内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物
滚动复习
一、碳的几种单质
1.金刚石、石墨和C60都属于碳的__________,金刚石和石墨的物理性质____________,原因是构成它们的_____________________,从而说明物质的_______决定________。
2.纯净的金刚石是一种______、_______固体,是天然存在的_______的物质。常用于裁玻璃、切割大理石等。
单质
差异很大
碳原子排列方式不同
结构
性质
无色
透明
最硬
3.石墨是一种______色、有____________的固体,质软,有_______感,熔点高,具有良好的_______性和导热性,常用作____________________________等。
4.日常生活和工农业生产中常用到的炭黑、_______、__________和焦炭等,它们的主要成分都是碳单质, _________和___________具有吸附能力。
灰黑
金属光泽
滑腻
导电
电极、铅笔芯、受电弓滑板
木炭
活性炭
木炭
活性炭
二、碳单质的化学性质
5.在常温下,碳的化学性质__________。
6.碳具有可燃性,其表现为木炭在氧气中充分燃烧生成_______________,化学方程式为_____________________;当碳不充分燃烧时生成___________,化学方程式为___________________。
不活泼
二氧化碳
一氧化碳
7.还原性:碳在高温条件下还原CuO的实验现象为________________,化学方程式为__________________________。
8.还原反应:________________中的______被夺去的反应。
黑色粉末变红
含氧化合物
氧
三、二氧化碳对环境的影响
9.空气中二氧化碳的来源有___________________,____________________等化石燃料的燃烧;吸收二氧化碳的方式有绿色植物等的____________;产生温室效应的气体有____________、________、________、一氧化二氮、氟氯代烷等。
人和动植物的呼吸
煤、石油和天然气
光合作用
二氧化碳
臭氧
甲烷
四、碳的氧化物
10.二氧化碳和一氧化碳的比较
二氧化碳 一氧化碳
物理
性质 ____色、____臭的气体,密度比空气____,____溶于水 ____色、____臭的气体,密度比空气略____,____溶于水
化学
性质 一般情况下,二氧化碳________,也不____________;不能供给呼吸;能与水反应;能使澄清石灰水变________ (1)具有可燃性;
(2)具有还原性;
(3)具有毒性
用途 (1)灭火;(2)工业原料;(3)制冷剂;(4)气体肥料等 (1)作燃料;
(2)冶炼金属
无
无
大
能
不能燃烧
支持燃烧
浑浊
无
无
小
难
五、实验室制取气体的思路
11.发生装置:由______________及____________决定。当反应物是_____,且反应需要_____时,可选用“固体(或固固)加热型”装置。当反应物为___________,反应不需要______时,可选用“固液常温型”装置。
12.收集装置:由气体的_______及____________决定;能溶于水的气体不能用_______法收集,______________的气体用向上排空气法收集,_______________的气体用向下排空气法收集。
反应物的状态
反应条件
固体
加热
液体和固体
加热
密度
溶解性
排水
密度比空气大
密度比空气小
六、二氧化碳的实验室制法
13.试剂:实验室常用________________和________来制取二氧化碳。
14.反应原理:化学方程式为_________________________________________。
15.实验装置:(1)发生装置选用固液常温型;(2)收集装置一般用_____________法。
16.检验方法:将气体通入____________中,若___________________,则证明是二氧化碳。
17.验满方法:将_____________放在集气瓶____,如果_____________,则说明二氧化碳已经收集满了,否则,说明没有收集满。
石灰石(或大理石)
稀盐酸
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
向上排空气
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
燃着的木条
口
木条熄灭
1. 下列关于碳单质的说法正确的是( )
A.碳单质都是由碳元素组成的,所以性质一定相同
B.石墨能制成铅笔芯,是因为常温下其化学性质稳定
C.木炭在高温条件下能够与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,体现了其氧化性
D. 活性炭的吸附性属于物理性质
D
2.下列关于CO和CO2的说法正确的是( )
A.组成:都由碳原子和氧分子组成
B.性质:常温下均为无色气体,均不能燃烧
C.用途:CO可以用来灭火,固体CO2可以用来做制冷剂
D.危害:过多CO2会导致温室效应增强,CO极易与血红蛋白结合引起中毒
D
回答下列问题。
(1)装置B中的实验现象是_____________________,写出装置D中发生反应的化学方程式:______________________________。
(2)CuO中铜元素的化合价为______。
(3)小华认为:在装置D后再增加装置B才能验证CO的存在;小明认为不加装置B就可验证,小明的理由是__________________________________________________。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是_______________________。
澄清石灰水变浑浊
+2
能看到D中玻璃管内黑色粉末变为红色,证明有CO
没有尾气处理装置
4.(2022·安徽节选)海洋封存是实现碳中和的途径之一,其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究:
【活动一】探究CO2在水或食盐水(模拟海水)中的溶解情况。
相同条件下,该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(如图1),待收集100 mLCO2后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验,所测数据平均值如下表。
时间/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法时CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食盐水法时CO2
体积/mL 100 99 93 90.5 89 88
(1)图1发生装置中反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)由上表数据分析:
①能用排水法收集CO2的理由是_________________________________________。
②相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是____(填“水”或“食盐水”)。
(3)海洋封存CO2可能带来的危害是_______________________(写出1点即可)。
2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑
短时间内二氧化碳溶解的少(溶解速率低)
水
海水酸化(合理即可)
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响。
(4)小芳设计并完成以下对照实验:用两个量筒分别收集100 mL CO2倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2所示。分析该图可得出的结论是___________________________________________________。
有植物油隔离的情况下,可以减少二氧化碳在水中的溶解
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念,某实验中学开展了“我为低碳做贡献”的社会实践活动。
任务一:了解自然界中的碳循环
(1)从碳循环视角看,会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有
①_________________________________。
(2)自然界中消耗二氧化碳的主要方式是
②_________________________。
化石燃料的大量燃烧(合理即可)
绿色植物的光合作用
任务二:探究吸收二氧化碳的途径
【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。
【进行实验】向充满二氧化碳的塑料瓶中加入一定量的水,迅速拧紧瓶盖振荡,塑料瓶变瘪,请解释原因:
③____________________________________________________________。
【进行评价】根据上述实验,该同学认为自然界中的海水可以吸收大气中过多的二氧化碳,请你评价该观点并阐述理由:
④________________________________________________________________。
二氧化碳溶于水导致瓶内气压减小,外界大气压使得瓶身变瘪
海水吸收二氧化碳后生成碳酸,碳酸含量过多会危及水生生物的生存
任务三:寻找捕集、利用二氧化碳的新途径
【搜集资料】a.目前,CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种方法是用甲醇进行溶解吸收;另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法,用氨水(NH3·H2O)作吸收剂时,控制温度在30 ℃左右,用喷氨技术吸收CO2生成碳酸氢铵(受热不稳定)。b.将二氧化碳转换为化工原料乙烯,是我国科学研究的又一重大突破,其反应前后分子种类变化的微观示意图如图所示:
【交流讨论】(3)活性炭、沸石等可作吸附剂吸收CO2,则它们可能具备的结构特点是⑤_____________。用喷氨技术吸收CO2,控制在30 ℃左右,请推测温度不宜太高的原因是⑥_________________________________________________。
(4)将二氧化碳转换为化工原料乙烯(C2H4)的化学方程式为
⑦_______________________________________。
疏松多孔
温度较高时,生成的碳酸氢铵不稳定会分解(合理即可)
任务四:制定低碳行动方案
低碳是一种生活理念,也是一种生活态度。请写出日常生活中符合该理念的做法:⑧__________________________________________________(写出一种即可)。
乘坐公共交通工具,减少私家车的出行(合理即可)
C+O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) CO2
2C+O2 eq \o(=====,\s\up7(点燃)) 2CO
C+2CuO eq \o(=====,\s\up7(高温)) 2Cu+CO2↑
3.(2023·安徽改编)已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解,反应的化学方程式:CaC2O4 eq \o(=====,\s\up7(△)) CaO+CO↑+CO2↑。为验证分解产物中既有CO又有CO2,小明设计了如下实验装置。
CO+CuO eq \o(=====,\s\up7(△)) Cu+CO2
2CO2+6H2 eq \o(=====,\s\up7(一定条件)) C2H4+4H2O
$$