内容正文:
碳和碳的氧化物
第六单元
江西2025版
课件说明
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目 录
知识网络
考点扫描
难点突破
实验探究
3
知识网络
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4
(一)金刚石、石墨和C60的比较(2024题14,2023题9,2017题5)
考点扫描
碳单质的物理性质(10年7考)
金刚石 石墨 C60
外观 无色透明的固体 灰黑色、有金属光泽的固体,有滑腻感 分子结构形似足球
导电性 不导电 良好 —
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5
金刚石 石墨 C60
硬度 天然存在的_______的物质 质软 —
用途 作钻头、刻刀、装饰品等 作电极、铅笔芯、润滑剂等 用于制备新材料
决定性质差异的原因 碳原子的_________不同,导致几种碳单质的_________有较大差异,但_________相似
最硬
排列方式
物理性质
化学性质
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(二)几种无定形碳(2023题3,2021题17,2019题1,2015题18)
木炭、焦炭、活性炭、炭黑的主要成分也是碳单质。木炭、活性炭具有__________的结构,有吸附性,可用于吸附色素和异味等。
疏松多孔
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1.不是所有的碳单质都是黑色且能导电的,如金刚石无色透明且不导电。
2.活性炭的吸附性是物理性质,活性炭常用作净水剂。
3.C60不是由原子直接构成的,而是由分子构成的。
4.“碳”和“炭”的区别:“碳”是指核电荷数为6的碳元素,在描述物质组成时用“碳”,如二氧化碳。“炭”是指由碳元素组成的几种无定形物质,如木炭、活性炭等。
5.仅由碳元素组成的物质不一定属于纯净物,如金刚石、石墨形成的混合物是由两种不同的单质混合而成的。
6.石墨和金刚石在一定条件下可以相互转化,该过程属于化学变化。
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碳单质的化学性质及用途(10年7考)
化学性质 现象及化学方程式 用途
稳定性 碳在常温下化学性质________ 用于制作墨汁
可燃性 充分燃烧:C+O2(充足)________。不充分燃烧:2C+O2(不足)_______
(___________不同,生成物可能不同) 用作燃料
不活泼
CO2
2CO
反应物的量
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化学性质 现象及化学方程式 用途
与某些氧
化物反应 与氧化铜反应:C+2CuO___________,现象为黑色的粉末逐渐变成________,生成的气体
能使澄清石灰水变________。与氧化铁反应:3C+
2Fe2O3____________。与二氧化碳反应:C+CO2________ 用于_____
______
2Cu+CO2↑
红色
浑浊
4Fe+3CO2↑
2CO
冶炼
金属
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(一)二氧化碳与一氧化碳的比较(2023题13、题16,2022题18,2021题8,2020题18,2019题15、题20、题22,2018题8、题9、题22,2017题22、题23,2016题15,2015题10)
二氧化碳和一氧化碳(10年15考)
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二氧化碳 一氧化碳
物理性质 颜色、气味、状态 无色、无臭的气体 无色、无臭的气体
密度 密度比空气______ 密度比空气______
溶解性 ________溶于水 ________溶于水
大
略小
能
难
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二氧化碳 一氧化碳
化学性质 可燃性 一般情况下,不能燃烧,也不支持燃烧 有________:2CO+O22CO2
与水反应 二氧化碳与水反应:CO2+H2O ====H2CO3(碳酸不稳定,易分解:H2CO3====H2O+CO2↑) 不与水反应
可燃性
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二氧化碳 一氧化碳
化学性质 与石灰水反应 二氧化碳与澄清石灰水的反应: Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O 不与澄清石灰水反应
毒性 ________毒,但不能供给呼吸 ________毒
用途 用于灭火;作工业原料;干冰可作制冷剂;作温室里的气体肥料 作燃料、用于冶炼金属
无
有
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二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红,是因为二氧化碳会与紫色石蕊溶液中的水反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红。
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(二)CO2与CO的区别与联系
1.CO2与CO化学性质不同的原因:分子构成不同。
2.CO与CO2在一定条件下可以相互转化:CO CO2。
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温室效应与低碳行动(10年4考)
自然界
中的碳
氧循环
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温室
效应 加剧原因 大气中________含量不断上升
防治措施 (1)控制排放——减少________、________、天然气等化石能源的使用;开发新能源,如________、________、地热能等;
(2)增加吸收——大力植树造林,严禁乱砍滥伐等
低碳
行动 做法:使用太阳能、风能等清洁能源;植树造林;捕集、利用与封存二氧化碳;等等
CO2
煤
石油
太阳能
风能
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6.倾倒二氧化碳
如右图所示的实验中,可观察到的现象是_______________________________,由此说明二氧化碳具有的化学性质是__________________ ________,具有的物理性质是______________。
下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
不燃烧也不支持
燃烧
密度比空气大
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7.二氧化碳的溶解性实验
如图所示,向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加约容积的水,旋紧瓶盖,振荡,观察到的现象是_______________,由此得出的结论是二氧化碳________(填“能”或“不能”)溶于水。
软塑料瓶变瘪
能
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8.二氧化碳与水的反应
取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,进行下图中的实验:
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实验内容 现象 分析 结论
Ⅰ 第一朵纸花_______ 水不能使紫色石蕊变红 二氧化碳能与水反应生成酸性物质
Ⅱ 第二朵纸花_______ 二氧化碳不能使紫色石蕊变红
Ⅲ 第三朵纸花______ 二氧化碳与水反应生成的________使紫色石蕊变红
吹干第三朵纸花 纸花___________ 二氧化碳与水反应生成的酸不稳定,受热易分解
不变色
不变色
变红
酸
变为紫色
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化学观念是化学课程要培养的核心素养之一。下列对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的,化学性质相似
难点突破
CO2与CO的性质
D
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23
CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的纯净物,均属于化合物。氧化物是指由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素的化合物,CO和CO2均属于氧化物。CO和CO2在一定条件下可以相互转化,一氧化碳燃烧会生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应会生成一氧化碳。CO和CO2分别是由一氧化碳分子、二氧化碳分子构成的,它们的分子构成不同,化学性质不相似。
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下列有关碳和碳的氧化物的说法,错误的是( )
A.古代的水墨画能够保存至今而不变色,是因为常温下碳的化学性质不活泼
B.碳在空气中充分燃烧时生成CO2,不充分燃烧时生成CO
C.二氧化碳的大量排放是导致温室效应加剧的主要原因
D.金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的物质
D
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兴趣小组同学用下图所示的W形玻璃管进行微型实验。下列说法正确的是( )
A.a处红色粉末变黑
B.把尾气直接通入水中进行处理
C.b处的现象为紫色石蕊溶液变红
D.该实验体现了CO的可燃性
C
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CO与CO2性质的对比
CO CO2
物理
性质 无色、无臭的气体,密度比空气略小,难溶于水 无色、无臭的气体,密度比空气大,能溶于水
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化
学
性
质 可燃性 2CO+O2 2CO2 —
毒性 有毒 无毒
能与水反应 — CO2+H2O====H2CO3
能与石灰水反
应 — Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
能与碳反应 — C+CO22CO
主要用途 用作燃料,用于冶炼金属等 用作气体肥料,用于灭火、生产汽水,干冰可作制冷剂等
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CO2和CO的检验、鉴别及除杂
下列各组实验方案设计合理的是( )
C
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中的CO 将混合气体点燃
B 区分CO和CO2 闻气味
√C 除去CO中的CO2 将混合气体通过氢氧化钠溶液后,再通过浓硫酸
D 检验CO中是否有CO2存在 将气体通过灼热的氧化铜
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由于CO2不支持燃烧也不能燃烧,因此有大量的CO2存在时,少量的CO不能被点燃。CO和CO2都是无色无臭的气体。因为CO2能与NaOH反应,而CO不能与NaOH反应,要除去CO中混有的CO2,可将气体通过NaOH溶液后,再将气体通过浓硫酸进行干燥。要检验CO2的存在,应将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则有CO2气体存在。
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现有CO和CO2的混合气体,采用如右图所示的实验装置可以:①检验CO2气体,②分离混合气体中的CO和CO2,③干燥CO和CO2气体。实验所需的试剂有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液(主要作用是吸收CO2)和澄清石灰水。下列说法不正确的是( )
A.甲中盛放氢氧化钠和氢氧化钙的混合溶液
B.乙中盛放浓硫酸
C.丙中盛放稀盐酸
D.分离时,先得到CO2,后得到CO
D
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1.CO与CO2的鉴别
鉴别方法 现象及结论
通入澄清石灰水中 无明显现象的是CO,能使澄清石灰水变浑浊的是CO2
通入紫色石蕊溶液中 无明显现象的是CO,能使紫色石蕊溶液变红的是CO2
通过灼热的氧化铜 有红色固体生成的是CO,无明显现象的是CO2
点燃 能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2
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2.除杂(CO和CO2互为杂质时)
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量灼热的氧化铜
CO(CO2) 通过足量NaOH溶液后,再通过浓硫酸
通过足量灼热的木炭粉
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对的在括号里打“√”,错的在括号里打“×”。
1.活性炭吸附色素和异味的过程发生了化学变化。( )
2.金刚石与石墨相互转化是化学变化。( )
3.冬天用煤炉取火时,在旁边放一盆水可防止一氧化碳中毒。( )
4.空气中二氧化碳含量过多会加剧温室效应,故二氧化碳是空气污
染物之一。( )
×
√
×
×
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5.将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变成红色,说明二氧化碳
显酸性。( )
6.木炭、一氧化碳还原氧化铜均属于置换反应。( )
7.将燃着的木条伸入某气体中,若木条熄灭,则证明该气体一定是
二氧化碳。( )
8.CO2和CO的元素组成相同,化学性质相似。( )
9.当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响,
因此二氧化碳有毒。( )
10.可以用点燃的方法除去CO2中含有的少量CO。( )
×
×
×
×
×
×
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1.实验用品:锥形瓶(或试管)、长颈漏斗(或分液漏斗)、双孔橡胶塞、玻璃导管、乳胶管、集气瓶、玻璃片、火柴等。
2.试剂选用及实验原理
(1)试剂选用:____________(或____________)与____________。
(2)实验原理:______________________________________。
实验探究
二氧化碳的实验室制取
大理石
石灰石
稀盐酸
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
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36
【注意】①不能用浓盐酸代替稀盐酸(因为浓盐酸具有挥发性,会使生成的CO2中混有氯化氢气体,使制得的气体不纯)。
②不能用稀硫酸代替稀盐酸〔因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石(或石灰石)表面阻碍反应的进行〕。
③不能用碳酸钠(或碳酸钾)代替大理石(或石灰石)〔因为碳酸钠(或碳酸钾)是粉末状固体,与稀盐酸反应剧烈,不易控制反应速率,也不便于收集气体〕。
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3.发生装置的选择
(1)选择依据:反应物的____________和____________(固液常温型)。
(2)发生装置
状态
反应条件
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A装置便于___________且产生的气体量大,但无法控制反应速率;B、C装置便于____________并能控制____________,还有利于____________;D装置可以___________________________。
【注意】组装仪器时若使用长颈漏斗,则长颈漏斗要伸入液面以下,形成“液封”,防止气体从长颈漏斗逸出。
添加试剂
添加试剂
反应速率
节约试剂
随时控制反应的发生与停止
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4.收集装置的选择
(1)选择依据:气体的______和__________。
(2)收集装置
由于二氧化碳_______溶于水,且密度比空气________,因此采用_______________收集,如E装置。还可选用F装置收集,气体由“____________”端进入,在“____________”端验满。
【注意】收集满二氧化碳的集气瓶应正放在桌面上。
密度
溶解性
能
大
向上排空气法
a
b
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5.操作步骤
(1)连:连接仪器。
(2)查:检查装置气密性。
(3)装:往锥形瓶(或试管)中装入大理石(或石灰石),向长颈漏斗(或分液漏斗)中加入稀盐酸。
(4)收:收集二氧化碳。
(5)验:检验二氧化碳是否已收集满。
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6.检验和验满
(1)检验:将气体通入G装置的____________中,若澄
清石灰水____________,则证明生成的气体是二氧化碳。
【注意】不能用燃着的木条检验收集的气体是否为
二氧化碳。因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2,还有可能是N2等气体。
澄清石灰水
变浑浊
(2)验满:将____________放在H装置的集气瓶口,不能伸入集气瓶内,如果木条________,证明气体已收集满。
燃着的木条
熄灭
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7.净化
净化气体时,应遵循“长进短出”的原则。实验室制得的二氧化碳通常含有氯化氢气体和水蒸气,可先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。
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1.实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、大理石、稀盐酸、澄清石灰水6种试剂以及下列仪器。按照要求回答问题:
(1)利用上述试剂和仪器制取二氧化碳,你选择的试剂是__________
________,仪器是____________(填序号),组装好仪器后必须进行
的操作是___________________。
大理石和
稀盐酸
①②③⑤
检查装置的气密性
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(2)写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式:
__________________________________。
(3)为验证CO2与NaOH能发生反应,将一支充满CO2的
试管倒插入氢氧化钠溶液中(如右图),摆动试管,观察到试管内液面上升。仅以此实验无法确定CO2与NaOH发生反应,请你补充一个实验证明二者能发生反应:_______________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出实验操作和现象)。
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
将原装置中的氢氧化钠溶液换成等体积水做对比实验,观察到试管内液面上升高度低于原装置试管内液面上升高度(或取少量实验后试管内的溶液于另一支试管中,向其中加入氯化钙溶液,有白色沉淀产生,合理即可)
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2.(2024苏州)实验室用如下图所示的装置制取CO2气体,并进行相关性质研究。
已知:CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应。
(1)仪器a的名称是____________。
分液漏斗
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(2)连接装置A、B,向锥形瓶内逐滴加入稀盐酸。
①锥形瓶内发生反应的化学方程式为___________________________
________________。
②若装置B内盛放饱和NaHCO3溶液,其作用是__________________
________。
③若装置B用来干燥CO2,装置B中应盛放的试剂是____________。
CaCO3+2HCl====CaCl2
+H2O+CO2↑
除去CO2中混有
的HCl
浓硫酸
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(3)将纯净干燥的CO2缓慢通入装置C,观察到现象:
a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;
b.塑料瓶内的下方纸花先变红,上方纸花后变红。
①根据上述现象,得出关于CO2性质的结论是___________________
________、______________________。
②将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,原因是__________________________(用化学方程式表示)。
(4)将CO2通入澄清石灰水中,生成白色沉淀,该过程参加反应的离
子有____________(填离子符号)。
CO2与水反应生
成碳酸
CO2密度比空气大
H2CO3 CO2↑+H2O
Ca2+、OH-
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$$