内容正文:
第三部分 身边的化学物质
考点7 碳与一氧化碳
课标要求
课前过关
(2020·长沙)两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质。下列关于碳单质的说法正确的是 ( )
A. 金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来裁玻璃
B. 石墨有金属光泽,有导电性,所以是一种金属
C. 活性炭具有吸附性,可以吸附所有物质
D. 金刚石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接构成的
A
2. (2020·南京)C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是
( )
A. 该物质由C60分子构成
B. 该物质由60个碳原子构成
C. 其相对分子质量为720
D. C60和C70是两种物质
B
3. (2020·宁夏)工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3,还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示:下列说法不正确的是( )
A. CaSiO3中硅元素显+4价
B. 高炉气体中SO2会形成酸雨,不能直接排放到空气中
C. 原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D. 高炉炼铁的原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,该反应属于置换反应
D
4. (2019·深圳)CuO 粉末与H2在加热条件下会发生反应。下列说法错误的是( )
A. 反应所需H2可由Cu与稀H2SO4反应制得
B. 反应过程可观察到固体粉末由黑色变成红色
C. 发生的反应为 CuO+H2 Cu+H2O
D. 该反应说明H2具有还原性
A
5. (2020·襄阳)我国古代文献中记载有“投泥泼水愈光明”,其意是指高温条件下,投入的炭与灼热的水蒸气发生反应,得到两种可燃性气体而使燃烧更旺。试写出炭与灼热的水蒸气发生反应的化学方程式:
________。
思维导图
知识疑点
1. 为什么金刚石和石墨物理性质差异很大,但是化学性质相似呢?
2. 一氧化碳用什么方法收集,为什么?
碳原子的排列方式不同导致它们的物理性质差异大,但它们都是由最外层电子数为4的碳原子构成,所以化学性质相似。
CO密度比空气略小且有毒,用向下排空气法收集不纯,且难溶于水,所以最好用排水法收集。
3. C、CO、CO2都有还原性吗?
4. 你知道哪些元素组成相同的化合物?
C、CO有还原性,CO2没有还原性,具有弱的氧化性,如:
CO和CO2、H2O和H2O2、KMnO4和K2MnO4(注意:它们的化学性质不相同)
5. 焦炭用于冶炼金属利用了什么性质?
6. 石墨烯是新型的化合物吗?
7. CO与CO2的化学性质为什么不同?
利用了焦炭的还原性
不是。石墨烯是碳原子以一定的排列方式构成的碳单质。
构成物质的分子不同。
8. CO中含CO2如何除去?CO2中含CO如何除去?
9. 如何验证气体是CO2中含CO的混合气体?
除去 CO中含有少量的CO2:将气体通入氢氧化钠溶液。
除去 CO2中含有少量的CO:将气体通过灼热的氧化铜。
将气体依次通过澄清石灰水(检验CO2),再通过氢氧化钠溶液(吸收CO2),再通过灼热的氧化铜(检验CO)之后通过澄清的石灰水(通过检验有二氧化碳产生,再次验证有CO),最后用酒精灯点燃尾气。
10. 还原剂:碳、一氧化碳、氢气。
(1)H2还原氧化铜可以用第一、二套装置吗?为什么?需要尾气处理吗?
(2)CO还原氧化铜可以用第二、第三套装置吗?为什么?
不可以,H2还原CuO会有水珠生成,无需检验产物。且H2无污染,无需尾气处理,因此不用一;而装置二密封环境,H2受热膨胀以及反应放热都会导致爆炸危险。
不可以,CO气体受热膨胀以及反应放热都会导致爆炸危险,不能用装置二;CO有毒,会污染环境,需要进行尾气处理,所以不可用装置三。
1. 几种碳单质的比较
考点梳理
碳原子
碳原子
分子
硬度大,有光泽
导电性好
玻璃刻刀、钻石
铅笔芯、作导线
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是 ___________________。
活性炭有较好的 ,原因是其有 ________的结构。
2. 一氧化碳的物理性质
颜色: ,气味: ,溶解性: ,密度:比空气 ,宜采用 法收集。
原子排列方式不同
吸附性
疏松多孔
无色
难溶于水
无气味
略小
排水
3. 碳与一氧化碳的反应关系图
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