专题三 碳和碳的氧化物
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考点通关 直击考什么
考点1 碳单质的性质与用途
1.常见碳单质的结构、物理性质与用途
(1)金刚石、石墨、都是由碳元素组成的单质,但是它们的①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 不同,物理性质存在着明显差异。其中,的分子结构形似足球,每个分子是由②_ _ _ _ 个碳原子构成的。
碳单质 结构 物理性质 用途
金刚石 无色透明,天然存在最③_ _ _ _ 的物质 制钻头、玻璃刀、钻石等
石墨 灰黑色,有金属光泽,很软,有滑腻感,熔点高,具有优良的导电性能 制铅笔芯、电极、高铁受电弓滑板等
— 可应用于超导、催化、能源及医学等领域
(2)木炭、焦炭、活性炭和炭黑的主要成分也是碳单质,它们的结构与石墨类似。木炭和活性炭具有④_ _ _ _ _ _ _ _ 的结构,因此它们具有⑤_ _ _ _ 能力,可用于吸附异味、色素等。活性炭的吸附作用比木炭的还要强,常应用于防毒面具、制糖业的脱色和污水处理等。
2.碳单质的化学性质
(1)在常温下,碳单质的化学性质⑥_ _ _ _ _ _ ;但在点燃条件下,可与氧气反应,表现出可燃性;在高温条件下,可与某些氧化物反应,表现出还原性。
化学性质 用途 化学方程式 化学性质 用途 化学方程式
稳定性 — 制墨 — 还原性 与反应 用于冶金工业 ⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
可燃性 与反应 作燃料 充足:⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 不充足:⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 与反应 ⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
与反应 — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(2)木炭还原氧化铜实验
.固定试管时,试管口略向下倾斜,防止 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
.加网罩的作用是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
.实验结束时,先 _ _ _ _ _ _ _ _ ,再 _ _ _ _ _ _ _ _ ,用弹簧夹 _ _ _ _ _ _ _ _ ,防止 _ _ _ _ _ _ _ _ ;
.冷却后再把试管里的粉末倒出,防止 _ _ _ _ _ _ _ _ 。
考点2 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
1.二氧化碳的性质与用途
(1)物理性质(通常状况)无色、无味(气体),密度比空气 _ _ _ _ _ _ _, _ _ _ _ _ _ _溶于水,固态二氧化碳叫“ _ _ _ _ _ _ _”。
(2)化学性质:不可燃,不支持燃烧,能与水、碱反应。
化学性质 图示 实验现象 化学方程式
不可燃也不支持燃烧 _ _ _层蜡烛先熄灭(也说明二氧化碳密度比空气大), _ _层蜡烛后熄灭 —
与水反应 通入紫色石蕊溶液中,溶液变红
与碱反应 澄清石灰水变(验证) _ _ __ _ _
甲试管内液面上升比乙试管高(乙为对照实验)
(3)二氧化碳与水反应的实验探究
注:.三朵纸花用紫色石蕊溶液浸泡并干燥;.石蕊是一种色素,遇酸变成红色。
实验内容 Ⅰ喷水 Ⅱ直接放入中 Ⅲ喷水后放入中 吹干第三朵纸花
现象 纸花不变色 纸花不变色 纸花由紫变 _ _ _ 纸花由红变紫
控制变量 只有 只有 和同时存在 —
分析 水不能使石蕊溶液变红 不能使石蕊溶液变红 二氧化碳与水反应生成一种酸性物质,能使石蕊溶液变红 二氧化碳与水反应生成的酸性物质不稳定,易分解
化学方程式 — _ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ _
(4)二氧化碳的用途
2.一氧化碳的性质与用途
(1)物理性质(通常状况)无色、无味,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质与用途
化学性质 现象 化学方程式或原理 用途
可燃性 与氧气反应 火焰呈蓝色,放出大量的热 作燃料
还原性 与氧化铜反应 黑色粉末变红 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 冶炼金属
与氧化铁反应 红棕色粉末变黑 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
毒性 — — 与血红蛋白结合,降低血液运输氧的能力 —
方法点拨 和混合气体的除杂方法(括号内为杂质)
考点3 二氧化碳的制取
1.工业制法——高温煅烧石灰石: 。
2.二氧化碳的实验室制取 链接P15
知识拓展
自然界中的碳循环
考点4 二氧化碳对生活和环境的影响
1.二氧化碳对人体的影响
二氧化碳本身没有毒性,但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响。若要进入久未开启的地窖时,要做灯火试验。
2.二氧化碳对环境的影响
大气中二氧化碳的含量不断上升,导致温室效应增强。
危害:导致两极的冰川融化,使海平面上升;造成土地沙漠化;极端气候事件发生的频率和强度增大;影响自然生态系统等。
3.低碳行动
(1)减少使用化石燃料,更多利用清洁能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林;采用物理、化学等方法,捕集、利用与封存二氧化碳等。
(2)我国明确提出了减排目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值(碳达峰),努力争取2060年前实现碳中和。
夯基综合练
判断下列说法的正误。
1.金刚石硬度大,可以用来切割大理石。( )
2.活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性。( )
3.一氧化碳有毒,且有特殊的气味,可以由此判断煤气是否泄漏。( )
4.化石燃料的燃烧,会产生大量能导致温室效应的二氧化碳,因此应该禁止使用。( )
5.一氧化碳具有还原性,可用来冶炼钢铁。( )
6.二氧化碳可用于灭火,既利用了它的物理性质,也利用了它的化学性质。( )
7.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。( )
8.二氧化碳中含有少量一氧化碳,可通过灼热的炭粉除去。( )
9.二氧化碳有毒,因此进入久未开启的地窖时要做灯火试验。( )
物质转化关系
根据物质转化关系图写出化学方程式(“ ”代表转化)。
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
重点实验 多维透析
实验3 二氧化碳的实验室制取 新课标 必做实验
1.二氧化碳的制取
实验试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸
反应原理 ①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
发生装置及装置特点
安装简单 便于添加液体 可控制②_ _ _ _ _ _ _ _ 可随时控制反应的③_ _ _ _ _ _ _ _ (该装置固体不能为粉末状)
收集装置
检验 澄清石灰水变浑浊
验满 将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭
操作步骤 (1)检查装置气密性;(2)装试剂;(3)固定装置;(4)加入液体,收集气体;(5)检验与验满
知识拓展
1.实验试剂的选用
(1)不用 是粉末状固体,与稀盐酸、稀硫酸反应速率过快,不利于收集 气体。
(2)不用浓盐酸:浓盐酸有挥发性,会使收集的 气体不纯。
(3)不用稀硫酸:稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石(或石灰石)的表面,阻止反应的持续进行。
2.石灰水未变浑浊的原因
(1)盐酸浓度过大,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体。
(2)澄清石灰水已完全变质。
实验拓展 装置创新
1.发生装置创新
2.收集装置创新
A、B、C、D四种发生装置中便于控制反应速率的是④_ _ _ _ (填字母,下同);可以控制反应的发生与停止的是⑤_ _ _ _ _ _ 。用、收集装置收集 时,分别应从⑥_ _ _ _ 口和⑦_ _ _ _ 口通入 气体。
2.二氧化碳的净化
(1)图中B、C、D装置的连接顺序不能颠倒。
(2)各装置中药品的作用
中饱和溶液:⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,化学方程式为 。中溶液:⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
中浓⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.二氧化碳体积的测量
将反应生成的气体通入装置端,排入量筒内水的体积即为生成的的体积,在水面上覆盖一层植物油的目的是防止 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,减少测量误差。植物油上方原有的空气对实验结果没有影响。
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 碳单质的性质与用途
1.[2024盐城]阅读下列资料,完成第(1)~(3)题:
透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的 都是由碳元素组成的单质;碳原子核外电子数为6,其结构示意图如图1所示。
金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软,有滑腻感。常温下为固体,能与 等金属反应生成超导体材料,如图2所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
(1) 下列关于的说法中不正确的是( )
A.分子具有空心球体结构
B.是一种新型有机高分子材料
C.每个分子由60个碳原子构成
D.有可能在催化领域具有广泛应用
(2) 下列摘录中,属于结构描述的是( )
A.碳原子核外电子数为6 B.金刚石可用来切割大理石
C.石墨很软 D.能与等金属反应
(3) 金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质,它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子( )
A.种类不同 B.大小不同
C.质量不同 D.排列方式不同
方法
资料阅读题的选项内容往往存在于资料内容中,需要在快速阅读的同时,筛选出有效信息。
命题点2 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
2.[2025云南]下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是( )
A.和均可通过C和反应得到
B.可作燃料,可作气体肥料
C.有毒,煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
D.金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
易错
有毒,难溶于水,煤炉上放一壶水不能防止煤气中毒。
3.下表中除去物质中所含少量杂质的方法正确的是( )
选项 物质 所含杂质 除去杂质的方法
A 气体 将气体缓缓通过足量的灼热铜网
B 溶液 滴加碳酸钠溶液至恰好完全反应,过滤
C 固体 将固体混合物高温充分煅烧,直至固体质量不再减少为止
D 溶液 加入过量的氢氧化钠溶液,过滤,滤液中加稀硫酸至中性
易错
1.看清题目中通过的是足量灼热的,还是铜网,和 均不与灼热的铜网反应;
2.除去 中 杂质常出现的错误方法为点燃气体,由于 属于杂质,其含量不会很多,而 不支持燃烧,因此不能将其中的 点燃。
命题点3 二氧化碳的制取与性质探究
考法命题点3
考查形式通常为综合题
1.考查二氧化碳制备的原理、试剂与装置的选择、装置的作用。
2.考查探究二氧化碳的性质,通常利用数字化和创新装置。
4.装置创新 数字化实验[2024苏州改编]实验室用下图所示装置制取气体,并进行相关性质研究。
已知:与饱和溶液不发生反应。
(1) 仪器的名称是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 连接装置A、B,向锥形瓶内逐滴加入稀盐酸。
① 锥形瓶内发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 若装置B内盛放饱和溶液,其作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③ 若装置B用来干燥,装置B中应盛放的试剂是_ _ _ _ _ _ 。
(3) 将纯净干燥的缓慢通入装置C,观察到现象:.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;.塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。
① 根据上述现象,得出关于性质的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用化学方程式表示)。
(4) 将通入滴有酚酞试液的澄清石灰水,生成白色沉淀,该过程参加反应的离子有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填离子符号),还可能观察到的现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 装置D可用来证实植物的光合作用,通入适量后,进行光照,试管内有气泡产生,检验试管内气体的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(6) 用注射器向集满的密闭的集气瓶中注入水,并不断振荡,装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据,如图2,图中曲线段气体压强迅速上升的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,曲线段气体压强逐渐减小,说明具有的性质是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
图1 图2
要点
与水或 溶液的反应过程中,容器内的气压减小,可利用数字化实验,结合图像进行探究。
命题点4 二氧化碳对生活和环境的影响
考法命题点4
考查形式常常为综合题
1.以 “碳达峰”“碳中和”为情境,考查 排放对环境的影响。
2.考查自然界的碳循环过程中 的来源与转化。
3.考查低碳行动等环保方案的具体措施。
5.[2025苏州]自然界能减少大气中含量的途径是( )
A.火山喷发 B.森林着火 C.光合作用 D.碳酸分解
6.[2024扬州]自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 ( )
A.氮循环 B.硫循环 C.碳循环 D.水循环
7.[2024盐城节选]我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
Ⅰ.了解二氧化碳排放
(1) 排放量增加可能引发的后果有_ _ _ _ (选填字母序号)。
A.冰川融化,海平面上升
B.极端天气频发
C.土地沙漠化,造成农业减产
D.影响自然生态系统,改变生物多样性
Ⅲ.研制低碳行动方案
(5) 低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”,写出你的一个行动打算:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
8.[2024镇江节选]助力“碳中和”,的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。
(1) 的产生:化石燃料的燃烧排放大量。
① 化石燃料主要包括_ _ _ _ 、石油和天然气。
② 大气中的含量过高,会造成_ _ _ _ _ _ _ _ (填环境问题)。
(2) 的捕集:工业上可用氨水、溶液等化学物质捕集烟气中的。
氨水捕集的实验流程如下。
① 转化中可循环使用的物质的化学式为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 氨水吸收室中反应温度不宜过高,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
解法
本题需根据流程信息、氨水的性质、二氧化碳与氨水反应的原理来分析。
专题三 碳和碳的氧化物
考点通关 直击考什么
考点1 碳单质的性质与用途
1.原子排列方式; 60; 硬; 疏松多孔; 吸附
2.不活泼; ; ; ; ; ; 加热时冷凝水回流炸裂试管; 使火焰集中并提高温度; 撤出导管; 熄灭酒精灯; 夹紧乳胶管; 铜被氧化; 铜被氧化
考点2 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
1.大; 能; 干冰; 下; 上; 浑浊; 红; ; 灭火; 人工增雨
2.;
夯基综合练
1.√
2.√
3.×
4.×
5.√
6.√
7.×
8.×
9.×
物质转化关系
(充足); (不充足); ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
重点实验 多维透析
实验3 二氧化碳的实验室制取 新课标 必做实验
1.; 反应速率; 发生和停止; A; ; ;
2.除去氯化氢杂质; 检验氯化氢气体是否除尽; 除去水蒸气(或干燥二氧化碳)
3.部分二氧化碳溶于水
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 碳单质的性质与用途
1.(1) B (2)A (3)D
命题点2 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
2.C
3.D
[解析]不能与铜反应,错误;与反应生成沉淀和,引入新的杂质,错误;固体高温煅烧分解为和,把原物质除去,错误;和反应生成沉淀和,过滤,滤液中加稀至溶液呈中性,和反应生成和,正确。
命题点3 二氧化碳的制取与性质探究
4.(1) 分液漏斗
(2) ①
② 除去中混有的
③ 浓硫酸
(3) ① 与水反应生成酸性物质、密度比空气大
②
(4) 、; 溶液由红色变为无色
(5) 将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气
(6) 注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小; 能溶于水
命题点4 二氧化碳对生活和环境的影响
5.C 6.C
7.(1) ABCD
(5) 出行乘坐公共交通工具(合理即可)
8.(1) ① 煤
② 温室效应
(2) ①
② 温度过高会降低和的溶解度[防止或受热分解]