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(共33張PPT)
課時2　碳和碳的氧化物
考情分析·導航
學業(yè)要求 年份 題型、題序 考查內容 分值
1.能依據(jù)物質的組成對物質進行分類,并能識別純凈物和混合 物、單質和化合物;能依據(jù)物質的類別列舉一些碳的單質及其 氧化物等。 2.能通過實驗說明二氧化碳的主要性質,并能用化學方程式表 示;能舉例說明碳單質及其氧化物性質的廣泛應用及性質與用 途的關系;能利用常見碳單質及其氧化物的性質,分析、解釋 一些簡單的化學現(xiàn)象和事實;能設計簡單實驗,制備并檢驗二 氧化碳。 3.能運用研究物質性質的一般思路與方法,設計實驗方案,分析、 解釋有關的實驗現(xiàn)象,進行證據(jù)推理,得出合理的結論。 4.能基于真實問題情境,依據(jù)常見碳的單質及其氧化物的性質, 初步分析和解決相關的綜合問題;能基于碳的單質及其氧化物 的性質和用途,從辯證的角度,初步分析和評價低碳行動等社會 性科學議題,展開討論,積極參與相關的綜合實踐活動。 2023 貴州 選擇6題 非選擇11題 非選擇13題 碳的氧化物相關性質 碳單質 碳中和 2分
1分
6分
2022 貴陽 非選擇7題 非選擇9題 非選擇10題 非選擇11題 非選擇12題 非選擇13題 人工合成淀粉 二氧化碳的制取、性質 碳單質 碳的氧化物性質 含碳化合物的探究 碳的化學性質(計算) 1分
3分
1分
1分
5分
3分
2021 貴陽 選擇4題 選擇6題 非選擇7題 非選擇8題 非選擇9題 非選擇10題 非選擇10題 含碳物質的基本實驗 復分解反應實驗探究 碳單質、碳水化合物 碳單質 碳中和 二氧化碳制取與性質 碳單質的化學性質(計算) 2分
2分
2分
1分
6分
5分
3分
核心腦圖·整合
【考點一】碳單質
一、碳單質
碳元素組成的單質有金剛石、石墨和C60等。它們的物理性質存在差異是因為碳原子的排列方式不同。
1.金剛石
金剛石是由原子構成的固態(tài)非金屬單質,具有很好的折光性,是天然硬度最大的物質,常用作鉆探機的鉆頭。金剛石分子為空間網狀結構。
知識清單·必備
2.石墨
石墨是灰黑色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨為層狀結構,質軟,有滑膩感,可用于制鉛筆芯,還可以導電,可用作電極。石墨由原子構成。
3.C60
C60由分子構成,每個分子由60個碳原子構成,這種結構的碳分子很穩(wěn)定。它主要應用于超導、催化、材料、醫(yī)學、生物等領域。
4.其他碳單質
碳單質還包括木炭、焦炭、活性炭和炭黑,其物理性質和主要用途如下:
碳單質 物理性質 主要用途
木炭 灰黑色多孔固體,有較強______ 能力 制黑火藥,制活性炭,吸附色素
活性炭 黑色粉末或顆粒狀,有強吸附性 凈化多種氣體和液體,用于防毒面具中,制糖業(yè)中的脫色劑
炭黑 黑色粉末 制造油墨、油漆、鞋油、顏料、墨汁及橡膠制品的補強劑
焦炭 淺灰色多孔固體,質地堅硬 燃料,冶金工業(yè)的還原劑
吸附
二、碳的化學性質
1.常溫下碳的化學性質比較穩(wěn)定。因此古代用墨書寫、繪畫的字畫保存時間很久,仍不變色。
2.可燃性:(寫化學方程式)
完全燃燒(氧氣充足):__________________;
不完全燃燒(氧氣不充足):____________________。
3.還原性
(1)實驗原理(寫化學方程式及反應類型):
______________________________________。
　C+O2 CO2　
　2C+O2 2CO　
　C+2CuO 2Cu+CO2↑　置換反應　
(2)實驗裝置:
(3)操作步驟:檢查裝置氣密性→裝入藥品,組裝并固定好實驗裝置→點燃酒精燈,
先預熱試管,然后固定在盛有混合粉末處加強熱→反應結束后,先將導管從石灰水
中撤出,再停止加熱。
(4)實驗現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變________,澄清石灰水____________。
　紅　
　變渾濁　
【特別提醒】
a.試管口略向下傾斜的目的:__________________________________________
______。
b.藥品平鋪在試管底部的目的:____________________________________。
c.加熱時,在酒精燈火焰上加網罩的目的:________________________。
d.反應結束時,先將導管從石灰水中撤出,再停止加熱,目的是____________________
__________________________。
　防止冷凝水回流到灼熱的試管底部,使試管炸
裂　
　增大藥品的受熱面積,使反應更充分　
　使火焰集中,提高溫度　
　防止石灰水倒吸入
灼熱的試管中,使試管炸裂　
【應用】冶金工業(yè)(寫出相關化學方程式):
______________________________、 ______________________。
　2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑　
　C+CO2 2CO　
【考點二】碳的氧化物
一、二氧化碳的性質
1.物理性質:無色、無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,高壓低溫下可得固體——干冰。
2.化學性質
(1)一般情況下__________,也不__________,不能______________。
(2)與水反應生成碳酸:_______________________,生成的碳酸能使紫色的石蕊試液____
______,碳酸不穩(wěn)定,易分解:________________________。
(3)能使澄清的石灰水變渾濁:_________________________________,用于檢驗二氧化碳,
這也是久置裝石灰水的試劑瓶壁有一層白膜的原因。可以用稀鹽酸除去這白膜,其原理
是_____________________________________。
不能燃燒
支持燃燒
　供給呼吸　
　CO2+H2O===H2CO3　
變
紅　
　H2CO3===H2O+CO2↑　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
(4)與灼熱的碳反應:____________________(吸熱反應,既是化合反應又是還原反應,
體現(xiàn)出單質碳具有____________。
二、一氧化碳的性質和用途
1.物理性質:無色、無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水。
2.有毒:吸進肺里與血液中的血紅蛋白結合,使人體缺少氧氣而中毒。在冬季用煤
爐來取暖時,要注意房間的通風和換氣。
　還原性　
　C+CO2 2CO　
3.化學性質
①可燃性:_____________________(可燃性氣體點燃前一定要__________),發(fā)出藍
色火焰。
②還原性:
a.實驗原理(化學方程式):__________________________(非置換反應)。
b.實驗裝置:
　驗純　
　2CO+O2 2CO2　
　CO+CuO Cu+CO2　
c.操作步驟:檢查裝置氣密性→裝入藥品,組裝并固定好實驗裝置→通入CO片刻后,
點燃右邊酒精燈→點燃左邊酒精燈→反應結束后,熄滅左邊酒精燈,繼續(xù)通入CO
至玻璃管冷卻至室溫→熄滅右邊酒精燈。
d.實驗現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變________,澄清石灰水____________。
e.先通入一段時間的CO,再點燃左邊酒精燈加熱的目的:______________________
___________________________。
f.反應結束后先停止加熱,繼續(xù)通入CO至玻璃管冷卻的目的是________________
______________________________________________________________________
______。
g.CO有毒,因此應進行尾氣處理,可采用點燃法或__________法。
【應用】冶金工業(yè)。
　紅　
　變渾濁　
　排盡裝置內的空氣,防
止CO不純,加熱后發(fā)生爆炸　
防止生成的銅在
較高溫度下重新被氧化成氧化銅,防止石灰水倒吸入灼熱的玻璃管中,使玻璃管炸
裂　
　收集　
【微測診斷】
1.明確碳單質的性質與其對應的用途;
2.用化學方程式表示碳的氧化物的性質或用途,并分析、解釋一些簡單的化學現(xiàn)
象或事實。
(2023·吉林中考)下列有關金剛石和石墨的說法,錯誤的是 ( )
A.都是碳的單質　　B.都由碳元素組成
C.物理性質相同 D.碳原子排列方式不同
C
【考點一】碳單質
(2023·連云港中考)宋代許道寧用墨(主要成分為單質碳)所畫的《關山密雪圖》保
存至今而不變色,這是因為在常溫下單質碳( )
A.化學性質不活潑　　　　B.硬度高
C.導電性能好 D.吸附能力強
高頻考點·研析
A
【考法揭秘】 物質的性質決定用途,并且在物質多樣性的認識過程中,需要很好地歸納物質的性質與用途之間的關系。
【舉一反三】 (2023·隨州中考節(jié)選)新型材料、新型能源的應用,是人類共同關注的問題。
碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。如圖為金剛石、石墨、C60和石墨烯的結構模型,圖中小球代表碳原子。
(1)金剛石、石墨和C60的化學性質相似,物理性質卻有很大差異。其原因是______
______________________。
(2)科學家成功地從石墨中分離出單層的石墨片(也稱石墨烯),石墨烯是由碳原子
形成的六元環(huán),呈蜂窩狀的二維結構。石墨烯優(yōu)異的導電、導熱性和其他奇特性
質正激勵著科學家們不斷去探索。在石墨烯中,每個碳原子連接_______個六元
環(huán)。
碳
原子的排列方式不同　
　3　
【考點二】碳的氧化物
(2023·宜賓中考)元素化合價和物質類別是研究物質的兩個重要維度。如圖為碳
元素的部分“價類二維圖”。下列說法正確的是( )
A.M為“混合物”
B.X點對應的物質只有一種
C.Y點對應的物質為CO2
D.CO可與Ca(OH)2反應生成CaCO3
C
【考法揭秘】 常見的含碳化合物主要是氧化物、有機物和部分含碳的鹽類等,它們之間可以相互轉換,從含碳物質參與的化學反應分析化合價是否有變化的情況,總結出物質之間相互轉化的基本思路與方法。
【舉一反三】 (2023·廣安中考)“價類二維圖”反映的是元素化合價與物質類別之間的關系,是我們學習元素及其組成物質相關知識的重要模型和工具。依據(jù)碳元素的價類二維圖(圖中所涉及的物質均為初中化學常見的物質),回答下列問題:
(1)我國古代書法家、畫家用B點的某種單質制成的墨,書寫或繪制的字畫能保存
很長時間而不變色,是利用了該單質在常溫下化學性質__________的特點。
(2)常用圖中_______點對應的物質來撲滅圖書、檔案、精密儀器等物的失火。
(3)F點對應的某種物質是常用建筑材料的主要成分,還可用作補鈣劑。按圖示的
分類方式判斷該物質所屬物質類別為________,請寫出一個由該物質轉化為D點物
質的化學方程式: ______________________________________________。
　穩(wěn)定　
　D　
　鹽　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O(合理即可)　
1.(2023·長沙中考)在生活生產中碳單質的應用廣泛。下列有關含碳物質的性質
或用途正確的是 ( )
A.活性炭具有吸附性
B.木炭常溫下化學性質很活潑
C.金剛石用作電極
D.石墨用作鉆探機鉆頭
真題模擬·精練
A
2.(2023·武漢中考)石墨、活性炭和木炭在生產生活中有著廣泛的應用。回答下
列問題:
(1)石墨的用途可以是____________(選一個即可,填字母)。
A.用于制鉛筆芯　　　B.用作電極 C.用于切割大理石
(2)活性炭作冰箱除味劑,是利用其__________(填“物理”或“化學”)性質。
(3)木炭可以作燃料,木炭燃燒的化學方程式為___________________。
　A(或B)　
　物理　
　C+O2 CO2　
3.碳及碳的氧化物是中學化學研究的重要內容。
(1)碳原子核內質子數(shù)為6,則碳位于元素周期表的第________周期。
(2)碳元素可形成多種單質。
①石墨可用作電池的電極,是因為具有優(yōu)良的__________性。
②焦炭不但可用作燃料,也可用于生產水煤氣等工業(yè)燃料。以下是生產水煤氣的
微觀示意圖,下列說法有誤的是_______(填字母)。
a.反應中消耗甲、乙的質量比為3∶2
b.生成丙和丁的分子個數(shù)比為1∶1
c.反應前后原子種類和數(shù)目均不變
d.反應前后元素的化合價均改變
　二　
　導電　
　d　
(3)利用如圖裝置可探究碳的氧化物的相關性質。
①若實驗成功,A中玻璃管內的現(xiàn)象是________________________,B中試管內發(fā)生反應的
化學方程式為_________________________________。
②C裝置可用來收集尾氣。導管接口的連接順序為a→_______→_______→e。
③實驗結束后,請設計實驗方案驗證C中溶液是否還含有氫氧化鈉:____________________
___________________________________________________________________________
__________________。
　紅棕色固體變?yōu)楹谏?br/>　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　d　
　b　
　取少量溶液于試管
中,先加入足量的氯化鈣溶液,靜置,取上層清液滴加無色酚酞,溶液變紅色,說明C中溶液
還含有氫氧化鈉　
4.(2023·襄陽模擬)從科學的角度認識碳及碳的氧化物。
(1)倡導“低碳”生活,下列做法符合“低碳”理念的有________(填字母,下同)。
A.教科書循環(huán)使用
B.發(fā)展新能源汽車,代替燃油汽車
C.大力發(fā)展火力發(fā)電
(2)北京冬奧會火炬采用氫氣為燃料,首次實現(xiàn)冬奧會火炬零碳排放,寫出氫氣燃
燒的化學方程式:_______________________。
　AB　
　2H2+O2 2H2O　
(3)下列有關碳和碳的氧化物說法正確的是_______。
①CO和CO2組成元素相同,在一定條件下可以相互轉化
②因為CO2能與水反應生成碳酸,所以CO2能造成酸雨
③CO可作燃料,CO2不能燃燒但可與澄清石灰水反應
④CO2無毒,CO易與血液中的血紅蛋白結合引起中毒
A.①③　　　　　B.②④
C.①③④ D.①②③④
　C　
5.二十大報告明確提出,要積極穩(wěn)妥推進“碳達峰”“碳中和”。某化學興趣小組圍繞碳和碳的氧化物開展了以下學習探究。
(1)常溫下碳單質的化學性質穩(wěn)定,請畫出碳原子的結構示意圖:________。
(2)如圖甲是自然界中碳循環(huán)的示意圖,開發(fā)新能源汽車可以減少過程________(填
圖中序號)中的二氧化碳的排放。
(3)用如圖乙所示的裝置作為氣體發(fā)生裝置,應滿足的條件是____________________
____________________;現(xiàn)用此裝置制取二氧化碳氣體,將得到的二氧化碳氣體干
燥后緩慢通入如圖丙所示的裝置,觀察到Y形導管中__________(填“上方”或“下方”)
濕潤的紫色石蕊試紙先變紅,說明二氧化碳具有__________________的物理性質;
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的原因是_______________________________　
(用化學方程式表示)。
　①　
　反應物為固體和液
體,反應條件為常溫　
　下方　
　密度比空氣大　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
(4)同學們查閱資料后知道,可以用氫氧化鈉溶液來“捕捉”空氣中的二氧化碳。小
芳同學想確定某瓶氫氧化鈉吸收液是否還能繼續(xù)吸收二氧化碳,可以采用的方法
是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________(請寫出操作步驟、現(xiàn)象和結論)。
　取少量溶液于試管中,滴加足量的氯化鈣溶液,靜置、取上層清液滴加無色酚
酞,若溶液變紅色,則說明溶液中還含有氫氧化鈉,即氫氧化鈉溶液仍能繼續(xù)吸收
二氧化碳　
(5)長期使用的熱水壺底部有一層水垢(主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂)。學習小組取
20 g該水垢樣品加入100 g稀鹽酸,水垢樣品完全溶解后,測得溶液的質量為113.4 g,求該水垢樣品中氫氧化鎂的質量分數(shù)。
解:設樣品中碳酸鈣的質量為x,則
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6 g
=　解得x=15 g
則該水垢樣品中氫氧化鎂的質量分數(shù)為×100%=25%。
答:該水垢樣品中氫氧化鎂的質量分數(shù)為25%。

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