2025年中考化学一轮考点探究（广东）第三讲 碳和碳的氧化物

第一部分 物质的性质与应用 第3讲 碳和碳的氧化物 栏 目 导 航 夯基础 立足教材 过实验 专项整合 练好题 课堂达标 建体系 依标据本 建体系 依标据本 碳单质的性质和用途 夯基础 知识梳理 排列方式 最硬 很软 有 碳元素 二氧化碳 裁玻璃、作钻头、制 装饰品 制造铅笔芯、作干电池的电极 吸附性 吸附 不活泼 黑 红 红棕 黑 干冰 难 二氧化碳和一氧化碳(高频考点) 澄清石灰水 灭火 做制冷剂或人工增雨 通入紫色石蕊溶液中,若溶液变红,则通入的是CO2 通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是CO2 通过通过灼热的氧化铜,有红色固体生成的是CO 点燃,能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2 通过灼热的氧化铜 通过灼热的炭粉 通过足量的NaOH溶液,再通过浓硫酸干燥 温室效应和低碳生活 灯火实验 化石燃料 煤 石油 天然气 氢气 太阳能 核能 √ 过实验 专项整合 便于添加液体 可控制反应速率 实验 氧气的实验室制取 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2 向上排空气法 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 将燃着的木条放在集气瓶瓶口 下 上 二氧化碳能溶于水 塑料瓶变瘪 密度比空气大 二氧化碳充分溶解在水中 既不燃烧也不支持燃烧 教材小实验 、 、 酸能使紫色石蕊溶液变红 CO2+H2O===H2CO3 H2CO3===CO2 +H2O 红色 浑浊 使火焰集中并提高温度 防止液体倒 流,引起试管炸裂 防止铜被氧化 防止铜被氧化 排尽装置中的空气,防止发生爆炸 燃烧未反应的一氧 化碳,防止污染环境 练好题 课堂达标 C 命题点 碳单质的性质和用途 A A D 命题点 CO2和CO的性质和用途 C B 木炭发白光,放热 长颈漏斗下端未浸入液体中 集气瓶倒放 软塑料瓶变瘪 二氧化碳能溶于水 溶液变红 A 命题点 碳循环、低碳生活 碱 O2 生成物是水,无污染 太阳能 AB C 4 命题点 二氧化碳的实验室制取 试管 F a 可以控制反应的发生和停止 a CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2 B E(或F或G) 内容要求 学业要求 通过实验探究认识二氧化碳的主要性质;初步学习二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路;以自然界中的氧循环和碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 能通过实验说明二氧化碳的主要性质,并能用化学方程式表示;能举例说明碳及其化合物性质的广泛应用及性质与用途的关系;能利用碳及其化合物的性质,分析、解释一些简单的化学现象和事实;能设计简单实验,制备并检验二氧化碳。 1. 碳单质的物理性质和用途 常见的碳单质有金刚石、石墨和C60等。由于它们的碳原子 不同,导致它们的物理性质存在明显差异。 (1)金刚石、石墨、C60(高频考点) 名称 金刚石 石墨 足球烯 化学式 C C C60 结构模型 不同点 外观 无色透明的固体 灰黑色的、有金属光泽的固体 分子结构形似足球 硬度 天然存在的 的物质 滑腻感 无 相同点 它们都是由 组成的单质;(2)在氧气中完全燃烧 都生成 用途 广泛应用于超导、催化、能源及医学等领域 (2)木炭、焦炭、活性炭、炭黑的性质和用途 在日常生活和工农业生产中,木炭、焦炭、活性炭、炭黑等物质的主要成分都是碳单质,它们的结构与石墨类似。 ①木炭具有疏松多孔的结构,因此它具有 ,可用于 色素和异味。 ②活性炭的吸附作用比木炭强,常用于水的净化、防毒面具、制糖工业等。 ③焦炭用于冶金工业;炭黑常用于制造墨、油漆、颜料等。 2. 碳单质的化学性质和用途 碳的化学性质 举例 用途 稳定性 常温下,碳的化学性质 制作墨水,书写的字画长时间不褪色 可燃性 ①充分燃烧(氧气充足): ②不充分燃烧(氧气不足): 可作燃料 2C+O2 点燃2CO C+O2点燃CO2 碳的化学性质 举例 用途 还原性 ①和氧化铜反应:C+2CuO 2Cu+CO2 实验现象: 色粉末逐渐变成 色,生成的 气体使澄清石灰水变浑浊 ②和氧化铁反应:3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2 实验现象: 色粉末逐渐变 色,生成的 气体使澄清石灰水变浑浊 ③和二氧化碳反应: (吸热反应) 用于冶炼金属 C+CO2高温2CO 1. 碳的氧化物有二氧化碳和一氧化碳两种。1个二氧化碳(CO2)分子比1个一氧化碳(CO)分子多1个氧原子,这使得它们的性质有很大不同。 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 物理性质 无色无味的气体,能溶于水,密度比空气的大,固态时叫“ ” 无色无臭的气体, 溶于水,密度比空气的略小 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 化学性质 与水反应 能与水反应: 不与水反应 与碱反应 能与碱反应 ①氢氧化钙: (用于检验CO2) ②氢氧化钠: (用于吸收CO2) 不与碱反应 CO2+H2O===H2CO3 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 化学性质 可燃性 一般情况下既不燃烧,也不支持燃烧 能燃烧: 还原性 无还原性 有还原性: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 氧化性 有氧化性:C+CO2 2CO 无氧化性 毒性 无毒,但在空气中含量过高会使人窒息 剧毒,易与血红蛋白结合,使人缺氧 2CO+O22CO2 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 制取 原理 实验室 大理石和稀盐酸反应,其化学方程式为: 可燃性 工业上 煅烧石灰石:CaCO3 CaO+CO2 还原性 检验方法 通入 ,石灰水变浑浊 通过灼热的氧化铜,氧化铜由黑变红;再将生成的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 CaCO3+2HCl===CaCl2 +H2O+CO2 二氧化碳(CO2) 一氧化碳(CO) 互相转化 +C(高温) CO2 CO +O2(点燃)或CuO(加热) 用途 1 二氧化碳密度比空气大,不可燃也不助燃,可用于 ; 2 干冰升华吸热,可用于 ; ③其他用途:植物光合作用需要二氧化碳,可以作气体肥料;制汽水 ①用作燃料; ②用于冶炼金属,如用CO冶炼生铁的化学方程式为: Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 2CO+O22CO2 C、CO、CO2的相互转化 ① ; ② ; ③ ; ④ 。 2C+O22CO C+O2CO2 C+CO22CO 3. CO和CO2的鉴别及除杂 (1)鉴别的方法 ① ; ② ; ③ ; ④ 。 (2)互为杂质时的除杂方法 ①CO中混有CO2杂质 ; b. 。 ②CO2中混有CO杂质: 。 1. 在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前,必须先做 。 2. 自然界的碳氧循环 3. 温室效应 (1)增强原因:一是 的燃烧,二是森林不断减少。 (2)危害:全球变暖,两极冰川融化,使海平面升高,淹没沿海城市;土地沙漠化,农业减产等。 (3)防治措施:减少使用 、 、 等化石燃料,更多地利用 、 、 等清洁能源;大力植树造林。 4. 低碳:所谓“低碳”,就是较低的二氧化碳排放。低碳生活可理解为:(1)减少二氧化碳等温室气体的排放,低能量、低消耗、低开支的生活方式;(2)采用物理、化学等方法,捕集、利用与封存二氧化碳;等等。 明辨是非 1.金刚石、石墨、C60都是由碳原子组成的单质。 ( ) 2.活性炭吸附色素和臭味发生了化学变化。 ( ) 3.金刚石和石墨之间的相互转化属于化学变化。 ( ) 4.碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,在空气中燃烧生成一氧化碳。 ( ) 5.CO2能使紫色石蕊溶液变红,说明CO2具有酸性。 ( ) 6.用燃着的木条检验二氧化碳气体。 ( ) 7.高温条件下,一氧化碳与氧化铁发生的反应属于置换反应。 ( ) 8.CO和CO2组成元素相同,所以它们的化学性质相同。 ( ) 9.CO2气体中混有少量的CO气体,可用点燃的方法除去CO。 ( ) 10.在煤炉上放一盆水来防止一氧化碳中毒。 ( ) 制取原理 发生装置 (固液常温型) 装置特点 可控制反应的发生和停止 实验步骤 连接仪器 检查装置的气密性 加入药品(先固后液) 收集气体 收集方法 检验方法 将生成的气体通入 ,若 ,证明生成的气体是二氧化碳 验满方法 ,如果木条熄灭,证明气体已收集满 注意事项 (1)长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出; (2)药品的选择 ①不用浓盐酸的原因:浓盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中会混有氯化氢气体,使二氧化碳不纯; ②不用稀硫酸的原因:生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍反应继续进行; ③不用碳酸钠(或碳酸钾)的原因:反应速率过快,不便于收集气体 3. CO2的性质实验 实验图示 现象与分析 实验一 倾倒CO2 观察到的现象是 层蜡烛先熄灭, 层蜡烛后熄灭。说明二氧化碳具有 、 的性质 实验二 CO2的溶解性 向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。观察到的实验现象是 ,由此得出的结论是 。振荡的目的是 4. 二氧化碳与水反应 实验 用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花完成如下四个实验: 现象 实验 中纸花变红,实验 中纸花不变色 分析 对比实验 、 、 的现象, 中试纸变红的原因是 反思 (1) 通过实验 、 可验证酸具有的化学性质是 (2)如果将 中纸花去除,小心烘干,发现纸花红色褪去,变为紫色,反应的化学方程式为 5. 木炭、CO还原氧化铜 实验 木炭还原氧化铜 CO还原氧化铜 实验原理 ① ② 实验装置 实验现象 黑色粉末逐渐变③ ,澄清石灰水变④ CO+CuOCu+CO2 C+2CuO2Cu+CO2 实验 木炭还原氧化铜 CO还原氧化铜 注意事项 a. 酒精灯加网罩的目的是⑤ b. 反应结束后,先撤出导管再熄灭酒精灯的目的是⑥ c. 停止加热时,待试管冷却后再把试管里的粉末倒出,这样操作的原因是⑦ d. 实验开始时先通入CO,再加热,目的是⑧ f.实验结束后,先熄灭酒精灯,继续通入CO至玻璃管冷却,目的是⑨ g.装置的导管末端加一点燃的酒精灯的目的是⑩ “碳家族”的成员很多,用途很广。下列说法正确的是( ) 石墨不具有导电性 C60单质是由碳原子直接构成的 活性炭具有吸附性 金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同 性质决定用途。下列物质的性质与其用途不相符的是( ) A.石墨有优良的导电性能——用于制铅笔芯 B.C60分子很稳定,有超导性——广泛应用于超导领域 C.金刚石是天然存在的最硬物质——用于装在钻探机的钻头上 D.CO有还原性——在冶金工业用于炼铁 3. 木炭与氧化铜的反应装置如图所示,下列说法错误的是( ) A. 实验中,木炭体现氧化性 B.实验中,氧化铜发生还原反应 C.酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度 D.实验结束时,应先撤出导气管后熄灭酒精灯 4. eq \a\vs4\al([化学观念]) 下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是( ) A.元素观:CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B.分类观:CO和CO2都属于氧化物 C.变化观:CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D.结构观:CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成,化学性质相似 5. 下列关于碳及其化合物的说法正确的是( ) A.金刚石、石墨和C60的性质相似 B.木炭在氧气中燃烧,生成物一定是二氧化碳 C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质 D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒 6. 碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“ ”表示一种物质可转化为另一种物质,X表示反应物)。下列说法中错误的是( ) A. X可以是单质或氧化物 B.“CO CO2”的反应类型为置换反应 C.“CO2 H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验 D.“CO2 CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳 7. 探究二氧化碳的制取和性质。 图1 (1)如图1,观察到的现象是 。 (2)用木炭还原氧化铁也可得到二氧化碳,反应的化学方程式是 3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2 图2 (3)上述两个反应都可得到二氧化碳,但实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。 小文同学用图2装置制取二氧化碳,请指出该装置的两处错误: ① ;② 。 CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2 +H2O 图3 (4)如图3,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到的现象是 ,由此可知,二氧化碳的性质是 。在一支试管中倒入少量塑料瓶中的液体,滴加几滴紫色石蕊溶液,振荡,观察到的现象是 。 8. 我国力争2060年前实现“碳中和”,彰显大国责任与担当。碳中和是指在规定时间内,CO2的人为移除与人为排放相抵消。 (1)“碳中和”的“碳”是指 。 A.二氧化碳 B.碳元素 C.碳原子 D.所有含碳物质 (2)下列是常用的碳中和方案。 ①碳捕集:应选择 性(填“酸”或“碱”)试剂吸收捕集CO2。 ②碳循环:为降低CO2含量,科学家正在研究一种新型“人造树叶”,它能吸收空气中的CO2并转变为乙醇(乙醇的化学式为C2H5OH),该反应的化学方程式为2CO2+3H2O一定条件C2H5OH+3X,则X的化学式为 。 ③碳替代:选用氢气作为碳替代能源的理由是 ;氢气 可以采用电解水的方法制得,电解水的化学方程式是 ;还可以作为碳替代能源的有 (答一种即可)。 (3)低碳生活从我做起。下列行为有利于实现碳中和的是 。 A.双面使用纸张 B.植树造林 C.露天焚烧垃圾 2H2O2H2 +O2 9. 根据下图,下列气体的实验室制法正确的是( ) A. 选择甲装置制取CO2,X为稀硫酸 B.选择甲装置制取H2,Y为铜粒 C.选择乙装置既可收集H2也可收集CO2 D.选择乙装置干燥O2,气流方向为b进a出 10. 下图是实验室常用的装置。 请回答下列问题: (1)写出标号①的仪器名称 。 (2)写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 ,若要收集较纯净的氧气应选用的装置是 (填装置字母),实验结束后应 (请从下列选项选择)。 a.先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯 b.先熄灭酒精灯,再将导管从水槽中取出 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 INCLUDEPICTURE "2KHX22.TIF" \* MERGEFORMAT (3)实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置,其优点是 ;写出实验室制取CO2的化学方程式 ,若用G装置收集CO2,气体应从 (填“a”或“b”)端通入。 (4) 乙炔(C2H2)是一种密度比空气小、难溶于水的气体,实验室常用块状电石(主要成分是CaC2)和水在常温下制取乙炔气体,该反应非常剧烈,且会放出大量的热。为得到平稳的气流,应选择 (填装置字母)作为制取乙炔的发生装置,可选用 (填装置字母)装置收集乙炔气体。 $$