内容正文:
第10课时 碳和碳的氧化物
知识网络
考点聚焦
考点1 碳单质的物理性质和用途
1.金刚石:是__________的正八面体的固体,是天然存在的________的物质,常用作裁玻璃的______,可作为璀璨夺目的装饰品。
2.石墨:是______的细磷片状的固体,具有优良的导电性能,可用于制成干电池上的___ ___;质软而滑腻,划一下会留下深灰色的痕迹,可用于制__ ___;
3.C60:是由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构很稳定,可应用于材料科学、超导体等方面。
[注意] 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的,由于 ,它们的物理性质存在差异。
4.木炭、活性炭:主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成。木炭和活性炭都具有________,如木炭用来吸附工业中的色素和消除异味,活性炭用在防毒面具中吸附毒气。
考点2 碳单质的化学性质
碳的单质在常温下化学性质 。在高温下碳能与多种物质发生反应。
1、可燃性
碳完全燃烧的方程式 。
碳不完全燃烧的方程式 。
2、还原性
实验装置:
实验现象:
, 。
有关化学方程式: (此反应中氧化剂是 ,还原剂是 ),
[注意]在酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。
考点3 自然界中碳的循环
[注意] CO2不是空气污染物。CO2在自然界不断循环,是氧气的间接来源。但是由于CO2的增多,会导致“温室效应”,只是影响环境,不能算污染。
考点4 二氧化碳和一氧化碳的性质
项目
二氧化碳
一氧化碳
物
理
性
质
状态
通常状况下,____色、____气味的气体,二氧化碳会变成固体,固体二氧化碳叫 。
____色、____气味的气体
密度
比空气
比空气____
溶解性
能溶于水(1:1)
难溶于水。
化
学
性
质
可燃性
一般情况下,既不燃烧也不支持燃烧。
有可燃性,方程式:
________________
还原性
没有还原性
有还原性,方程式:
________________
跟水反应
跟水反应:CO2+H2O=
不能跟水反应
跟石灰水反应
跟石灰水反应:
CO2+Ca(OH)2=
不能跟石灰水反应
毒性
无毒
有毒
主要用途
灭火、人工降雨、干冰制冷剂、化工原料
气体燃料、高炉炼铁
[注意] CO有剧毒,在做实验时,应特别注意尾气的处理;用煤等含碳燃料燃烧时,一定保持室内通风,防止CO中毒。
考点5 二氧化碳的实验室制法
1.反应原理:
[注意] 在二氧化碳的实验室制法中,不能用稀硫酸与块状石灰石反应来制取CO2,这是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4,它会覆盖在CaCO3的表面,阻碍反应的进行。若用浓盐酸与石灰石反应来制取CO2,会导致浓盐酸中的氯化氢气体混入产生的CO2气体内,造成气体不纯。
2.制取装置:
发生装置:固+液
不加热型,装置图如图 (a)(b)。
收集装置:________排空气法,装置图如图(c)。
[注意] ①用图(b)制取CO2时,长颈漏斗要伸到液面以下形成“液封”,以防气体逸出;
②伸入到反应容器中的导管稍露出胶塞即可,不宜太长,否则不利于气体导出;
③导管应伸入到集气瓶底部,利于排尽空气。
3.验满方法:将燃着的木条平置在________,如木条________,证明已收集满了。
4.检验方法:将气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变________,则该气体为CO2。
5.实验步骤:①检查装置的气密性;②装入大理石,塞紧胶塞;③固定装置;④从长颈漏斗加入稀盐酸至长颈漏斗下端管口液封;⑤收集气体,导管一定要伸入集气瓶底部;⑥检验是否集满。
[提示]工业上常用煅烧石灰石的方法制取CO2。
有关方程式:
归类示例
类型一 碳单质的性质和用途
例1、下列对一些事实的解释错误的是【 】
事实
解释
A
书写档案规定必须使用碳素墨水
碳的化学性质稳定
B
石墨能够作电池的电极材料
石墨能够导电
C
焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里
还原出来
焦炭具有氧化性
D
制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖
活性炭具有吸附性
类型二 二氧化碳的循环
例2、如图是自然界碳循环简图,请回答:
(1)含碳单质的矿物燃烧的化学方程式为 ;
(2)海水吸收二氧化碳时,发生反应的化学方程式为 ;
(3)植物在进行光合作用时,二氧化碳和水在光的作用下生成葡萄糖(C6H12O6)和氧气,其化学方程式为
__________________________________________;
(4)人类降低空气中二氧化碳含量的研究有两个方向:一是 ,二是________________。
类型三 二氧化碳、一氧化碳的性质
例3、一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。
(1)有人认为,两者就像孪生兄弟,这是因为________。
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:_______________________________;
(3)其实,二者是可以相互转化的,请用化学方程式表示此过程:
类型四 制取二氧化碳的实验探究
例4、请和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。
(1)选择药品:小明对三组药品进行了研究,记录如下:
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
选择第①组药品,化学方程式为_ ;
不选择第③组药品的原因是_____________________。
(2)选择装置:他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。
(3)制取气体:将药品装入所选装置制取气体,并用向上排空气法收集。验满方法是 。
(4)气体检验:将生成的气体通入石蕊溶液中,溶液变 红,因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确?请说明理由 。
变式题 请观察下列实验装置示意图,回答问题:
(1)在实验室里用A作发生装置,可制取CO2或_______;
(2)在制取CO2时,用_______来检验生成的气体是CO2;
(3)若用装置B干燥CO2,则瓶中盛放的液体应是_____,要收集CO2,可选择的装置是 。
课时作业(十)【碳和碳的化合物】
1、下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的的实验装置图,试根据题目要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ;装置A中发生的化学方程式为 ,装置C中观察到的现象是 。
(2)装置D中观察到下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,它不能燃烧,也不能支持燃烧。由此可知,二氧化碳在生活中可用于 。
(3)实验室用装置E来收集二氧化碳时,二氧化碳应从 (填“c端”或“d端”)通入。
2、用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备,某化学兴趣小组设计了2种转化流程,如下图所示。
已知:a.二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应: CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,
CaCO3+ H2O + CO2=Ca(HCO3)2;
b.碳酸氢钙微溶于水,微热易分解:微热
Ca(HCO3)2===== CaCO3↓+H2O+ CO2↑;
c.生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆。试填空。
(1)小王主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单。请写出反应①和④的化学方程式: ① ;
④ 。
操作Ⅱ包括 等工序。
(2)制轻质碳酸钙时,D为 (选填“悬浊液”或“溶液”或“乳浊液”),理由是:
。
(3)小李认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好,其理由是: ;操作I包括搅拌和微热等工序。
3、水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分?某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究。
【提出猜想】(1)该混合气体只含有一氧化碳、氢气。
(2)该混合气体含一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。
(3)该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气。
(4)该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。
【查阅资料】a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c.浓硫酸具有强烈的吸水性,常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
(1)装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论为混合气体中有 。B中变化的化学方程式为 。
(2)装置C中的药品为 。
(3)E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是 ; E中的变化说明氧化铜具有 性。
【实验结论】猜想 正确。
【实验反思】经过讨论,同学们将上图中装置C~H进行了简化,只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中,干燥管中碱石灰的作用为 , 烧杯上能观察到的现象是 。最后一步的实验操作及现象是 。
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