第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60（测试）
（时间：45分钟 满分：100分）
学校:___________ 姓名： 班级： 得分：
一、单选题（12个小题，每小题5分，共60分）
1．下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是（ ）
A．碳素墨水 B．打印碳粉 C．低碳生活 D．石墨碳棒
【答案】C
【解析】 “低碳生活”的理念中的碳是指二氧化碳，不是针对碳单质，故选C
2．物质的性质决定了物质的用途，下列物质的用途由其化学性质决定的是（ ）
A．氢气充探空气球 B．焦炭用于炼铁
C．干冰用作人工降雨 D．木材可以制作桌椅
【答案】B
【解析】A、氢气充灌气球，是利用了氢气密度小的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误．B、焦炭用于炼铁，是利用了焦炭的还原性，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项正确．C、干冰用作人工降雨，是利用了干冰升华时吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误．D、木材可以制作桌椅，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误．故选B．
3．被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承载着人们的无数想象。石墨烯是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片，用石墨烯和铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金，下列对石墨烯和烯合金的说法错误的是（ ）
A．石墨烯在一定条件下能与氧气反应 B．石墨烯是一种新型的化合物
C．烯合金具有优良的导电性 D．烯合金是一种新型材料
【答案】B
【解析】试题分析：A、石墨烯由碳原子构成，碳一定条件下可与氧气反应，所以石墨烯在一定条件下能与氧气反应，故正确；B、由题意可知，石墨烯是从石墨中分离出来的单层石墨片，所以，石墨烯是由碳元素组成的单质，故错误；C、石墨烯与铝合金，研制出一种具备特殊性能的烯合金，依然具有金属的性质，所以具有优良的导电性，故正确；D、烯合金是一种新型材料，故正确。故选：B。
4．下列物质的用途与性质对应关系错误的是( )
选项 A B C D
用 途
金刚石做玻璃刀 石墨做电池电极 不锈钢做水壶 钛合金制造船舶设备
性质 金刚石硬度大 石墨很软 不锈钢有导热性 钛合金抗腐蚀性强
【答案】B
【解析】石墨具有良好的导电性，能做电极，B错误。故选B
5． 下列物质的用途主要由其化学性质决定的是（ ）
A．用碳酸氢钠治疗胃酸过多 B．用金刚石做玻璃刀的刀头
C．用石墨做铅笔芯写字 D．用钨做电灯泡里的灯丝
【答案】A
【解析】解：A、用碳酸氢钠治疗胃酸过多，是利用了碳酸氢钠和胃酸反应的性质，需要通过化学反应才能表现出来，属于化学性质，故选项正确．B、用金刚石做玻璃刀的刀头，是利用了金刚石硬度大的性质，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误．C、用石墨做铅笔芯写字，是利用了石墨质软且在纸上划过能留下痕迹的性质，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误．D、用钨做电灯泡里的灯丝，是利用了钨能导电且硬度大的性质，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项错误．故选：A．
6．金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大的差异，其原因是（ ）
A．金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同 B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨和C60由不同种原子构成 D．构成它们的原子大小不同
【答案】A
【解析】：因为构成金刚石、石墨、C60的碳原子的排列方式不同，导致物理性质有很大差异．所以A正确，B、C、D错误。故选A。
7． 能与氧化铜反应的固体单质是（ ）
A．H2 B．C C．Fe D．CO
【答案】B
【解析】 具有还原性的物质有：H2、C 、CO，但H2是气体，CO是化合物，故选B
8． 央视《每周质量日报》报道，市场上发现假冒的2B铅笔。下列说法错误的是（ ）
A、铅笔芯中含有石墨 B、铅笔芯是用铅做的
C、铅笔芯可以导电 D、铅笔芯在氧气中灼烧能生成CO2
【答案】B
【解析】 A、铅笔芯是石墨和粘土混合制成，故其中含有石墨，正确，B、铅笔芯中不含铅，错误，C、石墨具有导电性，故铅笔芯可以导电，正确，D、石墨是碳单质，故铅笔芯在氧气中灼烧能生成CO2，正确，故选B
9．下列物质的用途利用了其物理性质的是（ ）
A．干冰用作制冷剂 B．焦炭用于炼铁
C．氢气用作高能洁净的燃料 D．氮气用于制备氮肥和燃料
【答案】A
【解析】 物理性质是不需要通过化学变化表现出来的性质，化学性质是需要通过化学变化才能表现出来，二者的本质区别是是否通过化学变化表现出来；A．干冰用作制冷剂，没有发生化学变化，属于物理性质；B．焦炭用于炼铁，发生了化学变化，属于化学性质；C．氢气用作高能洁净的燃料，发生了化学变化，属于化学性质； D．氮气用于制备氮肥和燃料，发生了化学变化，属于化学性质；故答案选择A
10．下列关于金刚石的认识，错误的是（ ）
A．质地较软 B．由碳原子构成 C．可做装饰品 D．一定条件下能燃烧
【答案】A
【解析】 A．金刚石是天然存在的硬度最大的物质，错误；B．金刚石是由碳原子构成的，正确；C．金刚石加工后有璀璨夺目的光泽，加工为钻石可作为装饰品，正确；D．金刚石由碳元素组成，可燃烧，正确。
11．C60的分子结构形似足球(如图所示)。关于C60的说法错误的是( )
A．它是一种新型化合物 B．每个C60分子由60个碳原子构成
C．它是一种单质 D．它的相对分子质量为720
【答案】A
【解析】：根据C60的化学式可知其是由一种元素组成的物质，故它是一种新型化合物的说法是错误的
12． 世界上最轻材料“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具备高弹性和疏松多孔的结构，它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。关于“碳海绵”的说法错误的是
A．常温下化学性质活泼 B．可燃烧
C．可重复使用 D．可处理海上石油泄漏
【答案】A
【解析】 “碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管，两者都是碳单质，常温下化学性质不活泼。故选A．
二、填空题：（共40分）
13．（12分） 从下列物质中选出其主要用途：①金刚石；②石墨；③C60；④焦炭。
（1）可用作切割大理石的是(填序号，下同)______；
（2）可作润滑剂的是______；
（3）可作燃料和冶金的是______；
（4）应用于材料科学、超导体领域的是______。
【答案】 ① ② ④ ③
【解析】（1）可用作切割大理石的是①金刚石；（2）可作润滑剂的是②石墨；（3）可作燃料和冶金的是④焦炭；（4）应用于材料科学、超导体领域的是③C60。
14．（7分）激光打印机是常见的办公用品，它所用墨粉的主要成分是极细的碳粉。
（1）碳粉不具有的性质是 （填序号）。
A．黑色 B．易溶于水 C．可燃性 D．常温下稳定
（2）将碳粉与氧化铜混合后加强热，发生反应的化学方程式为 ，该反应中碳表现出 （填“氧化”或“还原”）性。
【答案】（1）B （2）C+2CuO2Cu+CO2↑ 还原
【解析】常见的有还原性的物质C、CO、H2
15．（21分）竹炭包可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附，是一种净化空气的产品。对竹炭中是否含有碳元素，用如下装置进行探究。
友情提示： 碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠；新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为 ， E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
（2）甲同学认为应在A、B装置之间，再增加一个盛有的洗气装置 （填编号），
Ⅰ．氢氧化钠溶液 Ⅱ．浓硫酸 Ⅲ．澄清石灰水
目的是 。
（3）对E装置a处进行尾气处理，可行的方法是 （填编号）。
Ⅰ．在a处加一盏点燃的酒精灯 Ⅱ．a处套上一个气球
（4）都能直接证明竹炭中含有碳元素的实验装置为 （填编号）。
（5）D装置中的实验现象是 。
（6）A装置在反应过程中没有涉及到的化学反应类型为 。
Ⅰ．化合反应 Ⅱ．分解反应 Ⅲ．置换反应 Ⅳ．复分解反应
【答案】（1）Ca（OH）2 ＋CO2→ CaCO3 ↓＋H2O （2）Ⅲ 检验二氧化碳是否已除尽
（3）Ⅱ （4）C E （5）导管口有气泡产生 （6）Ⅱ、Ⅲ
【解析】（1）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应为：Ca（OH）2 ＋CO2→ CaCO3 ↓＋H2O；E装置中新鲜的鸡血变为暗红色，由新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红，可证明有CO生成；（2）甲认为应在A、B装置间，增加澄清石灰水，目的是检验二氧化碳已除尽；（3）CO具有毒性，a处进行尾气处理，可行的方法有在a处加一盏点燃的酒精灯或a处套上一个气球（4）都能接证明竹炭中含有碳元素的实验装置为CE；（5）产生的CO进入D，产出气泡。（6）碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠，生石灰与水作用发生化合反应，生成的氢氧化钙与碳酸钠反应属于复分解反应。
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第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60（讲学）
课标定位
1、 了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
2、 知道碳单质的化学性质
3、 知道不同的元素可以组成不同的单质，同一种元素也可以组成不同的物质
4、 以人类对碳单质的认识为例，引导学生形成“科学是发展”的观点
知识梳理
核心知识归纳
1.金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但由于它们的原子排列方式不同,因此它们的性质存在着差异。
2.金刚石是天然存在的最硬的物质。石墨很软,有滑腻感,具有优良的导电性能。
3.由于木炭具有疏松多孔的结构,因此它具有吸附能力,可以吸附一些食品和工业产品里的色素,也可以用它来吸附有异味的物质。防毒面具里的滤毒罐是利用活性炭来吸附毒气的。
4.C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,这种足球结构的碳分子很稳定。
5.碳的化学性质:(1)在常温下,碳的化学性质不活泼。(2)当碳不充分燃烧的时候,生成一氧化碳,同时放出热。其燃烧的化学方程式为:2C+O22CO;当碳充分燃烧的时候,生成二氧化碳,同时放出热。其燃烧的化学方程式为:C+O2CO2。(3)木炭与氧化铜反应的化学方程式为:2CuO+C2Cu+CO2↑。
6.含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。木炭具有还原性,因此单质碳可用于冶金工业。
知识点一、碳单质的种类和物理性质
知识在线
碳的几种单质（金刚石、石墨、C60）
（1）金刚石（C）为正八面体形状的固体,它无色、透明、不导电,是天然存在的最硬的物质,用于雕琢后作装饰品、钻探机的钻头、玻璃刀的刀头等。
（2）石墨（C）是最软的矿物之一，深灰色，具有金属光泽，细鳞片状的固体，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷、做固体润滑剂等
（3）无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
（4）C60（也叫“足球碳”）：C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,其相对分子质量为720。它形似足球,这种足球结构的碳分子性质稳定,质脆,导电、导热性差,可应用于材料科学、超导体等
知识拓展
1、碳单质物理性质差别的原因为碳原子的排列顺序不同。金刚石中碳原子排列呈正四面体结构，石墨中碳原子排列呈片层结构，C60中碳原子排列呈足球状结构。
2、无定性碳
活性炭、木炭具有强烈的吸附性，木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
?3、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但是组成单质的碳原子排列方式不同,结构就不同,所以物理性质有很大差异
考题再现
【考题示例】
1、下列物质的用途利用其化学性质的是( )
A.N2作填充剂 ? ? ? ? B.金刚石作钻头 ? ? ? ? C.干冰作制冷剂 ? ? ? ? D.天然气作燃料
【答案】A、D
【解析】N2作填充剂利用的是N2的性质稳定、不活泼这一化学性质;金刚石作钻头利用的是金刚石是天然存在的最硬的物质这一物理性质;干冰可作制冷剂利用的是干冰升华吸热这一物理性质。天然气作燃料利用的是甲烷的可燃性,是一种化学性质。
2、防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是( )
A.炭黑 ? ? ? ? ? ? ?B.活性炭 ? ? ? ? ? ? ?C.木炭 ? ? ? ? ? ? ? D.石墨
【答案】B
【解析】相比较而言,活性炭的吸附能力最强,所以应用于滤毒罐中的吸附剂一般是活性炭。
3、碳家族中,C60的分子结构形似足球(如图所示)。关于C60的说法中,错误的是( )
A.它是一种单质 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.每个C60?分子由60个碳原子构成
C.它与金刚石是同一种物质 ? ? ? ? ? ? ? ?D.它完全燃烧后的产物是CO2
【答案】C
【解析】C60是由碳元素组成的一种单质;一个C60分子由60个碳原子构成;碳的单质有金刚石、石墨、C60等,它们是由碳元素组成的不同单质,完全燃烧都生成CO2,故选C。
知识点二、碳单质的化学性质
知识在线
1.常温下碳的化学性质不活泼,受日光照射或与空气、水分接触都不易发生化学反应。
2.可燃性,见下表。
氧气充足时 碳与充足的氧气在加热或点燃的条件下反应生成二氧化碳,其化学方程式为:C+O2CO2,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
氧气不充足时 碳与不充足的氧气反应生成一氧化碳,放出热量,其化学方程式为:2C+O22CO
3.还原性,见下表。
实验用品 铁架台(带铁夹)、试管、酒精灯、带导管的橡胶塞、火柴、药匙、木炭粉末、氧化铜粉末、澄清石灰水
实验原理 2CuO+C2Cu+CO2↑
实验装置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
实验步骤 (1)把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀,小心地铺入试管,并将试管固定在铁架台上(2)试管口装有通入澄清石灰水的导气管,用酒精灯加热混合物几分钟(3)先撤出导气管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上,观察现象
实验现象 试管中的黑色粉末状固体在加热后变成了红色,澄清石灰水变浑浊
实验点拨 (1)试管口要略向下倾斜,以防止水蒸气冷凝回流到试管底部,使试管炸裂(2)加热试管时,应先将试管预热,再固定在盛药品的底部加热,以防止试管受热不均而炸裂(3)实验结束后,先撤导管再熄灭酒精灯,以防止石灰水倒吸入试管中,引起试管炸裂
考题再现
【考题示例】
炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品,其主要成分是木炭。下列说法中错误的是( )
A.炭雕作为艺术品可以长久保存
B.炭雕能吸附室内微量的有害气体
C.摆放炭雕必须远离火种
D.将炭雕的下脚料研成粉末,与氧化铜粉末共热,不能发生反应
【答案】D
【解析】炭雕的主要成分是木炭,属于碳单质。碳在常温下化学性质稳定,所以炭雕可以长久保存;木炭具有吸附能力,因此可以吸附室内微量的有害气体;单质碳具有可燃性,因此摆放炭雕必须远离火种;单质碳具有还原性,在高温下能与氧化铜反应。
走近中考
1、【2018年广州市中考化学试题】下列有关金刚石、石墨的说法正确的是（ ）
A．都是由碳元素组成 B．都是黑色固体 C．都能导电 D．硬度都很大
【答案】A
【解析】A．金刚石、石墨都是由碳元素组成，是碳的两种不同单质，正确； B．石墨是黑色固体，金刚石是无色透明的晶体，错误；C．石墨能导电，金刚石不能，错误； D．金刚石是自然界中硬度最大的物质，石墨是自然界中硬度最小的物质，错误。故选A。
2、【2018年湖北省宜昌市中考化学试题】在一密闭的容器中，一定质量的碳粉与过量的氧气在点燃的条件下充分反应,容器内各相关量与时间(从反应开始计时)的对应关系正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】一定质量的碳粉与过量的氧气在点燃的条件下充分反应生成二氧化碳。A、气体的分子数不变，C＋O2 CO2，故A正确；B、气体的质量应增加，故B错误；C、氧气是过量的，固体质量最终应变为零，故C错误；D、任何一个化学反应都必然遵循质量守恒定律，故D错误。
跟踪短训
1、有关C+2CuO2Cu+CO2↑的反应,下列说法正确的是( )
A.CuO具有还原性? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B.C发生了还原反应
C.反应前后氧元素的化合价没有改变?? ? ? ? ? ?D.反应前后固体质量不变
【答案】C
【解析】物质得氧发生氧化反应,即C发生氧化反应,具有还原性;物质失氧发生还原反应,即CuO发生还原反应,具有氧化性;反应前CuO中的O为-2价,反应后CO2中的O仍为-2价;反应前固体质量是CuO和木炭质量之和,反应后生成气体CO2,固体质量是Cu的质量,即固体质量减少。
2、李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜(如图所示),反应的化学方程式为:C+2CuO2Cu+CO2↑
他联想到单质碳的一些化学性质,认为在该实验中还可能会有CO产生。
查阅资料:CO气体能使浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸变蓝色。
实验验证:
(1)点燃A处酒精灯,数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红,该红色物质是 。?
(2)装置B中发生的实验现象是 ,该反应的化学方程式是 。?
(3)C装置中浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸变蓝色,说明有 气体生成,证明李洋同学是判断是正确的。?
实验反思:
(4)李洋同学对CO产生的原因进行了分析:①原因一:木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO;②原因二:反应C+2CuO2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应,产生了CO;③原因三:……
请你从原因一、原因二中选择其一,用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理 。?
(5)在设计装置时还要考虑环保因素,因此要在装置C处添加 装置。?
【答案】(1)Cu或铜 (2)石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(3)CO (4)C+CuOCu+CO↑或CO2+C2CO (5)尾气处理或点燃尾气或尾气收集
【解析】 (1)根据反应信息“C+2CuO2Cu+CO2↑”,则红色物质是Cu;(2)CO2能使澄清石灰水变浑浊,原因是生成不溶于水的CaCO3沉淀;(3)因为CO气体能使浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸变蓝,说明有CO气体生成;(4)原因一是木炭与CuO反应生成Cu和CO,原因二是木炭与生成的CO2反应生成CO;(5)为了防止CO扩散到空气中污染空气,可增加收集装置或燃烧掉CO。
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第六单元 碳和碳的氧化物 课题2 二氧化碳制取的研究（测试）
（时间：45分钟 满分：100分）
学校:___________ 姓名： 班级： 得分：
1、单选题（5个小题，每小题6分，共30分）
1、实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是( )。
A．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关
B．反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行
C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D．块状大理石与大理石粉末的组成不同
【答案】B
【解析】 大理石粉末比块状大理石的表面积大，与稀硫酸的接触面积大，则反应速度越快。
2、下图是干燥、收集某气体的装置。由实验装置可以推测该气体的有关性质，请你在表中找出相对应的选项。
序号 气体性质 A B C D
溶于水中所得溶液的pH ＞7 ＜7 ＞7 ＜7
其密度（ρ1）与空气密度（ρ2 ）的比较 ρ1＞ρ2 ρ1＞ρ2 ρ1＜ρ2 ρ1＜ρ2
在水中的溶解性 极易溶 难溶 极易溶 难溶
【答案】C
【解析】 该气体可用氢氧化钠来干燥，说明气体溶于水所得溶液不是酸性；在收集气体时使用的向下排空气法收集，说明气体的密度小于空气的密度；尾气处理时使用了漏斗，说明气体极易溶于水。所以应选C项。
3、实验室制取二氧化碳需要用的一组药品是( )
A．大理石和稀盐酸 B．石灰石和稀硫酸 C．木炭和氧气 D．碳酸钠和稀硫酸
【答案】A
【解析】A、大理石和稀盐酸反应速率适中，原料易得，价格便宜，得到的气体较为纯净，实验室制取二氧化碳通常选用大理石和稀盐酸，故选项正确；B、大理石和稀硫酸反应能生成微溶物硫酸钙，覆盖在石灰石表面阻止反应进行，不能持续反应，不适合实验室中制取二氧化碳气体，故选项错误；C、木炭燃烧虽然能够产生二氧化碳，但是难以收集，不适合实验室中制取二氧化碳，故选项错误；D、碳酸钠和稀硫酸反应速率太快，不易收集，不适合实验室中制取二氧化碳，故选项错误。
4、欲除去热水瓶胆内壁附着的水垢(主要成分是碳酸钙)，可采用的办法是( )。
A．加热 B．用砂纸擦洗 C．加稀盐酸浸洗 D．用水洗
【答案】C
【解析】碳酸钙是不溶于水的物质，水无法洗去；用砂纸擦洗会对热水瓶胆造成破坏；高温时碳酸钙可以分解，但高温进行操作不便；最好的办法是与稀盐酸反应生成能溶于水的氯化钙后再用水冲洗干净。
5、某同学对实验室制取氧气和二氧化碳的方法做了比较，并得出以下结论，其中错误的是( )
A．选用的发生装置可能相同 B．收集方法可能相同
C．反应类型可能相同 D．检验方法一定不同
【答案】C
【解析】A、实验室制取二氧化碳常采用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取，属于固液常温型；实验室采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气，也属于固液常温型；气体发生装置可能相同，故正确；B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集；气体的收集方法可能相同，故正确；C、实验室制取氧气可采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气，均符合“一变多”的特征，均属于分解反应；实验室制取二氧化碳，采用的是大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应；反应类型不同，故错误；D、检验氧气用带火星的木条，检验二氧化碳用燃着的木条，检验方法一定不同，故正确。
二、非选择题（共70分）
6、下图是初中化学中常见仪器装置，回答下列问题：
（1）D中仪器a的名称是 。实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，可选用的发生装置为 （选填装置编号，下同)。
（2）用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，可选用的发生装置是 ，收集装置
为______，为防止气体从发生装置泄漏的必要措施是 。
（3）F装置有多种用途。用于气体干燥、除杂时，气体应从 处进入（选填导管口编号）。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
【答案】（1）集气瓶；B （2）A；D；装药品前检查装置的气密性 （3）c；①；②
【解析】：（1）仪器D的名称为集气瓶；实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，因为是固体加热制取气体，故发生装置可选用固固加热型装置B；（2）用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，因为是固液常温下制取气体，故可选用的发生装置是固液常温型装置A；生成的气体密度比空气大且能溶于水，故收集装置选择向上排空气法D收集；为防止气体从发生装置泄漏的必要措施是装药品前检查装置的气密性；（3）F装置有多种用途。用于气体干燥、除杂时，气体应通入除杂或干燥剂中，故从c进，干燥二氧化碳时，瓶中液体可以是浓硫酸这样不会造成物质的减小；除去一氧化碳中的二氧化碳时，因为是除去二氧化碳，故试剂为与二氧化碳反应的物质，故瓶中液体可以是烧碱溶液。
7、实验室利用下图实验装置进行有关化学实验，回答下列问题：
（1） 实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置可选择图中的______（填标号），写出该反应的化学方程式______________________。
（2） 若用C装置收集二氧化碳，气体应从_______端导入。
（3）用上述制取二氧化碳实验后的固液残留物进行过滤、蒸发的操作训练。
① 对固液残留物进行过滤，应选择图中D装置 ② 取上述少量滤液进行蒸发，蒸发过程玻璃棒不断搅拌的目的是_____________，析出的固体中一定含有的物质是__________。
【答案】 A 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ b 使液体受热均匀、防止液体因局部过热而飞溅 氯化钙
8、如图是实验室的部分实验装置，回答有关问题。
（1）实验室用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳应选用的装置是（填编号） ；
其中，发生装置中产生CO2的化学方程式为 。
（2）检验二氧化碳是否集满的方法是 ；将适量的 倒入集气瓶中震荡，观察到试剂变浑浊，说明该气体确实是二氧化碳。
【答案】（1）BC CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑（2）用燃着的木条靠近集气瓶口，观察木条是否熄灭 澄清的石灰水
【解析】：（1）用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；该反应不需加热，属于固液常温型，故选发生装置B；二氧化碳能溶于水，密度比空气大，所以用向上排空气法来收集；故填：BC；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（2）利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质来检验二氧化碳是否收集满，可将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭证明二氧化碳已满；检验二氧化碳气体通常用澄清的石灰水，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。故填：用燃着的木条靠近集气瓶口，观察木条是否熄灭；澄清的石灰水。
9、根据如图回答问题：
（1）图中仪器a的名称为__________；
（2）实验室用A装置制取CO2的化学方程式为__________；
（3）组装气体发生装置后，应先检查装置的__________，再添加药品；
（4）收集密度比空气大的气体，应选择的装置是__________（填字母）．
【答案】（1）铁架台；（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（3）气密性；（4）C。
【解析】（1）仪器a的名称是铁架台；（2）实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（3）制取气体时，在加入药品前，要先检查装置的气密性，以防漏气；故填：气密性；（4）收集密度比空气大的气体，应选择向上排空气法，故填C。
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第六单元 碳和碳的氧化物 课题2 二氧化碳制取的研究（讲学）
课标定位
1、了解实验室中制取二氧化碳的反应原理
2、探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳
3、了解实验室中制取气体的思路和方法
知识梳理
核心知识归纳
1.实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。确定气体发生装置时应考虑的因素有反应物的状态和反应条件;确定气体收集装置时应考虑的因素是气体的性质,包括气体的密度和溶解性。
2.密度比空气大的气体可用向上排空气法收集,密度比空气小的气体可用向下排空气法收集,不易溶于水且不与水发生反应的气体可用排水法收集。
3.实验室制取二氧化碳常用大理石(或石灰石)与稀盐酸,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
4.二氧化碳的检验方法为向集气瓶中倒入澄清石灰水,振荡,看石灰水是否变浑浊;验满方法为将燃着的木条放在集气瓶口处,如果木条熄灭,证明已满。
知识点一、制取二氧化碳
知识在线
1.实验药品:大理石(或石灰石)和稀盐酸。
2.实验仪器和其他用品:锥形瓶(或试管、广口瓶等)、双孔橡皮塞(或单孔橡皮塞)、导管、长颈漏斗(或分液漏斗)、集气瓶、玻璃片、火柴、澄清石灰水。
3.实验原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
4.实验装置(如图所示)。
5.实验步骤:①组装仪器装置(如图所示);②检验装置的气密性;③向锥形瓶中加入石灰石,然后堵上橡皮塞;④从长颈漏斗倒入适量的稀盐酸;⑤收集二氧化碳;⑥验满二氧化碳。
6.收集方法: 向上排空气法(二氧化碳密度比空气大,且能溶于水)。
7.检验方法:倒入澄清石灰水,振荡,看石灰水是否变浑浊。
8.验满方法:将燃着的木条放在集气瓶口处,如果木条熄灭,证明已满。
9.放置方法:盖上玻璃片,然后瓶口向上正放在桌面上。
易错警示
(1)不能用稀硫酸,因为稀硫酸与石灰石反应会生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,阻碍反应继续进行。
(2)不能用浓盐酸,因为浓盐酸具有强烈挥发性,会挥发出大量的氯化氢气体,使制得的二氧化碳气体不纯净。
(3)不能用碳酸钠粉末或纯的碳酸钙粉末,它们与酸反应太剧烈不利于气体收集。
归纳拓展
(1) 实验室制取二氧化碳气体的发生装置基本有以下几种(如图所示):
A装置:最简易的装置,伸入试管内的导管稍露出橡皮塞。伸入集气瓶内的导管要接近瓶底。
B装置:为随时向反应装置内加注液体,常加装长颈漏斗,但长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下,导气管刚露出橡皮塞。
C装置:分液漏斗可通过调节活塞控制液体的滴加速度,来调节反应速率的快慢。
D装置:启普发生器。
反应容器也可由以下仪器来代替(如下图):
(2)氧气和二氧化碳实验室制法的比较(如下表):
氧 气 二氧化碳
反应原理 2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
气体发生装置
收集方法 排水法或向上排空气法 向上排空气法
检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃 通入澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊
验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶口,木条复燃 将燃着的木条靠近集气瓶口,木条熄灭
考题再现
【考题示例】
如图中的A~F是实验室制备某些常见气体的装置示意图。
(1)实验室制备CO2的化学方程式为 。可用的发生装置有 (填字母)。?
(2)装置E或F相对于装置C在操作方面的优势为 。?
(3)排水法收集与排空气法收集CO2的比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集):
比较项目 排水法 向上排空气法
收集方法可行性分析 CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率 CO2密度比空气大,且 ?
收集过程分析 集满现象: ? “验满”分析:因气体无色,故集满与否较难确定。即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭,也难以证明空气完全排尽
向收集到CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水,并振荡 先浑浊后变澄清所需时间较短 先浑浊后变澄清所需时间较长
由上述实验可得结论 ① ;② ?
【答案】(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑;B、C、D、E、F
(2)便于控制反应的发生或停止
(3)不与空气成分反应;集气瓶内液面下降至瓶口,且有气泡从瓶口逸出;①排水法集满二氧化碳现象明显或操作方便;②排水法收集到的二氧化碳气体浓度较大或纯度较高
【解析】(1)实验室是利用大理石或石灰石跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的,根据反应物为CaCO3?和HCl,生成物为CaCl2、H2O、CO2可写出化学方程式;然后根据反应物的状态和反应条件确定发生装置可为B、C、D、E、F。(2)装置E或F可以随时控制反应的发生或停止。(3)由于二氧化碳的密度比空气大,且不与空气成分反应可用向上排空气法收集;根据集气瓶中液面的下降情况及是否有气泡冒出确定是否已收集满二氧化碳,利用排水法收集二氧化碳操作简便,便于观察是否收集满了,同时收集的二氧化碳纯度较高。
知识点二、实验室制取气体的装置的确定
知识在线
实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。
1.气体发生装置的选择
(1)固体加热制取气体时可选用下图所示装置,如:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气、加热高锰酸钾制取氧气等。
(2)固体和液体反应且不需加热制取气体时可选用下图所示装置,如:过氧化氢与二氧化锰制取氧气、石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳等。
2.气体收集装置的选择
(1)排水集气法:收集难溶或微溶于水,且不跟水发生反应的气体,如氢气、氧气、一氧化碳、甲烷等,见图中的a。
(2)向上排空气法:用于收集密度比空气大且不跟空气成分反应的气体,如二氧化碳、氧气等,见图中的b。
(3)向下排空气法:用于收集密度比空气小且不跟空气成分反应的气体,如氢气、甲烷等,见图中的c。
拓展延伸
气体的实验室制取方法和思路为:首先要研究合适的反应物和反应条件(如加热、常温、加催化剂等),还要选择合适的实验装置,并需验证所制得的气体。
考题再现
【考题示例】
下图是实验室常用的仪器。
(1)图甲中仪器A的名称为 。?
(2)实验室制取二氧化碳需要选择下列药品中的 (填字母)。?
A.大理石? B.纯碱 C.稀盐酸?? D.稀硫酸
(3)组装二氧化碳的发生和收集装置时,除选择仪器A和B外,还要从图甲中选择的仪器有 (填字母)。?
(4)上述装置还可用于制某气体,制取该气体的化学方程式为 ;若要制取干燥气体,发生装置应与图乙装置中的 (填“a”或“b”)连接。?
【答案】(1)锥形瓶 (2)A、C (3)C、D、G (4)2H2O22H2O+O2↑;a
【解析】实验室制取二氧化碳应选择大理石(或石灰石)和稀盐酸,不能选择纯碱,因为纯碱为粉末状固体,和稀盐酸反应速率快,不易控制;不能选择稀硫酸,因为稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成微溶物CaSO4,覆盖在固体表面,阻止反应的进一步进行;也不能选择浓盐酸,因为浓盐酸易挥发产生HCl气体,使制得的CO2气体不纯。由于CO2能溶于水,故收集CO2气体时应采用向上排空气法,故导管应选择G而不是F,还应选择C、D。发生装置的特点是固体+液体不加热制气体,收集装置的特点是用向上排空气法收集气体,故还可用于实验室用二氧化锰催化过氧化氢溶液分解制氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,干燥气体时应“长管进,短管出”。
走近中考
1、【2018年山东省泰安市中考化学试题】实验室制取气体选择收集方法时，下列气体性质不需考虑的是( )
A．密度 B．可燃性 C．溶解性 D．能否与水反应
【答案】B
【解析】A、实验室制取气体选择收集方法时，需要考虑气体的密度，收集气体的密度大于空气密度时，可用向上排空气法；收集气体的密度小于空气的密度时，可向下排空气法，不符合题意；B、实验室制取气体选择收集方法时，不需考虑气体的可燃性，符合题意；C、实验室制取气体选择收集方法时，需要考虑气体的溶解性，难溶于水或不易溶于水的气体，可用排水法收集，不符合题意；D、实验室制取气体选择收集方法时，需要考虑气体能否与水反应，与水反应的气体不能用排水法收集，不符合题意。故选B。
2、【2018年江西省中考化学试题】利用下列装置进行实验室气体制取，有关说法正确的是( )
A．装置A可用于加热固体制气体
B．B．装置B可随时控制反应的发生与停止
C．装置C只能用于收集密度比空气小的气体
D．装置D用于排空气法收集氢气时，气体进入的导气管口是______
【答案】 A b
【解析】A、装置A可用于加热固体制气体正确，正确；B、装置B不能控制反应的发生与停止，也不可以控制反应的速率，只能随时向反应容器中添加试剂，错误；C、装置C只能用于收集难溶于水或不易溶于水的气体，错误。故选A。D、装置D用于排空气法收集氢气时，气体进入的导气管口是b，因为氢气的密度比空气小。
跟踪短训
1．实验室制取二氧化碳气体应选用的仪器是( )。
A．长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管 B．集气瓶、试管、水槽、导气管
C．酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗 D．广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞
【答案】D
【解析】实验室制取二氧化碳不用加热，所以不要酒精灯；不能用排水法收集，所以也不要水槽。
2、根据如图所示装置，回答有关问题:
（1）装置B中，仪器X的名称为__________________；
（2）实验室用大理石和稀盐酸来制取二氧化碳，则选取的发生装置为____(填字母序号);
（3）若用装置C收集氧气，则氧气应从______(填“m”或“n”)端导管口通入；
（4）利用实验室制取二氧化碳的发生装置，还可以制取初中化学常见的气体是______(填化学式，任写一种)。
【答案】 长颈漏斗 B n H2或O2
【解析】（1）装置B中，仪器X的名称为长颈漏斗；（2）实验室用大理石和稀盐酸来制取二氧化碳，则选取得发生装置为B，固体和液体反应不需要加热制取气体。（3）若用装置C收集气体，则氧气应从n端导管口通入，氧气密度比空气大。（4）利用实验室制取二氧化碳的发生装置，还可以制取初中化学常用的气体是H2或O2。
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第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳和一氧化碳（测试）
（时间：45分钟 满分：100分）
学校:___________ 姓名： 班级： 得分：
一、单选题（10个小题，每小题5分，共50分）
1、“两型”社会，提倡“低碳”生活，下列有关碳及化合物的说法正确的是（ ）
A．二氧化碳是导致酸雨的主要气体
B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒
C．大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用
D．金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物
【答案】C?
【解析】?A选项二氧化碳是导致酸雨的主要气体是错误的叙述，二氧化碳是导致温室效应的主要气体；B选项室内放一盆水能防止一氧化碳中毒是错误的叙述，因为一氧化碳难溶于水；C选项大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用是正确的叙述；D选项金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物是错误饿的叙述，金刚石、石墨、C60是碳的单质；故答案选择C
2． 鉴别氧气和二氧化碳的方法错误的是（ ）
A．用澄清石灰水 B．观察气体颜色
C．用湿润的紫色石蕊试纸 D．用带火星的木条
【答案】B
【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气不能，所以用能澄清石灰水鉴别；B、常温下二氧化碳和氧气的颜色都是无色的，故不能鉴别；C、二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，所以能用湿润的紫色石蕊试纸鉴别；D、氧气能使带火星的木条复燃，二氧化碳不能，所以能用带火星的木条鉴别。
3． 为了验证二氧化碳与水反应生成碳酸，小赵做了以下实验，不合理的是（ ）
A．步骤① B．步骤② C．步骤③ D．步骤④
【答案】C
【解析】：为了验证二氧化碳与水反应生成碳酸，可以借助指示剂，石蕊遇酸性溶液会变红，酚酞遇酸性溶液和中性液体不变色，所以实验中应用紫色的石蕊试液，不能用无色的酚酞试液，所以步骤③不合理，选项C符合题意。
4． 下列关于碳及其化合物的说法，正确的是（ ）
A．CO和CO2都可将氧化铜还原成铜 B．CO2能转化成氧气
C．一氧化碳可使澄清石灰水变浑浊 D．利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味
【答案】B
【解析】A．一氧化碳具有还原性，可将氧化铜还原成铜；二氧化碳不具有还原性，不能将氧化铜还原成铜，故错误；B．植物通过光合作用，吸收二氧化碳，生成葡萄糖和氧气，故正确；C．一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊，故错误；D．活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，利用活性炭的吸附性来吸附冰箱中的异味，故错误。因此本题选B。
5． 有关碳及碳的氧化物的描述不正确的是（ ）
A．一氧化碳可用用来冶炼金属 B．一氧化碳有毒，二氧化碳无毒
C．碳在氧气中燃烧一定生成二氧化碳 D．二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一
【答案】C
【解析】：A、一氧化碳具有还原性，可用来冶炼金属，故A描述正确；B、一氧化碳有毒，二氧化碳无毒，故B描述正确； C、碳在氧气中燃烧，氧气充分时生成二氧化碳，不充分时生成了一氧化碳，故C描述不正确；D、二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一，故D描述正确。
6． 下列有关CO2的说法，不正确的是( )。
A．干冰可用于人工降雨 B．CO2可用作气体燃料
C．“碳酸水”的pH小于7 D．大气层中CO2过多会造成“温室效应”
【答案】B
【解析】：干冰是固态的二氧化碳，易升华吸热，可用于人工降雨，A正确；二氧化碳不具有可燃性，不能作气体燃料，B错误；碳酸水溶液显酸性，所以pH小于7，C正确；大气中的二氧化碳排放量增大，会引起“温室效应”，D正确。故选B。
7．如图是自然界中碳循环示意图，图中的X不包括（ ）
A．氢气燃烧 B．化石燃料燃烧 C．动植物呼吸 D．生物遗体腐烂
【答案】A
【解析】因为X过程是利用氧气生成二氧化碳的过程，氢气燃烧是利用氧气生成水，故不包括A
8． 符合下图装置设计意图的有( )
①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染
A．①② B．②④ C．②③④ D．①②③④
【答案】D
【解析】符合下图装置设计意图的有①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染。
9、如图所示实验能够说明二氧化碳具有的性质有（ ）
①不能燃烧 ②不能支持燃烧 ③还原性 ④密度比空气大 ⑤密度比空气小
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②⑤
【答案】C
【解析】：图示实验现象为下面的蜡烛先熄灭，然后上面的蜡烛才熄灭，这一实验现象证明了二氧化碳的性质：密度大于空气；不能燃烧，也不支持燃烧；但不能证明二氧化碳是否具有还原性。故选C。
10、科学研究发现超临界CO2流体是一种和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”，其密度介于液体和气体之间。下列关于超临界CO2流体的说法错误的是：
A．与干冰的化学性质相同 B．分子间的间隔比CO2气体的小
C．分子不再运动 D．可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
【答案】C
【解析】A．同种物质化学性质相同，与干冰的化学性质相同 ，正确；B．分子间的间隔比CO2气体的小，正确；C．分子都在不停地运动，错误；D．可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂，正确。故选C。
二、填空题：（共50分）
11、某化学兴趣小组设计了一组“吹气球”实验，三套装置如下图：
（1）向甲装置中加水会看到气球胀大，当看到___________的现象时，说明该装置气密性良好。
（2）乙装置仪器A的名称是________，若使装置中的气球胀大，有两类方法：
①一是生成气体写出生成该气体的化学方程式为______。
②二是装置中的气体受热膨胀，若A中加入的是水，则锥形瓶中的药品是_____。
（3）丙装置若锥形瓶中盛满CO2，欲使气球胀大，则分液漏斗中的液体是______。
【答案】 一段时间内气球大小不变化 分液漏斗 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑（制取氧气或二氧化碳的化学方程式等 ） NaOH或生石灰或碱石灰等 KOH溶液或NaOH溶液等碱液
【解析】（1）向装置中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明该装置气密性良好；（2）
据实验室常用仪器可知：A是分液漏斗；①该装置是固液在常温下制取气体的装置，若生成氢气使气球胀大，锌和盐酸能反应生成氢气，化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；锥形瓶中装有NaOH固体或生石灰或碱石灰，若A中加入的是水，由于NaOH固体或生石灰或碱石灰溶于水放热，瓶内气压变大，会看到气球膨胀；（3）丙中CO2 气体被吸收时，装置内压强减小，内部的气球就会胀大，氢氧化钠溶液或其氧化钾溶液等可吸收二氧化碳气体。
12、某课题组同学为了验证混合气体的成分为CO、CO2、H2，做了以下准备：
资料收集：
①H2+CuCu+H2O ②CO+CuOCu+CO2 ③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
设计实验装置：
请分析上面信息后回答：
①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是_____。
②装置B的目的是_____，装置c的作用是_____。
③装置D内观察到的现象是_____。
④实验中两次用到装置A．其目的分别是______，______；请你设计一种尾气处理方案：________________。
【答案】 CO2、H2、CO 除混合气体中的CO2 除去水蒸气 黑色固体粉末变成红色 验证原混合气体中含有CO2 通过验证生成物中有CO2，来证明混合气体中含有CO 将玻璃管改成尖嘴点燃(或用气球收集)
【解析】①水能使白色硫酸铜变蓝，先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，再通过石灰水是检验是否含有二氧化碳的；再通过氢氧化钠是除去原来的二氧化碳气体，通过浓硫酸是除去原来的水蒸气，通过氧化铜是检验是否含有还原性气体，再通过无水硫酸铜，是看是否有水生成，因为氢气还原氧化铜生成铜和水，所以是为了检验是否有氢气的；最后通过澄清石灰水是看有没有二氧化碳生成，由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，所以是为了检验是否含有一氧化碳的；故分别验证水煤气中各成分的顺序依次是：二氧化碳、氢气、一氧化碳（或CO2、H2、CO）；
②氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳，排除对一氧化碳检验的干扰；浓硫酸具有吸水性，装置D的作用是：除去水蒸气排除对氢气检验的干扰；③氧化铜是黑色的铜是红色的，在加热的条件下，一氧化碳和氢气能将氧化铜还原为铜．所以，装置D内观察到的现象是：黑色变成红色；④实验中两次用到装置A，其目的分别是验证原混合气体中含有二氧化碳，通过验证生成物中有二氧化碳，来证明混合气体中含有一氧化碳；因为一氧化碳有毒，所以尾气一般要收集或点燃，故尾气处理方案：将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集。
13、为了说明二氧化碳能与水发生化学反应，老师演示了如下实验：
取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，将其喷水后，放入盛满二氧化碳的集气瓶中（如图所示），并观察到紫色纸花变红。接下来，请你参与以下探究：
【提出问题】是什么物质使紫色纸花变红呢？
【提出假设】假设1：二氧化碳与水反应的生成物；
假设2： ；
假设3： :。
【实验验证】要说明是什么物质使紫色纸花变红，要对 （填“假设1” “假设2”或 “假设3”）进行实验验证即可。请你写出验证假设的实验方案，并将有关实验内容填入下表：
实验步骤 实验现象 结论
【得出结论】通过以上实验探究，说明二氧化碳与水发生了化学反应。
【答案】【提出假设】假设2：水；假设3：二氧化碳；
【实验验证】假设1；
实验步骤 实验现象 结论
取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，将干燥的纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中；然后将干燥的纸花拿出后向上喷水； 最后再将湿润的纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中 纸花不变红；纸花不变红； 纸花变红 二氧化碳不能使紫色纸花变红；水不能使紫色纸花变红； 二氧化碳与水反应的生成物使紫色纸花变红
【提出假设】提出的假设为：可能是水使石蕊试液变红；可能是CO2使石蕊试液变红；可能是H2O与CO2反应后生成的新物质使石蕊试液变红．
【实验验证】要说明是什么物质使紫色纸花变红，要对假设进行实验验证即可．例如对假设1验证，验证假设的实验方案为：取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，将干燥的纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察纸花是否变红；然后将干燥的纸花拿出后向上喷水，观察纸花是否变红；最后再将湿润的纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察纸花是否变红．
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第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳和一氧化碳（讲学）
课标定位
1、初步学会在实验室中制取二氧化碳。
2、了解二氧化碳和一氧化碳的性质
3、了解并关注温室效应
知识梳理
核心知识归纳
1.二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,可用燃着的木条检查集气瓶是否已收集满二氧化碳。检查时,木条应放在瓶口。
2.二氧化碳与水反应,其化学方程式为:H2O+CO2H2CO3,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。碳酸很不稳定,在加热条件下又会分解生成二氧化碳和水:H2CO3H2O+CO2↑。
3.二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,此反应可用于检验二氧化碳。
4.防止温室效应的措施:减少化石燃料的燃烧;开发新能源;植树造林,严禁乱砍滥伐森林等。
5.一氧化碳的化学性质
(1)一氧化碳的可燃性:2CO+O22CO2。
(2)一氧化碳具有毒性:极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好与氧气结合,造成生物体内缺氧。
(3)一氧化碳的还原性:CuO+COCu+CO2。实验装置(如图所示):
反应现象:①黑色固体变成红色;②澄清石灰水变浑浊。实验步骤: ①先通入CO一会儿;②加热;③停止加热;④继续通入CO到玻璃管冷却为止。
知识点一、二氧化碳的物理性质
知识在线
1.在通常情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体。在标准状况下,二氧化碳的密度是1.977 g/L,约是空气密度的1.5倍。
(1)验证CO2是否集满的方法,见下表。
实验步骤 实验现象 实验结论
制取并收集二氧化碳,根据二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的性质,可用燃着的木条检查集气瓶是不是已收集满二氧化碳,检查时燃着的木条应放在集气瓶口 若燃着的木条熄灭,则说明集气瓶中的二氧化碳已收集满 二氧化碳比空气重,沉在集气瓶底部,收集二氧化碳时可采用向上排空气法
(2)将二氧化碳气体从集气瓶倾倒入烧杯中,见下表。
实验步骤 实验现象 实验结论
将CO2气体慢慢倒入烧杯中 两支蜡烛自下而上依次熄灭 二氧化碳不燃烧,一般情况下也不支持燃烧,其密度比空气大
2.二氧化碳能溶于水。在通常状况下,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。
实验步骤 实验现象 实验结论
向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡 瓶子变瘪 二氧化碳能溶于水,使瓶内的气体体积减小,因而压强减小,外界大气压把瓶子压瘪了
3. 二氧化碳加压降温可以变成雪花状固体,这种固体俗称?“干冰”。
考题再现
【考题示例】
二氧化碳与人们的生产和生活有着广泛的联系,下列关于二氧化碳的认识中,正确的一组是( )
①在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高
②二氧化碳在水中的溶解量跟压强成反比
③绿色植物光合作用时吸收二氧化碳并放出氧气
④二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子
A.①② ? ? ? ?B.③④ ? ? ?? C.①③ ? ? ? ? D.②④
【答案】C
【解析】由于二氧化碳的密度比空气大且在地窖和枯井内空气流通不畅,所以二氧化碳的含量一般比较高;气体在水中的溶解量一般随压强的增大而增大,溶解量跟压强成正比;光合作用吸收二氧化碳放出氧气;一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子,而不能说二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子。
知识点2:二氧化碳的化学性质
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1.二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸。
2.二氧化碳与水反应生成碳酸,其化学式为:H2O+CO2H2CO3,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。它不稳定,在加热条件下又会分解生成二氧化碳和水:H2CO3H2O+CO2↑。
实验目的:探究二氧化碳与水能否发生反应。
实验步骤、现象和结论如下表。
实验步骤 实验现象 实验结论
取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花①将第一朵纸花喷上稀醋酸②将第二朵纸花喷上水③将第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中④将第四朵纸花喷上水后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中观察四朵花的颜色变化⑤将第四朵纸花取出,小心烘烤,观察现象 ①第一朵纸花变红色②第二朵纸花没有变色③第三朵纸花没有变色④第四朵纸花变红色⑤纸花由红色变成紫色 ①说明酸能使石蕊溶液变红②说明水不能使石蕊溶液变色③二氧化碳气体不能使石蕊溶液变色④说明二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊溶液变红⑤碳酸可以分解
3.二氧化碳与澄清石灰水的反应:CO2+Ca(OH)2?CaCO3↓+H2O。
现象:澄清的石灰水变浑浊。
应用:此方法可用于检验二氧化碳。
易错警示?
(1)二氧化碳能溶于水和二氧化碳与水反应在本质上是有差异的,前者是二氧化碳的物理性质,后者才是二氧化碳的化学性质。当二氧化碳通入水中时,仅有10%的二氧化碳与水发生了反应,其余的90%仍以二氧化碳的形式存在。
(2)碳酸使紫色石蕊试液变红,而不是“紫色石蕊试液使碳酸变红”。
(3)碳酸具有酸性,而二氧化碳不具有酸性,二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红。
考题再现
【考题示例】
某同学设计了如图所示的一组实验。取4朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按下图进行实验。回答下列问题:
?(1)观察到纸花的颜色变化是:Ⅰ.纸花变红;Ⅱ. ;Ⅲ.纸花不变色;Ⅳ. 。?
(2)该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明什么? 。?
(3)该同学进行4组对比实验的目的是什么? (用文字叙述)。?
(4)写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式 。?
【答案】(1)?纸花不变色;纸花变红
(2)稀醋酸能使紫色石蕊变红,水不能使紫色石蕊变色
(3)证明水和二氧化碳不使紫色石蕊变色,酸能使紫色石蕊变红,二氧化碳溶于水可生成酸
(4)H2O+CO2H2CO3
【解析】本题是探究性实验题,通过对比实验,得出结论:(Ⅱ)水不能使小花变色,说明水不显酸性;(Ⅲ)干燥的小花直接放入二氧化碳气体中小花不变色,说明二氧化碳本身不显酸性;(Ⅳ)干燥小花喷水后放入二氧化碳气体中,小花变红色,说明了水与二氧化碳反应生成了能使小花变色的物质。
知识点三、二氧化碳的用途
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CO2的性质 用 途
(1)不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大 用来灭火
(2)CO2+H2O葡萄糖+O2 光合作用
(3)用CO2、H2O、NaCl等生产纯碱 化工原料
(4)干冰升华吸热 制冷剂,人工降雨等例
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【考题示例】
下列关于二氧化碳的用途中,既跟它的物理性质有关,也跟它的化学性质有关的是( )
A.人工降雨 ? ? ?B.植物的光合作用 ? ? ??C. 灭火 ? ? ?D.用作化工原料
【答案】C
【解析】灭火时既利用二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧这一化学性质,又利用二氧化碳的密度比空气大这一物理性质。
知识点四、二氧化碳对生活和环境的影响
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1.二氧化碳对人体健康的影响:进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前可以预先做灯火试验,如果灯火燃烧不旺盛或熄灭,可知二氧化碳浓度较大,人不宜进入。
2.温室效应
(1)温室效应的产生:因为能源消耗增多,森林遭到破坏,大气中CO2的含量不断上升,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖,这种现象叫“温室效应”。
(2)温室效应的危害及防止措施,见下表。
主要危害 防止措施
全球变暖将可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市,以及使土地沙漠化、农业减产等 ①减少使用煤、石油、天然气等化石燃料②更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源③大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等
易错警示?
二氧化碳并不是能产生温室效应的唯一气体,还有臭氧、甲烷和氟氯代烷等。
考题再现
【考题示例】
目前,全世界气候变化出现异常,专家对此现象展开了激烈讨论,因此与碳有关的词汇(如碳汇、低碳经济)迅速流传开来。
(1)大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是 (答一条即可)。?
(2)碳汇可理解为绿色植物吸收并储存二氧化碳的能力,绿色植物通过 作用吸收二氧化碳。?
(3)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。下列做法符合“低碳经济”理念的是 (填序号)。?
①大力发展火力发电 ②大力发展新能源汽车 ③优化建筑设计,推广节能建筑
【答案】(1)含碳燃料的大量使用或工业上排放大量的二氧化碳等 (2)光合 (3)②、③
【解析】(1)造成空气中二氧化碳的含量不断上升的主要原因有:含碳燃料的大量使用、工业排放的废气含大量二氧化碳及大面积地破坏森林和植被。(2)植物通过光合作用吸收二氧化碳,并放出氧气,通过呼吸作用吸收氧气,排出二氧化碳。(3)“低碳经济”就是要减少二氧化碳的排放,而大力发展火力发电会产生大量的二氧化碳气体。
知识点5:一氧化碳性质与用途
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一、一氧化碳的物理性质
一氧化碳是一种无颜色无气味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
拓展延伸?
一氧化碳的密度比空气略小,不能用排空气法收集。它难溶于水,因此可用排水法收集。
二、一氧化碳的化学性质
1.一氧化碳的可燃性(如图所示)
一氧化碳燃烧产生蓝色火焰,并放出热量。将一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,发现石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成,这是检验一氧化碳的方法。化学方程式为:2CO+O22CO2。
2.一氧化碳的还原性
(1)CO与CuO反应的方程式为:CuO+COCu+CO2。
(2)实验装置(如图所示)。
(3)反应现象:①黑色固体变成红色;②澄清石灰水变浑浊。
(4)实验步骤:①先通入一会儿CO;②加热;③停止加热;④继续通入CO到玻璃管冷却为止。
说明:①先通入一会儿CO,是为了防止玻璃管内的空气没有排尽,加热时发生爆炸。 ②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜。③用酒精灯点燃是进行尾气处理:防止一氧化碳污染空气。④此实验应在通风橱中进行:防止没除净的CO使人中毒。
拓展延伸?
CO还原CuO是初中阶段一个非常重要的实验。在本实验中着重注意以下几个问题:①化学反应的方程式;②反应的现象;③CO的验纯;④实验操作步骤:先通CO后加热,实验完毕,要先停止加热,再继续通CO至玻璃管冷却;⑤CO尾气的处理。
4. 一氧化碳的毒性:一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。
三、一氧化碳的用途
利用一氧化碳的可燃性,可用作燃料;利用一氧化碳的还原性,可用于冶金工业。
考题再现
【考题示例】
1、下列说法中,正确的是( )
A.煤炉上放一壶水可以防止CO中毒
B.金刚石、石墨都是由碳原子构成的,所以都很坚硬
C.用活性炭可以除去水中的氯化钠杂质
D.用澄清石灰水可区分CO、CO2
【答案】D
【解析】CO难溶于水且不与水反应,所以在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒,故A错误;金刚石和石墨虽然都是由碳原子构成的,但碳原子的排列方式不同,物理性质有很大差异,金刚石很硬,但石墨很软,故B错误;活性炭具有吸附性,可以除去颜色和异味,但不能除去水中的氯化钠,故C错误;二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能,因此可用澄清石灰水区分一氧化碳和二氧化碳,D正确。
2、仔细观察在煤炉中燃烧的煤,你会发现有如图所示的现象。请你指出在图中蓝色火焰处发生的反应的化学方程式( )
A.C+O2CO2??? B.2C+O22CO??? C.2CO+O22CO2?? ?D.CO2+C2CO
【答案】C
【解析】碳燃烧没有火焰产生;二氧化碳与碳反应转化为一氧化碳是吸热反应,没有火焰产生;一氧化碳燃烧产生蓝色火焰。
走近中考
1、【2018年山东省威海市中考化学试题】据《中国环境报》报道，为应对气候变化，落实《巴黎气候变化协定》，2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场，按国际惯例，这里的“碳”是指 ( )
A．二氧化碳 B．单质碳 C．碳元素 D．所有含碳化合物
【答案】A
【解析】2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场，这里的“碳”是指二氧化碳,故选A。
2、【2017年山东省威海市中考化学试题】关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是( )
A．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
B．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化
C．绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】A
【解析】A．碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环；B．碳循环和氧循环过程中均有物质种类改变，都发生了化学变化C．绿色植物的生长过程，既涉既有含碳化合物的转化即碳循环，又涉及含氧物质的转化即氧循环；D．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定正确，选A
3、【2018年江苏省扬州市中考化学试题】铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O。称取14.4 g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是
A．装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B．实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间
C．根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2O
D．若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高
【答案】B
【解析】A、装置A中的反应是CuO＋COCu+CO2，Cu2O＋CO2Cu+CO2，反应中没有生成水，装置B的作用是吸收反应生成的CO2，错误；B、一氧化碳是具有可燃性的气体，实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间，排尽玻璃管中空气，防止加热时发生爆炸，正确。C、由题意可知装置B增重4.4g，是吸收二氧化碳的质量，由质量守恒定律可知，铜的氧化物中氧元素的质量是：4.4g××100%× =1.6g，铜原子与氧原子的个数比= ：=2：1，所以确定该固体为Cu2O或Cu和CuO的混合物或Cu2O、Cu和CuO的混合物，错误；D、若缺少装置C，装置B增重的质量偏大，则实验所得Cu、O个数比偏低，错误。故选B。
跟踪短训
1、O2和O2是自然界中生命活动不可缺少的两种气体,下列对它们的认识中,正确的是( )
A.都含有氧分子 ? ? ? ? ? ? ?B.都能供动物呼吸
C.都不溶于水 ? ? ? ? ? ??? D.密度都比空气大
【答案】D
【解析】氧气中含有氧分子,而二氧化碳中不含氧分子,故A错误;二氧化碳不能供给呼吸,故B错误;氧气不易溶于水,而二氧化碳能溶于水,故C错误;二氧化碳和氧气的密度均比空气大,都可以用向上排空气法收集。
2、将制得的二氧化碳气体依次通过图所示的装置,写出A、B两装置中可观察到的实验现象和得出的结论。
A装置:现象 ;验证的性质 ??????????????????????。?
B装置:现象 ;验证的性质 ??????????????????????。?
【答案】紫色石蕊试液变为红色;二氧化碳能与水反应产生碳酸;下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭;二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,密度比空气大
【解析】此题综合考查了二氧化碳的性质,包括:二氧化碳与水的反应,二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,密度比空气大。A装置通过紫色石蕊试液变红,可以证明二氧化碳能与水反应生成碳酸;B装置通过下层蜡烛先灭,上层蜡烛后灭,可以证明二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,而且密度比空气大的性质。
3、一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。
(1)有人认为,二者就像孪生兄弟,这是因为 (填字母)。?
A.它们由同种分子构成 B.它们由相同的元素组成
C.它们都有毒? D.它们都能溶于水
(2)也有人认为,二者化学性质相差甚远,请给出一条支持他的理由 。?
【答案】(1)B (2)一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
【解析】二氧化碳与一氧化碳是由不同分子构成的,但组成元素相同(即C、O),其中CO有毒,不溶于水,而CO2无毒,能够溶于水。由于CO和CO2的组成不同,故它们在性质上存在很大的差异。
4、小平同学设计了如图所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答:
(1)当装置B中的澄清石灰水变浑浊时,说明 。?
(2)为了保证安全,在通入CO气体之前应该 。?
【答案】(1)反应有CO2气体生成 (2)检验CO气体的纯度
【解析】澄清石灰水的主要作用是验证一氧化碳与氧化铜反应后是否有二氧化碳生成,而气球的作用是收集未反应的一氧化碳,防止排放到空气中引起空气污染。一氧化碳是一种可燃性气体,为了保证安全、防止发生爆炸事故,在加热或点燃之前一定要检验它的纯度。
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