石蕊溶液变成红色,故可证明CO2能与水反应的现象是湿润的紫色石蕊纸花变成红色;二氧化碳的密度比空气的密度大,故下面的玻璃管中湿润的紫色石蕊纸花先变成红色。
(2)燃着的木条熄灭,说明CO2不燃烧、不支持燃烧。
方法总结　理解二氧化碳性质的常见误区
(1)误认为“二氧化碳溶于水”=“二氧化碳与水反应”。
二氧化碳溶于水发生的是物理变化,二氧化碳与水反应发生的是化学变化,二者本质不同。
(2)误认为二氧化碳气体能使紫色石蕊溶液变红。
使紫色石蕊溶液变红的不是二氧化碳气体,而是二氧化碳与水反应生成的碳酸。
对应训练
2.某化学兴趣小组用青霉素的药瓶、注射器和眼药水瓶设计了如图所示的实验装置,用于检验二氧化碳的性质。缓缓推动注射器活塞,滴入稀硫酸后,在眼药水瓶中即可产生二氧化碳气体,
下列有关说法错误的是(　　)
A.该实验中不能用浓盐酸代替稀硫酸
B.上下两片滤纸条变红,只能证明CO2
与水反应生成碳酸
C.该实验能验证二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧
D.该微型实验具有所用试剂量少、现象明显、操作简单等优点
B
一氧化碳的性质
考法3
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　 。
2Cu+O2 2CuO
薄铜片由黑色变成红色
澄清石灰水变浑浊
2CO+O2 2CO2
解析:(1)图B中,薄铜片受热时与氧气反应生成了氧化铜,发生反应的化学方程式为2Cu+O2 2CuO。
(2)趁热将图B所示的薄铜片插入图A所示的装置中,氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,所以观察到薄铜片由黑色变成红色,振荡集气瓶,观察到澄清石灰水变浑浊。
(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,这是因为一氧化碳燃烧生成了二氧化碳,该反应的化学方程式为
2CO+O2 2CO2。
规律总结　一氧化碳具有还原性,能把金属从它们的氧化物中还原出来(工业上常用来冶炼金属)。一氧化碳具有可燃性,能在空气中燃烧产生蓝色火焰,生成二氧化碳。
对应训练
3.CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物,具有还原性,可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性,设计了如下实验装置(夹持装置略)。请回答以下有关问题。
(1)CO气体能使人中毒,其原因是 　。
一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去携氧能力,造成人体内缺氧
(2)实验结束后,先熄灭酒精灯,冷却后再停止通一氧化碳,其原因是
　。
(3)实验中图A处玻璃管中产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　,其反应的化学方程式为　 。
(4)该装置中有一个明显的缺陷,请指出改正方法: 　。
没有尾气处理装置,应在C处加一个酒精灯点燃尾气或罩一个气球收集尾气
防止被还原得到的铜再次被氧化
粉末由黑色逐渐变成红色
CuO+CO Cu+CO2
实验　二氧化碳的实验室制取
1.实验室制取二氧化碳
试剂 石灰石(或大理石)与稀盐酸
原理 CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
实验装置 发生 装置
说明:A、D装置适用于实验室制取少量二氧化碳,D装置可以随时控制反应的发生与停止;B、C装置适用于实验室制取较多量的二氧化碳,都便于添加液体,C装置更节约药品,还可控制反应的速率
实验装置 收集 装置
说明:CO2能溶于水,与水反应,密度比空气的大,所以宜采用向上排空气法收集。选择F装置收集二氧化碳时,气体要“长进短出”
操作 步骤 ①组装仪器;②检查装置的气密性;③向锥形瓶(或试管)内加入石灰石(或大理石);④通过长颈漏斗(或分液漏斗)向锥形瓶内加入稀盐酸;⑤收集气体
验满 将燃着的木条放在集气瓶口,
若木条熄灭,说明CO2已收集满
检验 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↓+H2O
吸收 实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2══Na2CO3+H2O
注意事项 ①实验室用B装置制取二氧化碳时,长颈漏斗下端管口必须插入液面以下,目的是防止气体从长颈漏斗中逸出;②干燥二氧化碳时,选用的试剂是浓硫酸;③用排空气法收集气体时,导管应伸入集气瓶底部
2.实验室制取二氧化碳的试剂选用分析
实验室制取二氧化碳,试剂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)一般不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)一般不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)一般不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,反应速率过大,不利于控制和收集二氧化碳气体。
例题　请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳和二氧化碳的性质探究实验。
(1)确定试剂。小明对3组试剂进行了研究,实验记录如下:
组别 试　剂 实验现象
① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡的速率适中
② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡的速率较小,并逐渐停止
③ 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡的速率很大,形成大量泡沫从导管冲出
从制取和收集的角度分析,一般选择第①组药品,该组试剂发生反应的化学方程式为　　　 　　　　　 　　　　　　,不选择第③组试剂的原因是　 。
CaCO3+2HCl══CaCl2+CO2↑+H2O
反应速率太大,不易收集气体
(2)选择装置。通过对制取二氧化碳反应的分析,他选择用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置,你认为他选择的依据是
　。
若想要得到平稳的气流,你认为他最好改用的发生装置是　　　　(填“A”或“B”),若用C装置收集生成的二氧化碳,气体应从　　　　(填“a”或“b”)口进入。
反应物是固体和液体且反应不需加热
A
a
(3)制取气体。将试剂装入所选装置制取气体,并用向上排空气法收集。验满方法是
　 。
(4)气体检验。将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水不变浑浊,可能的原因是 　。
(5)清洗整理。小明发现此时试管中石灰石的表面还在产生气泡,他认为该废液可能具有　　　　性,所以不能倒入下水道,应该倒入　　　　　中。
将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满
盐酸的浓度太大,挥发出的HCl气体与澄清石灰水反应
腐蚀
指定容器
解析:(1)石灰石与稀盐酸反应,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↑。由题中表格可以看出:③中反应速率太大,产生的二氧化碳气体不易收集。
(2)实验室制取二氧化碳气体所用的试剂为石灰石和稀盐酸,二者接触就会发生反应,由于反应物是固体和液体且不需加热,所以选择用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置。A装置中用注射器代替长颈漏斗,可控制加入试剂的量及加入试剂的速率,从而获得稳定的气流。若用C装置收集生成的二氧化碳,由于二氧化碳的密度比空气的大,所以气体应从a口进入。
(3)用向上排空气法收集二氧化碳,验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭证明二氧化碳已收集满。
(4)将生成的气体通入澄清石灰水中,如果所用的盐酸的浓度过大,挥发出的氯化氢气体会与澄清石灰水反应,导致澄清石灰水不变浑浊。
(5)试管中石灰石的表面还在产生气泡,说明废液中还含有一定量的酸,故具有腐蚀性,应把废液倒入指定容器内。
方法总结　解答此类题目要掌握实验室制取三大气体(氢气、氧气和二氧化碳)的试剂的选择、反应原理、实验步骤、装置的选择、检验和验满及实验注意事项等。实验室制取气体的装置分为发生装置和收集装置,选择发生装置时要考虑反应物的状态和反应条件,选择收集装置时要考虑气体的密度、气体的溶解性和是否与水反应等。
拓展设问　
C装置有多种用途,除用于收集气体,还可用于气体的干燥、除杂,此时气体应从　　　(选填导管口编号)口进入;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
a
①
②