資源簡介

(共61張PPT)
命題點1　碳單質的性質及用途
第六單元　碳和碳的氧化物
命題點2　CO和CO2的性質及用途
命題點3　二氧化碳的實驗室制取
知識梳理
1. 碳單質的物理性質和用途
碳單質 金剛石 石墨 C60
結構模型
色、態、形 無色透明、正八面體形狀的固體 深灰色、有金屬光澤、不透明的細鱗片狀固體 分子形似足球
命題點1　碳單質的性質及用途
碳單質 金剛石 石墨 C60
硬度 天然存在的最____的物質 質___，有滑膩感
導電性 不導電 導電(優良)
用途 裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，作鉆探機鉆頭、制裝飾品等(2020.8D) 制鉛筆芯、石墨電刷、石墨電極、潤滑劑等[2023.43(1)①] 有可能廣泛應用于超導、催化、材料、醫學及生物等領域
硬
軟
【補充】(1)金剛石和石墨的物理性質有差別的原因是
______________________。(10年2考)
(2)活性炭、木炭具有疏松多孔的結構，因此它們具有______性，可用于_______________。活性炭常用于凈化水，防毒面具、制糖工業等。(10年2考)
(3)炭黑：常用于制作顏料、油漆、墨汁等。
碳原子的排列方式不同
吸附
吸附色素和異味
2. 碳單質的化學性質和用途
化學性質 用途
穩定性 常溫下化學性質______(2023.8C) 制墨汁
可燃性 碳在氧氣中燃燒：化學方程式為 _________________(完全燃燒)、 __________________(不完全燃燒) (10年2考) 作燃料
不活潑
C＋O2 CO2
2C＋O2 2CO
化學性質 用途
還原性 與CuO反應：___________________________(寫化學方程式，后同) 現象：__________________ 與Fe2O3反應：____________________________　　　　　　　　　　　　　　　現象：___________________　　　　　　　　　　　 冶煉
金屬
與CO2反應：_________________
　C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
黑色粉末變為紅色
3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑
紅色粉末變為黑色
CO2＋C 2CO
實驗6　木炭還原氧化銅
1. 實驗原理：__________________________。(2019.11C)
2. 實驗裝置
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
3. 實驗現象
加熱一段時間后，試管a中的現象為__________________，b中的現象為
________________，b中發生反應的化學方程式為
_________________________________。
黑色固體逐漸變紅
澄清石灰水變渾濁
Ca(OH)2 ＋ CO2=== CaCO3↓＋ H2O
4. 實驗反思
(1)試管口略向下傾斜的目的是_____________________，造成試管炸裂。
(2)實驗裝置中金屬網罩的作用是___________________。
(3)若反應結束后，先撤走酒精燈，則會造成的后果是
____________________________________。[2023.47(4)]
(4)若使用木炭粉末代替木炭塊進行對比實驗，可發現使用木炭粉末的效果更好，其原因是_________________________________。
防止冷凝水倒流進試管
聚集火焰，提高溫度
澄清石灰水倒吸進入試管，使試管炸裂
木炭粉末與CuO粉末的接觸面積更大
5. 實驗拓展
除了使用木炭還原氧化銅之外，還可用一氧化碳、氫氣還原氧化銅。
(1)如圖1，寫出尾氣處理時發生反應的化學方程式___________________。
圖1
2CO＋O2 2CO2
(2)如圖2，U形管內發生反應的化學方程式為_______________________，石英玻璃管中的現象是________________________，裝置尾端氣球的作用是____________________________________。
圖2
H2＋ CuO Cu ＋ H2O
無水硫酸銅由白色變為藍色
收集氫氣， 防止空氣中的水和氧氣進入
1. (2020長沙7題3分)兩位英國科學家因在石墨烯材料方面的開創性研究獲得2010年諾貝爾獎。石墨烯是由碳元素組成的單質，下列關于碳單質的說法正確的是(　　)
A. 金剛石是天然存在的最硬的物質，可用來裁玻璃
B. 石墨有金屬光澤，有導電性，所以是一種金屬
C. 活性炭具有吸附性，可以吸附所有物質
D. 金剛石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接構成的
A
2. (2023長沙8題3分)下列有關碳單質的說法錯誤的是(　　)
A. 金剛石、石墨充分燃燒的產物都是二氧化碳
B. 金剛石和石墨的物理性質不同的原因是碳原子的排列方式不同
C. 書寫檔案時規定使用碳素墨水，是因為常溫下碳的化學性質不活潑
D. 金剛石和石墨都是硬度最大的物質
D
3. (2023長沙47題12分)某同學為了探究木炭和氧化銅在高溫條件下生成的氣體產物的成分，提出了如下猜想：
a. 可能是二氧化碳；
b. 可能是一氧化碳。
并設計如圖所示裝置進行實驗，預期的實驗現象及結論如下：
Ⅰ. 若澄清的石灰水變渾濁，則氣體為二氧化碳；
Ⅱ. 若澄清的石灰水不變渾濁，則氣體為一氧化碳。
請你分析并回答：
(1)該同學的猜想是否嚴謹？請你說明理由：________；
________________________________________。
不嚴謹
因為氣體產物還可能是CO和CO2的混合氣體
(2)設計一個實驗，驗證(1)中你的理由。請簡述你的實驗方案
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
先將混合氣體通過澄清石灰水，觀察到石灰水變渾濁，證明混合氣體中含有CO2；然后將剩余氣體依次通過足量氫氧化鈉溶液和濃硫酸，再通過灼熱的氧化銅，最后通過澄清石灰水，觀察到黑色固體變紅，澄清石灰水變渾濁，證明氣體產物是CO和CO2的混合氣體
(3)該實驗裝置存在的缺陷是______________________________________
_________________________________________________________。
(4)反應結束時，停止實驗的操作步驟是____________________________
____________。
(5)實驗后發現試管①內壁上附著不易用試管刷洗凈的固體生成物，清洗試管①的方法是_________________________________________。
①若產生的氣體中含有CO，則缺少尾氣處理裝置；②若產生的氣體為CO和CO2，還缺少了驗證CO的裝置
先將導氣管從澄清石灰水中移出，再熄滅酒精燈
先加稀鹽酸并振蕩試管，洗滌，然后用水洗凈
4. (2020婁底)我國古代一些書法家、畫家用墨(用炭黑等制成)書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這是因為單質碳具有(　　)
A. 可燃性　　　　　　　　 　 B. 還原性
C. 在常溫下，化學性質不活潑　 D. 吸附性
C
5. 英國研究人員發明了世界上最黑的物質Vantablack， 又稱“超級黑”，是由碳元素組成的比頭發細一萬倍的碳納米管所制造的。下列有關碳單質的敘述中正確的是(　　)
A. 將石墨變成金剛石發生了化學變化
B. 活性炭廣泛用于防毒面具、食品脫色、冰箱除味，利用其化學性質
C. 金剛石、石墨是碳的單質，而C60則是碳的化合物
D. 金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的，性質完全一樣
A
6. [創新實驗](2021濰坊)2021年《化學教育》第3期，報道了一種“氧化銅還原實驗”一體化裝置，如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A. 用酒精燈加熱氧化銅部位，無明顯現象，證明二氧化碳不能還原氧化銅
B. 先用酒精燈加熱炭粉再加熱氧化銅，黑色氧化銅變為紅色，證明炭粉還原氧化銅
C. 加熱炭粉過程中發生反應CO2 ＋C 2CO
D. 氣球可防止有害氣體外逸，污染空氣
B
以CO2為核心的網絡圖
1. 寫出下列物質的化學式
甲._______　乙.____　　　　
2. 寫出圖中涉及的化學方程式：
①___________________
②____________________
④_____________________
Na2CO3
CO
C＋O2 CO2
2C＋O2 2CO
2CO＋O2 2CO2
命題點2　CO和CO2的性質及用途
⑥__________________________________
⑦_____________________________________
⑨____________________________________
⑩______________________
CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋CO2↑＋H2O
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3＋Ca(OH)2 === CaCO3↓＋2NaOH
CO2＋H2O=== H2CO3
知識梳理
一、CO和CO2的性質及用途
1. 物理性質
物質 CO CO2
顏色、氣味、狀態 無色、無味的氣體 無色、無味的氣體，固態二氧化碳俗稱_____　　　　
密度 比空氣略____　　　　 比空氣____　　　　
溶解性 ____溶于水 _____溶于水
干冰
小
大
難
能
2. 化學性質及用途(10年10考)
(1)CO的化學性質和用途
化學性質 用途
可燃性 CO能燃燒，火焰呈___色，化學方程式為 ____________________(點燃前需驗純) 作氣體燃料
藍
2CO＋O2 2CO2
化學性質 用途
還原性 與赤鐵礦反應的化學方程式為_____________________________ 現象：__________________　　　　　　　　　　　　 與氧化銅反應的化學方程式為______________________ 現象：_________________　　　　　　　　　　　 冶煉金屬
毒性 一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結合造成生物體內缺氧，導致中毒
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
紅色粉末變為黑色
CO＋CuO Cu＋CO2
黑色粉末變為紅色
(2)①CO2的化學性質
化學性質 化學方程式
一般情況下，不燃燒也不支持燃燒
與水反應 ___________________(使紫色石蕊溶液變紅的原因)
CO2＋H2O===H2CO3
化學性質 化學方程式
與堿反應 與氫氧化鈉溶液反應
_____________________________(用于吸收或除去CO2)
與澄清石灰水反應
________________________________(用于檢驗CO2)
現象：澄清石灰水_______　　 　 　　 　
與碳反應 ___________________(屬于吸熱反應)
CO2＋2NaOH===Na2CO3 ＋H2O
CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O
變渾濁
CO2＋C 2CO
②CO2的用途
【滿分點撥】能使燃著的木條熄滅的氣體_______(填“一定”或“不一定”)是二氧化碳。
【特別提醒】a. CO2本身不顯酸性，不能使紫色石蕊溶液變色；b. 碳酸不穩定，易分解，反應的化學方程式為______________________。
不一定
H2CO3=== CO2↑＋H2O
二、CO與CO2的鑒別與除雜
1. 鑒別
(1)依據：兩種氣體性質的不同。
(2)鑒別方法：
鑒別方法 CO CO2
通入澄清石灰水中 無明顯現象 __________________　　　　　　　　　　　　　　
通入紫色石蕊溶液中 無明顯現象 __________________　　　 　 　　　　　 　 　　
通過灼熱的氧化銅 ________________　　　　　　　　　　　　　　 無明顯現象
點燃 能燃燒 不能燃燒
澄清石灰水變渾濁
紫色石蕊溶液變紅
黑色粉末變為紅色
2. 互為雜質時的除雜方法
物質(括號內為雜質) 除雜方法
CO2(CO) ______________________(10年2考)
CO(CO2) ___________________________________(10年2考)
通過足量灼熱的氧化銅
通入足量氫氧化鈉溶液中，再通過濃硫酸
三、溫室效應與低碳生活
1. 自然界中二氧化碳的循環
2. 溫室效應
(1)加劇原因：大氣中的_____含量的不斷增加。[2023.43(2)]
(2)防治措施：防止溫室效應進一步增強的根本對策是全球參與控制二氧化碳的排放。
①控制排放——減少使用化石燃料，更多利用太陽能等清潔能源。
②吸收——大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐。
CO2
3. 低碳生活
(1)“低碳”生活，就是較低的____排放。
(2)“低碳”生活、綠色生活的措施：減少二氧化碳的排放，出行多乘坐公共交通工具，少開私家車出行等。(2022.9C)
CO2
1. (2021長沙8題3分)2021年全國兩會期間，政府工作報告中的碳達峰、碳中和成為熱詞，這也體現了我國對全球環境治理的大國擔當。下列有關二氧化碳的說法正確的是(　　)
A. 難溶于水
B. 有還原性，常用來冶煉金屬
C. 有可燃性，常用作燃料
D. 能使澄清石灰水變渾濁
D
2. (2019長沙7題3分)小明在學完“二氧化碳和一氧化碳”后，對有關知識進行了歸納和整理，其中合理的是(　　)
A. CO2和CO都是由碳元素和氧元素組成
B. CO2和CO都有毒
C. CO2和CO都有可燃性
D. CO2和CO都能用于冶煉金屬
A
3. (2023長沙6題3分)下列關于碳及其化合物的說法，正確的是(　　)
A. 在室內放一盆澄清石灰水可防止CO中毒
B. 組成CO、CO2的元素種類相同，所以它們的化學性質相同
C. 固態二氧化碳可用于人工降雨
D. 凡是含有碳元素的化合物都是有機物
C
4. (長沙真題組合)判斷下列說法的正誤(對的打“√”，錯的打“×”)。
(1)CO2通入紫色石蕊溶液，溶液變紅，加熱后溶液顏色不變(2022.10D) (　　)
(2)二氧化碳是導致酸雨的主要氣體(2023.6A) (　　)
(3)大氣中二氧化碳消耗的途徑主要是綠色植物的光合作用(2023.6C) (　　)
(4)一氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅(2022.8A) (　　)
(5)一氧化碳難溶于水(2022.8B) (　　)
(6)CO易溶于水生成酸(2012.6C) (　　)
×
×
√
×
√
×
5. [2023長沙43(1)①題2分]一氧化碳可作燃料，體現了一氧化碳的____性。
6. [2022長沙43(2)題2分]今年5月24日，我國中部地區首個國家級新區—湖南湘江新區正式成立。新區發展規劃中包括了新型工業區、現代農業區的建設規劃。
(2)請你從低碳環保的角度分析，新型工業區的建設應拒絕______的企業入駐。
高污染
可燃
7. [跨學科]小小生態瓶是地球生態系統的縮影。它是把一些水生動物、植物放入一個玻璃瓶中，自給自足，不添加食物，不打開瓶，生物皆能生存。生態瓶中生物的呼吸環境需要注意調節的是(　　)
A. O2和H2O的含量
B. O2和CO2的含量
C. O2和N2的含量
D. O2和H2的含量
B
8. (2021青海)按下圖所示裝置探究二氧化碳的性質并填空：
(1)A中的實驗現象說明CO2具有的化學性質是
___________________。
(2)B中的現象是___________________，寫出反應的化學方程式
________________________________。
不燃燒也不支持燃燒
澄清的石灰水變渾濁
CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O
(3)C裝置中干石蕊紙花不變色，濕石蕊紙花由紫色變紅色的原因是
____________________________________________________________________________。
二氧化碳不能使石蕊試液變紅，二氧化碳與水反應生成的碳酸能使紫色石蕊試液變紅
實驗7　二氧化碳的實驗室制取
1. 實驗藥品：大理石(或石灰石)和稀鹽酸
2. 反應原理：_____________________________________(填化學方程式)。
CaCO3＋ 2HCl===CaCl2 ＋ H2O ＋ CO2↑
命題點3　二氧化碳的實驗室制取
3. 發生裝置(10年4考)
反應物為_____和______，且反應不需要_____，故應采用固液不加熱型裝置。
固體
液體
加熱
4. 收集裝置(10年4考)
(1)二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，所以采用____________收集(C裝置)，收集二氧化碳時，導氣管下端要伸入集氣瓶底部，目的是
__________________ 。
(2)選用多功能瓶D裝置收集時，應從____(填“a”或“b”)端通入二氧化碳氣體。
向上排空氣法
排盡裝置內的空氣
a
5. 實驗步驟
連接儀器→________________→裝入藥品(先加_______，后加______)→收集→驗滿。
檢查裝置氣密性
石灰石
稀鹽酸
6. 檢驗和驗滿
(1)檢驗：將氣體通入澄清石灰水中，若觀察到_________________，則證明氣體是二氧化碳。
(2)驗滿：將燃著的木條放在___________，若觀察到________，則證明二氧化碳已收集滿。(10年3考)
澄清石灰水變渾濁
集氣瓶瓶口
木條熄滅
7. 凈化與干燥
(1)飽和NaHCO3溶液的作用：________________。
(2)AgNO3溶液的作用：_________________。
(3)濃硫酸的作用：_________。
除去CO2中的HCl
檢驗HCl是否除盡
干燥CO2
8. 藥品的選擇
(1)一般不用濃鹽酸的原因：濃鹽酸易_____，生成的二氧化碳中會混有氯化氫氣體，使制得的氣體不純。
(2)一般不用稀硫酸的原因：______________________________________
____________________________________________。
(3)一般不用碳酸鈉(或碳酸鉀)粉末的原因：粉末狀固體與稀鹽酸接觸面積大，反應劇烈，不利于反應的控制和氣體的收集。
揮發
稀硫酸與碳酸鈣反應生成微溶于水的硫酸鈣，會覆蓋在石灰石(或大理石)表面，阻止反應的進行
9. 實驗反思
(1)不能用燃著的木條檢驗二氧化碳的原因：能使木條熄滅的不只是二氧化碳，還有氮氣、稀有氣體等。
(2)若將制取的氣體通入澄清石灰水中，看到有氣泡產生，但一直沒有出現渾濁，可能的原因是__________________。
氣體中混有較多HCl
10. 裝置的改進
(1)改進原因：A、B發生裝置不能控制反應的速率、反應的發生和停止。
(2)裝置的改進：
角度1——控制反應的速率
圖1、圖2除制取二氧化碳外，還能制取的氣體及選擇的藥品是
_____________________________。
氧氣，過氧化氫溶液和二氧化錳
角度2——控制反應的發生與停止
圖3實驗前檢驗該裝置氣密性的方法是_____________________________
________________________________________________________________________________________；多孔隔板上應放置的藥品是________。
圖4與A、B裝置比較的優點除了控制反應的發生與停止，請另寫出一個優點_________。
關閉彈簧夾，通過長頸漏斗向試管內加水至液面沒過長頸漏斗下端，繼續加少量水，若一段時間內液面保持不變，說明氣密性良好
石灰石
廢物利用
1. (2022長沙46題4分)在實驗桌上有如下幾種氣體發生裝置和收集裝置。請你參與實驗并回答問題：
(1)實驗室制取二氧化碳氣體的發生裝置為______(填字母)。
(2)用裝置C收集二氧化碳，其驗滿的方法是___________________________________________________________。
B
將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若木條立即熄滅，則證明已集滿
(3)若要檢驗制得的氣體是二氧化碳，其方法是______________________
_____________________________________________________________________。
(4)實驗室不選用裝置D收集二氧化碳的原因是_________________________________。
將制得的氣體通入澄清石灰水中，觀察澄清石灰水是否變渾濁，若變渾濁，則證明該氣體為二氧化碳
二氧化碳能溶于水且能與水發生反應
(5)為制取純凈、干燥的CO2，選用下圖裝置的導管接口從左到右的連接順序為：混合氣體→________→收集裝置。
abcd
2. (長沙真題組合)下圖是實驗室制取氣體的常用儀器，請根據要求填空：
(1)若要在實驗室制取二氧化碳氣體，其發生裝置可選擇圖中的_______進行組裝(填儀器下方的序號，下同)，其收集裝置可選用圖中的_____。[2012.46 (2)]
②③
⑤
(2)若用A裝置來收集二氧化碳氣體，氣體應從____(填“a”或“b”)端通入。[2023.46 (3) ]
a
(3)若用A裝置對制得的二氧化碳氣體進行檢驗，則集氣瓶中盛放的試劑是___________(填名稱)。
(4)某同學將制取的二氧化碳氣體經干燥后從B裝置的c端通入，一段時間后，觀察到的現象_______________，此現象說明二氧化碳氣體的化學性質是____________________。
澄清石灰水
燃著的蠟燭熄滅
不燃燒也不支持燃燒
3. (2021梧州改編)下列是中學化學常用的儀器，請回答：
(1)請寫出儀器的名稱：______，________。
酒精燈
分液漏斗
(2)實驗室制取和收集二氧化碳氣體，可從A～G中選取_______________
(填字母)組裝一套實驗裝置。實驗前，必須檢查裝置的_______。
(3)將制取的少量二氧化碳氣體通入澄清石灰水中的現象是
_________________。
BDFG(或BEFG)
氣密性
澄清石灰水變渾濁
4. (2021安徽)某小組利用如下裝置制備CO2，并模擬自然界中CO2的循環。回答下列問題。
(1)裝置B中儀器①的名稱是______。
(2)實驗室用稀鹽酸和石灰石制取CO2，反應的化學方程式為
__________________________________。
試管
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(3)為制得CO2的水溶液，CO2應從裝置C的___(填“m”或“n”)端通入。
(4)將CO2的水溶液轉移至燒杯，并組裝裝置如圖D所示，置于陽光下一段時間，觀察到有氣泡產生，檢驗該氣體的方法是__________________
_________________________________。
將帶火星的木條伸入收集到的氣體中，觀察木條是否復燃
m
(5)若將裝置A中的長頸漏斗換成分液漏斗，其優點是
________________。
(6)某同學用燃著的木條檢驗二氧化碳時，發現木條始終不熄滅，可能的原因是________。
(7)裝置E可以用來測量生成CO2的體積，其中
植物油上方原有的空氣對實驗的結果____(填
“有”或“無”)明顯影響。
可以控制反應速率
氣體不純
無

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