内容正文:
专题06 碳和碳的氧化物
考点01 碳的单质
考点02 碳单质的化学性质
考点03 氧化反应和还原反应
考点04 二氧化碳的性质
考点05 二氧化碳对生活和环境的影响
考点06 一氧化碳
考点07 二氧化碳的制取
考点08 实验室制取气体的一般思路和方法
▉考点01 碳的单质
1.金刚石、石墨和C60
物质
金刚石
石墨
C60
微观结构模型
宏观组成
都是由 元素组成的单质
构成物质的粒子
化学式
物理性质
外观
无色透明的固体
灰黑色的固体
光泽
折光性好,加工后璀璨夺目
硬度
天然存在的 的物质
透光性
金刚石薄膜透光性
导热性
金刚石薄膜导热性
导电性
物理性质差异很大的原因
2.碳单质的物理性质与用途的对应关系
物质
性质
用途
金刚石
加工后璀璨夺目
裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等
金刚石薄膜透光性好、硬度大
作透镜等
金刚石薄膜导热性好
用于 ,提高芯片性能
石墨
很软、有滑腻感,且为 色
作电极
、有滑腻感、熔点高
制高铁列车的受电弓滑板
木炭、活性炭
木炭(或活性炭)具有 的结构,因此具有 能力。
活性炭的吸附作用比木炭强,可用于 吸附毒气、 制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。
C60
具有一些特殊的物理和化学性质
可应用于超导、催化、能源及医学等领域
物质结构、性质与用途的关系:结构决定性质, 决定 , 体现
【特别提醒】
1.金刚石、石墨是由碳原子直接构成的,而C60是由分子构成的,一个C60分子中含有60个碳原子。
2.石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质,它们是两种不同的物质,故石墨转化为金刚石是化学变化 。
3.同种元素组成的物质不一定是单质,可能是混合物(如O2和O3混合物;金刚石和石墨的混合物等)。同种元素组成的纯净物才是单质。
4.金刚石和石墨的物理性质差异很大的原因是:碳原子的排列不同。
5.碳和炭的区别:“碳”是元素名称,并不指具体某种物质;“炭”表示由碳元素组成的具体物质,如:木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
▉考点02 碳单质的化学性质
1.在常温下,碳单质的化学性质 (稳定)
(1)常温下化学性质不活泼的原因:碳原子的最外层电子数为 ,不易得失
(2)实例:古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色;木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
(3)用途:用炭黑制成的墨,档案用 墨水书写。
2.可燃性(碳单质与氧气反应)
反应物
氧气充足,碳完全燃烧
氧气不足,碳不完全燃烧
化学方程式
反应物质量比
放热多少
放热多
放热少
结论
应用
做
证明某物质含有碳元素(证明燃烧有二氧化碳生成):
3.还原性(碳单质与氧化物反应)
(1)木炭还原氧化铜
实验装置
实验现象
黑色粉末逐渐变成 ,澄清的石灰水变 。
实验结论
反应生成了 和
化学方程式
( 反应)
实验分析
C是 剂,具有 性。CuO在反应中 氧元素,发生 反应。
实验注意点
1 酒精灯上加网罩的目的: 。
2 口略向下倾斜(防止 );
③实验结束时,应先 ,再 (防止 )
④用弹簧夹夹紧乳胶管后,待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:
(2)碳与其他氧化物反应
化学方程式
应用
碳与氧化铁反应
炼铁
碳与二氧化碳反应
( 反应)
烧得很旺的煤炉,添加大量的新煤后,炉火温度降低
【特别提醒】
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却相似,原因是:碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子。
▉考点03 氧化反应和还原反应
反应
物质与氧发生的反应。
氧化反应和还原反应同时进行
反应
含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂
在反应中 的物质,具有 性,如CuO、O2;
还原剂
在反应中 的物质,具有 性,如C、CO、H2等;
木炭还原氧化铜
CuO ,有氧化性,是氧化剂,被 ,发生
C ,有还原性,是还原剂,被 ,发生 反应
▉考点04 二氧化碳的性质和用途
1.二氧化碳的物理性质及实验验证
物理性质
无色无味的气体,密度比空气 , 溶于水,高压低温下可得固体----
实验验证
倾倒二氧化碳
操作
向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳,
现象
蜡烛
结论
说明二氧化碳 , 。
(一点物理性质,两点化学性质)
溶解性
实验
操作
向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水,振荡
现象
塑料瓶 了
原因
部分二氧化碳溶于水,瓶内压强变小, 将瓶子压瘪。
【特别提醒】
因为二氧化碳密度大于空气,且不能供给呼吸,进入久未开启的菜窖或干涸的深井前,做灯火实验。
2. 二氧化碳的化学性质
化学性质
实验
现象
解释和结论
与水反应
CO2不显酸性,CO2与水反应生成 ,
化学方程式:
;
向干燥石蕊小花喷水
水不能使石蕊变红
干燥小花放进CO2气体中
二氧化碳不能使石蕊变红
湿润的石蕊小花放入CO2气体
二氧化碳与水反应生成了酸性物质,使石蕊变红
取出变红的小花烘干
碳酸不稳定,易分解;H2CO3=H2O+CO2↑
与澄清石灰水反应
将气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
(用于 )
该反应在生活中的应用:
(1)用石灰浆抹墙一段时间后变硬:氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体;
(2)在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火,墙壁变得更湿:氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水;
(3)实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜:石灰水中的氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体。
(要除去这白膜,用 ,其原理是: );
(4)用石灰水保存鲜鸡蛋:鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶,堵住了鸡蛋上的小孔。
与灼热的碳反应
化学反应方程式: ( 热)
不燃烧,不支持燃烧
用于
3. 二氧化碳的用途
CO2
用途
依据的性质
二氧化碳固体
(干冰)
作 :用于食品冷藏保鲜和运输;
医疗上血液制品和疫苗的储存和运输;制造舞台雾景
干冰 ( 变化)使周围环境温度降低,且没有液体留下
二氧化碳气体
灭火
化学性质:CO2不能燃烧,也不支持燃烧
物理性质:CO2密度比空气的大
CO2是光合作用的反应物之一
温室的
CO2能促进作物进行光合作用,可提高农作物的产量
制汽水饮料(碳酸饮料)
CO2 ;且
化工产品的原料,制纯碱、尿素等
CO2能与多种物质反应
▉考点05 二氧化碳对生活和环境的影响
1.二氧化碳对人体健康的影响:二氧化碳本身 毒性,但不能供给呼吸,因此在人群密集的地方应该注意通风换气。
2.自然界中的碳循环: , 等化石燃料的燃烧消耗氧气,产生二氧化碳;而绿色植物等的 吸收二氧化碳,释放氧气。
3.温室效应
(1)温室效应:大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜一样,既能让阳光通过,又能吸收地面散发的热量,使地球升温。
(2)温室效应的有利方面:因为有了温室效应,地球表层温度才能适合人类生存。
(3)能产生温室效应的气体: 、 、 、 、氟氯代烷等。
(4)近年温室效应增强的原因:人类消耗的化石燃料急剧增加,排入大气的CO2增多;能吸收CO2的森林因乱砍乱伐和天灾减少。
(5)温室效应增强的危害:全球气候变暖。全球气候变暖对环境的影响:两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市;土地沙漠化,农业减产;旱涝灾害加剧;影响自然生态系统,改变生物多样性。
4.低碳行动与可持续发展
(1)国际社会倡导低碳行动,控制大气中二氧化碳含量,实现可持续发展。具体措施有:减少使用 ,更多使用 ;提高能源的生产和使用效率;大力植树造林,严禁乱砍滥伐;对二氧化碳进行捕集、利用和封存。
(2)碳达峰、碳中和
我国的减排目标:二氧化碳排放量2030年争取达到峰值,2060年前力争达到碳中和。
▉考点06 一氧化碳
1.一氧化碳的性质
(1)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气 , 溶于水。
(2)化学性质
化学性质
现象
化学方程式
用途
可燃性
放出大量的热,火焰呈 色,生成能使澄清石灰水 的气体(点燃前一定要 )
作
还原性
工业
A处黑色粉末逐渐变成
( 置换反应)
B处
C处气体燃烧,发出
毒性
中毒机理:CO与血液中的 结合,使人体缺少氧气而中毒。
冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的 。
2.CO2与CO的鉴别和除杂
方法
现象及结论
鉴别
通入澄清石灰水
是CO2, 是CO
分别点燃
在空气中 的是CO, 的是CO2
通入
是CO2, 是CO
通过
的是CO, 是CO2
除杂
CO(CO2)
通入 : CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
通过 :CO2+C 高温 2CO
CO2(CO)
通过 :CO+CuO △ Cu+CO2
【特别提醒】
1. 一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是:分子的构成不同。(1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子)
2. H2、CO、 CH4三种物质燃烧火焰颜色分别是:淡蓝色、蓝色、明亮的蓝色。故鉴别时不可根据火焰颜色,应看燃烧产物。
▉考点07 二氧化碳的制取
实验室制取二氧化碳
药品
(或大理石)和 (均为混合物)
不选其它药品的原因
为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末? 。
为什么不用浓盐酸?
为什么不用稀硫酸? ,阻碍反应的进一步进行。
化学方程式
实验步骤
连接装置,检查气密性;加入固体试剂;加入液体试剂;收集并验满
检验方法
将制得的气体 ,则证明是二氧化碳。
验满方法
用 ,证明二氧化碳气体已经收集满。
工业制取二氧化碳
高温煅烧石灰石:
【特别提醒】
1.石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3;氧化钙CaO俗称生石灰;氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰。
2.实验室制取二氧化碳的药品一定要写文字,不能写成化学式CaCO3和稀HCl,因为大理石(或石灰石)和稀盐酸都是混合物,不可用化学式表示。
▉考点08 实验室制取气体的一般思路和方法
1. 确定制取气体的化学反应原理
需综合考虑反应速率的大小;气体是否易于收集、是否纯净;实验操作是否简单安全;是否会产生污染;试剂的价格等因素。
2. 设计制取气体的装置
(1)发生装置(选择依据: 和 )
发生装置
固体加热型
固液常温型
适用实验
加热高锰酸钾制氧气
制取氧气
大理石(石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
锌与稀硫酸反应制取氢气
装置图
优点
简单
可
可
可控制
(2)收集装置
选择依据:气体的性质,如气体的 及 ,气体的 等
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适用范围
气体不易溶于水,也不与水反应
适合 ,不与空气反应
适合 ,不与空气反应
图示
注意事项
导管口出现 的气泡时开始收集; 时气体收集满
导管 ,便于 。
万能瓶的使用
图示
注意点
1 气体从上端(短管)进
2 V排出的水=V气体
③植物油
从装置下端进入集气瓶
验满在
从装置上端进入集气瓶
验满在
3. 验证气体:依据气体的性质进行验证
【特别提醒】
1.用万能瓶测量气体体积时,集气瓶上端若有空气,不影响收集的气体的体积数据,但是要影响收集的气体的纯度。
2.万能瓶使用时,不管瓶内是水还是空气,只要比较瓶内物质与要进入瓶内的物质的密度大小,凡是密度大的,皆从下端进出,密度小的皆从上端进出。
3.气体密度可通过:气体相对分子质量与空气平均相对分子质量(29)相比判断,相对分子质量大于29的气体密度比空气大,相对分子质量小于29的气体密度比空气小。
1.(23-24九年级上·云南昭通·期末)金刚石、石墨、C60和都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.都具有导电性 B.硬度最大的是石墨
C.碳原子的排列方式不同 D.常温下,碳的化学性质活泼
2.(23-24八年级下·山东淄博·期末)金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质,两者物理性质存在明显差异的原因是
A.原子种类不同 B.原子大小不同 C.原子质量不同 D.原子排列方式不同
3.(2024·湖南长沙·中考真题)物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中的异味的是
A.活性炭 B.金刚石 C.石墨 D.
4.(2024·广东清远·模拟预测)日前,研究人员在月壤中发现天然的石墨烯。石墨烯具有非凡的导电性能和导热性能。下列有关石墨烯说法错误的是
A.石墨烯和石墨的物理性质相似
B.石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳
C.石墨烯和金刚石的化学性质相似
D.石墨烯可以做电极芯
5.(23-24九年级上·山西大同·期末)研究人员发明了世界上最黑的物质…“超级黑”,它看上去非常之黑,几乎能吸收所有的可见光。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造,其传导热的效率为铜的7倍,坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是
A.“超级黑”是一种新型的化合物
B.在一定条件下“超级黑”能够燃烧
C.“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的
D.“超级黑”中碳元素的化合价为+4
6.(23-24九年级下·河北唐山·期末)下图所示是有关二氧化碳性质的实验,其中说法正确的是
A.此实验只能证明二氧化碳不支持燃烧
B.此实验试管中液面上升,澄清石灰水变浑浊
C.此实验可证明二氧化碳能使紫色石蕊变红色
D.此实验既可证明二氧化碳能溶于水,也可证明二氧化碳能与水反应
7.(23-24九年级上·山东临沂·期末)下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是
A.所有的单质碳具有相同的性质
B.二氧化碳可用于灭火,既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质
C.在CO和CO2浓度过大环境中,都可以致人死亡,所以两种气体都有毒
D.一氧化碳能用于冶炼金属,是因为一氧化碳具有可燃性
8.(23-24九年级上·内蒙古包头·期末)利用生活中的废弃材料来做家庭小实验,其乐无穷!小美同学设计了如图所示的装置(a、d为用紫色石蕊试液湿润的棉花,b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花,固定玻璃管的装置未画出)来探究二氧化碳的制取和性质,下列关于该实验装置的叙述不正确的是
A.通过推压注射器活塞,可以控制进入饮料瓶内液体的量
B.纸花变红的顺序是d→c→b→a
C.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气的大及二氧化碳能与水发生反应
D.该装置的左半部分也可用于制取氧气
9.(23-24八年级下·山东青岛·期末)下列有关“碳达峰”和“碳中和”的说法,不正确的是
A.践行低碳行动,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标
B.植树造林有助于减少二氧化碳的排放
C.二氧化碳的捕集和封存技术是实现“碳中和”的有效手段
D.开发新能源,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标
10.(23-24八年级下·山东淄博·期末)与CO是常见的由碳元素组成的的化合物。下列知识总结错误的是
A.性质:通常情况下,不支持燃烧;CO支持燃烧
B.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
C.用途:固体可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:能引起温室效应;通风不畅CO能使人引起中毒
11.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器,如图1,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图2。下列说法不正确的是
A.ab段长颈漏斗中液面逐渐上升 B.bc段反应物固体与液体脱离接触
C.c点的对应操作是打开弹簧夹 D.该发生装置可以控制反应速率,得到平稳的气流
12.(2023下·海南海口·九年级统考期末)下列方法中不能区分和的是
A.分别通入澄清石灰水 B.分别通入水中
C.分别通入紫色石蕊溶液 D.分别通入灼热的氧化铜
13.(2023下·山东泰安·八年级统考期末)如图是关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“……”表示相互能反应),下列说法正确的是
A.“→CO”的属于分解反应 B.“CO→”的反应中C元素的化合价不变
C.“→”的反应可用于检验 D.“→”的反应可使石蕊试液由红变紫
14.(2023上·重庆江北·九年级校考期末)碳世界丰富多彩,根据如图回答下列问题:
(1)图C代表的物质的名称为 ,木炭、焦炭、活性炭这些物质的结构与 类似(从A、B、C中选择)。
(2)图A表示的物质是由 (填“分子”或“原子”)构成。
(3)上述A、B、C三种物质的物理性质不同的原因是 。
(4)图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭,连接好装置,稍待片刻,能看到到红棕色变浅的原因是木炭具有 性。
15.(23-24九年级上·河南周口·期末)用木炭还原氧化铜的实验如图所示:
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是 。
(3)继续加热,观察到试管①中的现是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是: 。
(5)该实验结束后,应先 然后再 。
16.(2024·陕西咸阳·一模)根据下列图示装置回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用装置A制取,发生反应的化学方程式为 。试管口略向下倾斜的目的是 。
(3)若要制取并收集一瓶干燥的,所选装置正确的连接顺序是 (填字母)。
(4)若用装置G检验,则X溶液为 。
17.(2023·贵州六盘水·一模)某化学兴趣小组做了以下的科学探究,请回答相关问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,在试管口塞一团棉花的作用是 。
(3)实验室用稀盐酸和大理石制取CO2的发生装置应选 (填序号),为制得碳酸溶液,CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。
(4)用装置A按下表药品进行实验,用数字传感器测得产生CO2体积随时间变化的曲线如图所示。曲线甲对应的实验编号为 (填“①”“②”或“③”);不用表中编号①对应的药品制备CO2的理由是 。
编号
药品
①
块状大理石、8%H2SO4溶液
②
块状大理石、8%HCl溶液
③
大理石粉末、8%HCl溶液
18.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)根据下列实验装置图回答问题:
I.用高锰酸钾制氧气:
(1)制备较纯净的氧气时,应选择发生装置和收集装置的组合是 (填字母序号),其反应的化学方程式是 。
(2)氧气性质的验证实验时:将烧至红热的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶时,集气瓶中预留少量水的原因: 。
II.用大理石和稀盐酸制二氧化碳气体:
(3)仪器d的名称是 。
(4)用已有的仪器制取并检验CO2气体,装置的气密性良好,长颈漏斗和胶塞已连接好。其操作步骤如下:
A.倒入石灰水;B.加入大理石;C.加入稀盐酸。
正确的操作顺序为 。(填字母)
(5)若用F装置收集二氧化碳时,气体应该从端 (“a”或“b”)进入F装置。
(6)用装置G测量二氧化碳的体积时,若G中无植物油,则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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专题06 碳和碳的氧化物
考点01 碳的单质
考点02 碳单质的化学性质
考点03 氧化反应和还原反应
考点04 二氧化碳的性质
考点05 二氧化碳对生活和环境的影响
考点06 一氧化碳
考点07 二氧化碳的制取
考点08 实验室制取气体的一般思路和方法
▉考点01 碳的单质
1.金刚石、石墨和C60
物质
金刚石
石墨
C60
微观结构模型
宏观组成
都是由 碳 元素组成的单质
构成物质的粒子
碳原子
碳原子
C60分子
化学式
C
C
C60
物理性质
外观
无色透明的固体
灰黑色的固体
光泽
折光性好,加工后璀璨夺目
有金属光泽
硬度
天然存在的 最硬 的物质
很软
透光性
金刚石薄膜透光性好
导热性
金刚石薄膜导热性好
导电性
优良
物理性质差异很大的原因
碳原子的排列方式不同
2.碳单质的物理性质与用途的对应关系
物质
性质
用途
金刚石
加工后璀璨夺目
作装饰品
硬度大
裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等
金刚石薄膜透光性好、硬度大
作透镜等光学仪器的涂层
金刚石薄膜导热性好
用于集成电路基板散热,提高芯片性能
石墨
很软、有滑腻感,且为灰黑色
制铅笔芯
导电性好
作电极
导电性好、有滑腻感、熔点高
制高铁列车的受电弓滑板
木炭、活性炭
木炭(或活性炭)具有 疏松多孔 的结构,因此具有 吸附 能力。
活性炭的吸附作用比木炭强,可用于防毒面具吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。
C60
具有一些特殊的物理和化学性质
可应用于超导、催化、能源及医学等领域
物质结构、性质与用途的关系:结构决定性质, 性质 决定 用途,用途 反映 性质
【特别提醒】
1.金刚石、石墨是由碳原子直接构成的,而C60是由分子构成的,一个C60分子中含有60个碳原子。
2.石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质,它们是两种不同的物质,故石墨转化为金刚石是化学变化 。
3.同种元素组成的物质不一定是单质,可能是混合物(如O2和O3混合物;金刚石和石墨的混合物等)。同种元素组成的纯净物才是单质。
4.金刚石和石墨的物理性质差异很大的原因是:碳原子的排列不同。
5.碳和炭的区别:“碳”是元素名称,并不指具体某种物质;“炭”表示由碳元素组成的具体物质,如:木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
▉考点02 碳单质的化学性质
1.在常温下,碳单质的化学性质不活泼(稳定)
(1)常温下化学性质不活泼的原因:碳原子的最外层电子数为 4 ,不易得失
(2)实例:古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色;木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
(3)用途:用炭黑制成的墨,档案用碳素墨水书写。
2.可燃性(碳单质与氧气反应)
反应物
氧气充足,碳完全燃烧
氧气不足,碳不完全燃烧
化学方程式
C + O2 点燃 CO2
2C + O2 点燃 2CO
反应物质量比
3 : 8
3 : 4
放热多少
放热多
放热少
结论
反应物相同时,若反应物的用量不同,则生成物不同
应用
做燃料
证明某物质含有碳元素(证明燃烧有二氧化碳生成):
点燃该物质,火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若浑浊,则有二氧化碳生成,
从而证明该物质含有碳元素。
3.还原性(碳单质与氧化物反应)
(1)木炭还原氧化铜
实验装置
实验现象
黑色粉末逐渐变成红色,澄清的石灰水变浑浊。
实验结论
反应生成了 铜 和 二氧化碳
化学方程式
C+2CuO高温 2Cu+CO2↑(置换反应)
实验分析
C是还原剂,具有还原性。CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应。
实验注意点
①在酒精灯上加网罩的目的:集中火焰,提高温度。
②管口略向下倾斜(防止水蒸气冷凝回流,炸裂试管);
③实验结束时,应先从石灰水中取出导管,再熄灭酒精灯(防止石灰水倒吸入,炸裂试管)
④用弹簧夹夹紧乳胶管后,待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:防止热的铜接触空气又被氧化。
(2)碳与其他氧化物反应
化学方程式
应用
碳与氧化铁反应
2Fe2O3+3C高温 4Fe+3CO2↑
炼铁
碳与二氧化碳反应
C+CO2高温 2CO(吸热反应)
烧得很旺的煤炉,添加大量的新煤后,炉火温度降低
【特别提醒】
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却相似,原因是:碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子。
▉考点03 氧化反应和还原反应
氧化反应
物质与氧发生的反应。
氧化反应和还原反应同时进行
还原反应
含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂
在反应中提供氧元素的物质,具有氧化性,如CuO、O2;
还原剂
在反应中得到氧元素的物质,具有还原性,如C、CO、H2等;
木炭还原氧化铜
CuO失去氧元素,有氧化性,是氧化剂,被还原,发生还原反应
C夺取氧元素,有还原性,是还原剂,被氧化,发生氧化反应
▉考点04 二氧化碳的性质和用途
1.二氧化碳的物理性质及实验验证
物理性质
无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰
实验验证
倾倒二氧化碳
操作
向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳,
现象
蜡烛自下而上依次熄灭
结论
说明二氧化碳密度比空气大,不能燃烧,也不能支持燃烧。
(一点物理性质,两点化学性质)
溶解性
实验
操作
向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水,振荡
现象
塑料瓶变瘪了
原因
部分二氧化碳溶于水,瓶内压强变小,大气压将瓶子压瘪。
【特别提醒】
因为二氧化碳密度大于空气,且不能供给呼吸,进入久未开启的菜窖或干涸的深井前,做灯火实验。
2. 二氧化碳的化学性质
化学性质
实验
现象
解释和结论
与水反应
CO2不显酸性,CO2与水反应生成碳酸,
CO2+H2O=H2CO3;
向干燥石蕊小花喷水
不变红
水不能使石蕊变红
干燥小花放进CO2气体中
不变红
二氧化碳不能使石蕊变红
湿润的石蕊小花放入CO2气体
变红
二氧化碳与水反应生成了酸性物质,使石蕊变红
取出变红的小花烘干
红色变紫色
碳酸不稳定,易分解;H2CO3=H2O+CO2↑
与澄清石灰水反应
将气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O
(用于检验二氧化碳气体)
该反应在生活中的应用:
(1)用石灰浆抹墙一段时间后变硬:氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体;
(2)在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火,墙壁变得更湿:氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水;
(3)实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜:石灰水中的氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体。
(要除去这白膜,用稀盐酸,其原理是: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑);
(4)用石灰水保存鲜鸡蛋:鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶,堵住了鸡蛋上的小孔。
与灼热的碳反应
化学反应方程式:C + CO2高温 2CO(吸热)
不燃烧,不支持燃烧
用于灭火
3. 二氧化碳的用途
CO2
用途
依据的性质
二氧化碳固体
(干冰)
作制冷剂:用于食品冷藏保鲜和运输;
医疗上血液制品和疫苗的储存和运输;制造舞台雾景
干冰升华吸热(物理变化)使周围环境温度降低,且没有液体留下
人工增雨
二氧化碳气体
灭火
化学性质:CO2不能燃烧,也不支持燃烧
物理性质:CO2密度比空气的大
光合作用的原料
CO2是光合作用的反应物之一
温室的气体肥料
CO2能促进作物进行光合作用,可提高农作物的产量
制汽水饮料(碳酸饮料)
CO2能溶于水;且与水反应生成碳酸
化工产品的原料,制纯碱、尿素等
CO2能与多种物质反应
▉考点05 二氧化碳对生活和环境的影响
1.二氧化碳对人体健康的影响:二氧化碳本身 没有 毒性,但不能供给呼吸,因此在人群密集的地方应该注意通风换气。
2.自然界中的碳循环:人和动植物的呼吸,煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧消耗氧气,产生二氧化碳;而绿色植物等的 光合作用 吸收二氧化碳,释放氧气。
3.温室效应
(1)温室效应:大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜一样,既能让阳光通过,又能吸收地面散发的热量,使地球升温。
(2)温室效应的有利方面:因为有了温室效应,地球表层温度才能适合人类生存。
(3)能产生温室效应的气体:二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。
(4)近年温室效应增强的原因:人类消耗的化石燃料急剧增加,排入大气的CO2增多;能吸收CO2的森林因乱砍乱伐和天灾减少。
(5)温室效应增强的危害:全球气候变暖。全球气候变暖对环境的影响:两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市;土地沙漠化,农业减产;旱涝灾害加剧;影响自然生态系统,改变生物多样性。
4.低碳行动与可持续发展
(1)国际社会倡导低碳行动,控制大气中二氧化碳含量,实现可持续发展。具体措施有:减少使用化石燃料,更多使用太阳能、风能等清洁能源;提高能源的生产和使用效率;大力植树造林,严禁乱砍滥伐;对二氧化碳进行捕集、利用和封存。
(2)碳达峰、碳中和
我国的减排目标:二氧化碳排放量2030年争取达到峰值,2060年前力争达到碳中和。
▉考点06 一氧化碳
1.一氧化碳的性质
(1)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
化学性质
现象
化学方程式
用途
可燃性
放出大量的热,火焰呈蓝色,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体(点燃前一定要检验纯度)
2CO+O2 点燃 2CO2
作燃料
还原性
冶金工业
A处黑色粉末逐渐变成光亮的红色
CO+CuO △ Cu+CO2
(不是置换反应)
B处澄清的石灰水变浑浊
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
C处气体燃烧,发出蓝色火焰
2CO + O2 点燃 2CO2
毒性
中毒机理:CO与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。
2.CO2与CO的鉴别和除杂
方法
现象及结论
鉴别
通入澄清石灰水
能使澄清石灰水变浑浊的是CO2,无明显现象的是CO
分别点燃
在空气中能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2
通入紫色石蕊溶液
能使紫色石蕊溶液变红的是CO2,无明显现象的是CO
通过灼热的氧化铜
黑色粉末变红的是CO,没有明显现象的是CO2
除杂
CO(CO2)
通入足量的石灰水: CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
通过灼热的碳粉:CO2+C 高温 2CO
CO2(CO)
通过灼热的氧化铜:CO+CuO △ Cu+CO2
【特别提醒】
1. 一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是:分子的构成不同。(1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子)
2. H2、CO、 CH4三种物质燃烧火焰颜色分别是:淡蓝色、蓝色、明亮的蓝色。故鉴别时不可根据火焰颜色,应看燃烧产物。
▉考点07 二氧化碳的制取
实验室制取二氧化碳
药品
块状石灰石(或大理石)和稀盐酸(均为混合物)
不选其它药品的原因
为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末?反应速率太快,不易控制。
为什么不用浓盐酸?浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢(HCl)气体使制得的二氧化碳不纯。
为什么不用稀硫酸?生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面,阻碍反应的进一步进行。
化学方程式
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
实验步骤
连接装置,检查气密性;加入固体试剂;加入液体试剂;收集并验满
检验方法
将制得的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳。
验满方法
用燃着的木条,放在集气瓶口,木条熄灭,证明二氧化碳气体已经收集满。
工业制取二氧化碳
高温煅烧石灰石: CaCO3高温 CaO+CO2↑
【特别提醒】
1.石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3;氧化钙CaO俗称生石灰;氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰。
2.实验室制取二氧化碳的药品一定要写文字,不能写成化学式CaCO3和稀HCl,因为大理石(或石灰石)和稀盐酸都是混合物,不可用化学式表示。
▉考点08 实验室制取气体的一般思路和方法
1. 确定制取气体的化学反应原理
需综合考虑反应速率的大小;气体是否易于收集、是否纯净;实验操作是否简单安全;是否会产生污染;试剂的价格等因素。
2. 设计制取气体的装置
(1)发生装置(选择依据:反应物的状态和反应条件)
发生装置
固体加热型
固液常温型
适用实验
加热高锰酸钾制氧气
过氧化氢溶液制取氧气
大理石(石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
锌与稀硫酸反应制取氢气
装置图
优点
简单
可随时添加液体药品
可控制反应速率
可控制反应的发生和停止
(2)收集装置
选择依据:气体的性质,如气体的溶解性及是否与水反应,气体的密度等
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适用范围
气体不易溶于水,也不与水反应
适合密度比空气大,不与空气反应
适合密度比空气小,不与空气反应
图示
注意事项
导管口出现连续均匀的气泡时开始收集;集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满
导管伸入瓶底,便于排尽集气瓶中空气。
万能瓶的使用
图示
注意点
1 气体从上端(短管)进
2 V排出的水=V气体
③植物油防止气体溶解在水中,
从装置下端进入集气瓶
验满在另一侧导管口
从装置上端进入集气瓶
验满在另一侧导管口
3. 验证气体:依据气体的性质进行验证
【特别提醒】
1.用万能瓶测量气体体积时,集气瓶上端若有空气,不影响收集的气体的体积数据,但是要影响收集的气体的纯度。
2.万能瓶使用时,不管瓶内是水还是空气,只要比较瓶内物质与要进入瓶内的物质的密度大小,凡是密度大的,皆从下端进出,密度小的皆从上端进出。
3.气体密度可通过:气体相对分子质量与空气平均相对分子质量(29)相比判断,相对分子质量大于29的气体密度比空气大,相对分子质量小于29的气体密度比空气小。
1.(23-24九年级上·云南昭通·期末)金刚石、石墨、C60和都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.都具有导电性 B.硬度最大的是石墨
C.碳原子的排列方式不同 D.常温下,碳的化学性质活泼
【答案】C
【详解】A、石墨具有良好的导电性,金刚石和C60不具有导电性,故A说法错误;
B、金刚石是天然存在的最硬的物质,则硬度最大的是金刚石,故B说法错误;
C、金刚石、石墨、C60中碳原子排列方式不同,物理性质差异很大,故C说法正确;
D、常温下,碳的化学性质不活泼,故D说法错误;
故选:C。
2.(23-24八年级下·山东淄博·期末)金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质,两者物理性质存在明显差异的原因是
A.原子种类不同 B.原子大小不同 C.原子质量不同 D.原子排列方式不同
【答案】D
【详解】金刚石和石墨的物理性质差异很大是因为它们的原子排列方式不同,金刚石中,碳原子的排列方式是正八面体结构,而石墨中的碳原子的排列方式是层状结构。
故选D。
3.(2024·湖南长沙·中考真题)物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中的异味的是
A.活性炭 B.金刚石 C.石墨 D.
【答案】A
【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,用于去除冰箱、汽车中的异味,故正确;
B、金刚石无吸附性,不能用于去除冰箱、汽车中的异味,故错误;
C、石墨无吸附性,不能用于去除冰箱、汽车中的异味,故错误;
D、C60不能用于去除冰箱、汽车中的异味,故错误。
故选A。
4.(2024·广东清远·模拟预测)日前,研究人员在月壤中发现天然的石墨烯。石墨烯具有非凡的导电性能和导热性能。下列有关石墨烯说法错误的是
A.石墨烯和石墨的物理性质相似
B.石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳
C.石墨烯和金刚石的化学性质相似
D.石墨烯可以做电极芯
【答案】A
【详解】A、石墨烯和石墨的碳原子的排列方式不同,结构不同,物理性质也不同,故A说法错误;
B、根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳,故B说法正确;
C、石墨烯和金刚石都是由碳元素组成的单质,二者的化学性质相似,故C说法正确;
D、石墨烯具有非凡对的导电性能,可以做电极芯,故D说法正确;
故选:A。
5.(23-24九年级上·山西大同·期末)研究人员发明了世界上最黑的物质…“超级黑”,它看上去非常之黑,几乎能吸收所有的可见光。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造,其传导热的效率为铜的7倍,坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是
A.“超级黑”是一种新型的化合物
B.在一定条件下“超级黑”能够燃烧
C.“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的
D.“超级黑”中碳元素的化合价为+4
【答案】B
【详解】A、“超级黑”是由碳元素组成单质,故说法错误;
B、超级黑”是由碳元素组成,在一定条件下,“超级黑”能够燃烧生成二氧化碳,故说法正确;
C、C60是由碳分子构成,故说法错误;
D、“超级黑”是由碳元素组成单质,单质化合价是零,故说法错误。
故选B。
6.(23-24九年级下·河北唐山·期末)下图所示是有关二氧化碳性质的实验,其中说法正确的是
A.此实验只能证明二氧化碳不支持燃烧
B.此实验试管中液面上升,澄清石灰水变浑浊
C.此实验可证明二氧化碳能使紫色石蕊变红色
D.此实验既可证明二氧化碳能溶于水,也可证明二氧化碳能与水反应
【答案】B
【详解】A、此实验证明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大。A不正确;
B、澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,二氧化碳被消耗,所以试管中液面上升。B正确;
C、实验中观察到紫色石蕊变红色,是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,不能证明二氧化碳能使紫色石蕊变红色。C不正确;
D、此实验只能证明二氧化碳能溶于水,不能证明二氧化碳能与水反应。D不正确。
综上所述:选择B。
7.(23-24九年级上·山东临沂·期末)下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是
A.所有的单质碳具有相同的性质
B.二氧化碳可用于灭火,既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质
C.在CO和CO2浓度过大环境中,都可以致人死亡,所以两种气体都有毒
D.一氧化碳能用于冶炼金属,是因为一氧化碳具有可燃性
【答案】B
【详解】A、所有的单质碳具有相似的化学性质,但由于原子排列方式的不同,它们的物理性质存在着差异,选项错误;
B、二氧化碳可用于灭火,利用了二氧化碳不燃烧也不支持燃、密度比空气大,前者属于化学性质,后者属于物理性质,选项正确;
C、在CO和CO2浓度过大环境中,都可以致人死亡,但二氧化碳无毒,选项错误;
D、一氧化碳可用于冶炼金属,是因为一氧化碳具有还原性,而不是可燃性,选项错误。
故选B。
8.(23-24九年级上·内蒙古包头·期末)利用生活中的废弃材料来做家庭小实验,其乐无穷!小美同学设计了如图所示的装置(a、d为用紫色石蕊试液湿润的棉花,b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花,固定玻璃管的装置未画出)来探究二氧化碳的制取和性质,下列关于该实验装置的叙述不正确的是
A.通过推压注射器活塞,可以控制进入饮料瓶内液体的量
B.纸花变红的顺序是d→c→b→a
C.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气的大及二氧化碳能与水发生反应
D.该装置的左半部分也可用于制取氧气
【答案】B
【详解】A、通过推压注射器活塞,根据推压的程度的大小可以控制进入饮料瓶内液体的量,故A正确;
B、a、d为用紫色石蕊试液湿润的棉花,遇二氧化碳会变红;b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花,遇二氧化碳不会变红;二氧化碳的密度大于空气,d处的纸花先变红,a处的纸花后变红,故B不正确;
C、利用该装置实验时,由d处的浸有紫色石蕊试液的湿润棉花先变成红色,c处的石蕊不变色,可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应,故C正确;
D、该装置的左半部属于固液常温下反应制取气体,也可以利用该装置过氧化氢和二氧化锰制取氧气,故D正确。
故选B。
9.(23-24八年级下·山东青岛·期末)下列有关“碳达峰”和“碳中和”的说法,不正确的是
A.践行低碳行动,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标
B.植树造林有助于减少二氧化碳的排放
C.二氧化碳的捕集和封存技术是实现“碳中和”的有效手段
D.开发新能源,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标
【答案】B
【详解】A、践行低碳行动,有利于减少二氧化碳的排放,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标,故A正确;
B、二氧化碳是绿色植物光合作用的原料,植树造林有助于吸收空气中的二氧化碳,故B不正确;
C、 二氧化碳的捕集和封存技术,是实现“碳中和”的有效手段,故C正确;
D、开发新能源,有利于减少化石燃料的使用,有助于减少二氧化碳的排放,有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标,故D正确;
故选:B。
10.(23-24八年级下·山东淄博·期末)与CO是常见的由碳元素组成的的化合物。下列知识总结错误的是
A.性质:通常情况下,不支持燃烧;CO支持燃烧
B.构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
C.用途:固体可用于人工降雨;CO可作燃料
D.危害:能引起温室效应;通风不畅CO能使人引起中毒
【答案】A
【详解】A、通常情况下, CO2 不支持燃烧,CO能燃烧,不能支持燃烧,故A错误;
B、二氧化碳的化学式为CO2,一氧化碳的化学式为CO,一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子,故B正确;
C、固体 CO2易升华吸热,使周围温度降低,可用于人工降雨;CO具有可燃性,可作燃料,故C正确;
D、CO2属于温室气体,排放过量能引起温室效应;一氧化碳有毒,极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体缺氧,即通风不畅CO能使人引起中毒,故D正确;
故选:A。
11.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器,如图1,测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图2。下列说法不正确的是
A.ab段长颈漏斗中液面逐渐上升 B.bc段反应物固体与液体脱离接触
C.c点的对应操作是打开弹簧夹 D.该发生装置可以控制反应速率,得到平稳的气流
【答案】D
【详解】A.ab段压强增大,说明装置内气体增多,此时弹簧夹关闭,压强增大,将液体压回长颈漏斗,漏斗中液面逐渐上升,故选项说法正确;
B.bc段压强不变,说明反应停止,且装置密闭,说明石灰石与盐酸脱离接触,故选项说法正确;
C.c点之后压强减小,气体导出,说明此时打开弹簧夹,故选项说法正确;
D.该发生装置可以通过压强控制反应发生和停止,但不能控制反应速率得到平稳的气流,故选项说法错误;
故选:D。
12.(2023下·海南海口·九年级统考期末)下列方法中不能区分和的是
A.分别通入澄清石灰水 B.分别通入水中
C.分别通入紫色石蕊溶液 D.分别通入灼热的氧化铜
【答案】B
【详解】A、分别通入澄清石灰水,一氧化碳与氢氧化钙不反应,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀使澄清石灰水变浑浊,故能够区分,不符合题意;
B、分别通入水中,两者都无明显现象,故不能区分,符合题意;
C、分别通入紫色石蕊溶液,二氧化碳与水反应生成碳酸能使紫色石蕊变红,而一氧化碳不会与水反应不能使紫色石蕊变色,故能够区分,不符合题意;
D、分别通入灼热的氧化铜,一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,所以会观察到黑色固体变为紫红色的实验现象,二氧化碳不会与氧化铜反应所以无明显现象,故能够区分,不符合题意。
故选:B。
13.(2023下·山东泰安·八年级统考期末)如图是关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“……”表示相互能反应),下列说法正确的是
A.“→CO”的属于分解反应 B.“CO→”的反应中C元素的化合价不变
C.“→”的反应可用于检验 D.“→”的反应可使石蕊试液由红变紫
【答案】C
【详解】A、CO2与C在高温的条件下反应生成CO,该反应符合多变一的特点,则属于化合反应,故选项说法错误;
B、CO中C为+2价,CO2中C为+4价,CO转化为CO2后C的化合价发生变化,故选项说法错误;
C、实验室常用澄清的石灰水检验CO2,澄清的石灰水中含有氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水,则“ CO2 → CaCO3”的反应可用于检验 CO2,故选项说法正确;
D、CO2与H2O反应生成H2CO3,H2CO3呈酸性,可以使石蕊试剂由紫色变红色,故选项说法错误。
故选C。
14.(2023上·重庆江北·九年级校考期末)碳世界丰富多彩,根据如图回答下列问题:
(1)图C代表的物质的名称为 ,木炭、焦炭、活性炭这些物质的结构与 类似(从A、B、C中选择)。
(2)图A表示的物质是由 (填“分子”或“原子”)构成。
(3)上述A、B、C三种物质的物理性质不同的原因是 。
(4)图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭,连接好装置,稍待片刻,能看到到红棕色变浅的原因是木炭具有 性。
【答案】(1) 金刚石 石墨
(2)分子
(3)碳原子排列方式不同
(4)吸附
【详解】(1)①由图C中的结构可知,物质的名称是金刚石,故填:金刚石。
②木炭、焦炭、活性炭这些物质的结构与石墨类似,故填:石墨。
(2)由图A中的结构可知,图A表示的物质是C60,C60是由C60分子构成的,故填:分子。
(3)上述A、B、C三种物质都是碳元素组成的单质,其物理性质不同的原因是物质中的碳原子排列方式不同,故填:碳原子排列方式不同。
(4)图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭,连接好装置,稍待片刻,能看到到红棕色变浅,产生上述现象的原因是木炭具有吸附性,能够吸附带颜色的气体,故填:吸附。
15.(23-24九年级上·河南周口·期末)用木炭还原氧化铜的实验如图所示:
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是 。
(3)继续加热,观察到试管①中的现是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是: 。
(5)该实验结束后,应先 然后再 。
【答案】(1)集中火焰,提高温度
(2)此时逸出的气体是试管内原有的空气,而非二氧化碳
(3)固体由黑色逐渐变红
(4)
(5) 将导管从试管②中取出 熄灭酒精灯
【详解】(1)酒精灯加网罩的目的是集中火焰,提高温度,故填集中火焰,提高温度。
(2)试管内有空气,开始逸出的气体是试管内原有的空气,而非二氧化碳,所以石灰水不变浑浊,故填此时逸出的气体是试管内原有的空气,而非二氧化碳。
(3)碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,观察到到试管①中固体由黑色逐渐变红,故填固体由黑色逐渐变红。
(4)试管①中碳和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:C+2CuO2Cu+CO2↑。
(5)该实验结束后,应先将导管从试管②中取出,再熄灭酒精灯,防止水倒吸流入试管中,引起试管炸裂。
16.(2024·陕西咸阳·一模)根据下列图示装置回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用装置A制取,发生反应的化学方程式为 。试管口略向下倾斜的目的是 。
(3)若要制取并收集一瓶干燥的,所选装置正确的连接顺序是 (填字母)。
(4)若用装置G检验,则X溶液为 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 防止冷凝水流至热的试管底部,导致试管炸裂
(3)BCE
(4)澄清石灰水
【详解】(1)根据图像,仪器①是长颈漏斗。
(2)装置A是固体加热型发生装置,且试管口有一团棉花,实验室用装置A制取,可以是利用高锰酸钾,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:;
试管口略向下倾斜的目的是:防止冷凝水流至热的试管底部,导致试管炸裂。
(3)实验室通常利用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液常温型反应,发生装置需选择B;
CO2密度大于空气、能溶于水,可采用向上排空气法收集,收集装置需选择E;
若要制取并收集一瓶干燥的,还需要使用浓硫酸,可在发生装置与收集装置之间连接装置C;
则所选装置正确的连接顺序是BCE。
(4)CO2能使澄清石灰水变浑浊,通常使用澄清石灰水检验CO2,则X溶液为澄清石灰水。
17.(2023·贵州六盘水·一模)某化学兴趣小组做了以下的科学探究,请回答相关问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,在试管口塞一团棉花的作用是 。
(3)实验室用稀盐酸和大理石制取CO2的发生装置应选 (填序号),为制得碳酸溶液,CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。
(4)用装置A按下表药品进行实验,用数字传感器测得产生CO2体积随时间变化的曲线如图所示。曲线甲对应的实验编号为 (填“①”“②”或“③”);不用表中编号①对应的药品制备CO2的理由是 。
编号
药品
①
块状大理石、8%H2SO4溶液
②
块状大理石、8%HCl溶液
③
大理石粉末、8%HCl溶液
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 防止固体粉末进入导管,堵塞导管
(3) A m
(4) ③ 反应生成的硫酸钙微溶,包裹在大理石表面,阻止内层碳酸钙和硫酸的反应(合理即可)
【详解】(1)据图可知,仪器a的名称是长颈漏斗;
(2)高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;为了防止固体粉末进入导气管,需要在试管口处放置一团棉花;
(3)反应物为固液混合物,不需要加热,故选A为发生装置;若用C来制取碳酸溶液,需要将二氧化碳通入水中,与水充分接触,故二氧化碳应从m端通入;
(4)由于大理石粉末和8%HCl溶液反应最快,可知甲对应的是实验③;通过图像和分析,曲线丙为块状大理石和8%H2SO4溶液,硫酸与碳酸钙反应生成微溶物质硫酸钙,覆盖在石灰石表面,从而阻止反应进行,故不用曲线丙对应的药品。
18.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)根据下列实验装置图回答问题:
I.用高锰酸钾制氧气:
(1)制备较纯净的氧气时,应选择发生装置和收集装置的组合是 (填字母序号),其反应的化学方程式是 。
(2)氧气性质的验证实验时:将烧至红热的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶时,集气瓶中预留少量水的原因: 。
II.用大理石和稀盐酸制二氧化碳气体:
(3)仪器d的名称是 。
(4)用已有的仪器制取并检验CO2气体,装置的气密性良好,长颈漏斗和胶塞已连接好。其操作步骤如下:
A.倒入石灰水;B.加入大理石;C.加入稀盐酸。
正确的操作顺序为 。(填字母)
(5)若用F装置收集二氧化碳时,气体应该从端 (“a”或“b”)进入F装置。
(6)用装置G测量二氧化碳的体积时,若G中无植物油,则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) AC
(2)防止高温熔化物溅落炸裂瓶底
(3)长颈漏斗
(4)BAC
(5)a
(6)偏小
【详解】(1)用高锰酸钾制氧气,属于固-固加热型,选择的发生装置为A;氧气的密度比空气大,不易溶于水,可采用向上排空气法或排水法收集,采用排水法收集气体较纯净,选择的收集装置为C;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
(2)将烧至红热的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶时,集气瓶中预留少量水,防止高温熔化物溅落炸裂瓶底;
(3)d为长颈漏斗;
(4)实验过程中先加入固体药品,然后连接仪器,在试管中装好石灰水,最后通过长颈漏斗加入盐酸,产生气体后,通入澄清石灰水中,正确的操作顺序为BAC;
(5)二氧化碳的密度比空气大,采用向上排空气法收集,若用F装置收集二氧化碳时,气体应该从a端进入F装置;
(6)用装置G测量二氧化碳的体积时,若G中无植物油,由于二氧化碳能溶于水且能与水反应,则会导致测得的二氧化碳的体积偏小。
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