第六单元 碳和碳的氧化物（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

该初中化学讲义以“碳和碳的氧化物”为核心，通过思维导图构建知识体系，用对比表格梳理碳单质（金刚石、石墨等）的性质与用途，结合实验装置图呈现二氧化碳实验室制法，突出二氧化碳化学性质（重点）和实验室制法（难点）的内在联系。 讲义亮点在于“实验对比与实际应用”设计，如“木炭与CO还原氧化铜对比实验题”培养科学探究能力，“石灰石中碳酸钙质量分数计算题”强化化学观念。每个知识点配易错点拨，基础生掌握方法，优秀生深入探究，助力教师精准教学与学生自主复习。

第六单元 碳和碳的氧化物 01. 学习目标 1. 了解常见单质碳的物理性质与用途，掌握单质碳的化学性质； 2. 掌握二氧化碳的物理性质和化学性质，了解二氧化碳对生活和环境的影响； 3. 了解一氧化碳的性质和用途； 4. 了解实验室制取气体的一般思路和方法，掌握二氧化碳的实验室制法； 重点 二氧化碳的化学性质； 难点 二氧化碳的实验室制法； 02. 思维导图 03. 第一部分知识点梳理 1、 碳的单质 1. 金刚石、石墨和C60的物理性质与用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 C C C60 构成微粒 由 构成 由 构成 由 构成 结构 结构 结构 与足球相似 性质 无色透明的固体 （天然存在的最硬的物质） 特殊条件下制备的金刚石薄膜 灰黑色、有 感、 熔点高 优良的 性能 具有一些特殊的物理和化学性质 透光性好、 大 导 性好 用途 作装饰品-钻石 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、装在钻机的钻头上钻凿坚硬的岩层 用作光学窗口和透镜的图层 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 作铅笔芯、润滑剂 作高温润滑剂 高铁列车的受电弓滑板、作石墨电极 可用于超导、催化、能源及医学等领域 区别与联系 金刚石、石墨和C60都是由 元素组成的 ，化学性质基本 ； 它们的 ，物理性质存在明显的差异； 2. 同一种元素可以组成不同单质 不同种元素可以组成不同的单质 例： ； 氮气是由氮元素组成的单质 同一种元素也可以组成不同的单质 例： ； 【点拨】 · 同种元素组成的物质不一定都是单质 同种元素组成的物质可能是 ，也可能是 。例：金刚石和石墨混合在一起，虽然仅含有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，混合在一起属于混合物。 · 常见的由同种元素组成不同的单质主要有： ； ； 。 · 由同种元素组成的不同单质，其物理性质不同，但化学性质基本相同，可以相互转化， 例：石墨在一定条件下可以转化为金刚石，但此过程发生的是 变化。 3. 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 木炭、活性炭、焦炭、炭黑由石墨的细小晶体和少量杂质形成，属于 物，主要成分是碳单质，结构与石墨相似。木炭和活性炭都具有 能力，是由于木炭和活性炭都具有 的结构。 物质 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 用途 可以 一些食品和工业产品里的色素、有异味的物质 可以吸附室内空气中的有害气体和异味，净化室内空气 作为 剂，在高炉炼铁中，焦炭与铁矿石反应，生成铁和一定量的炉渣 橡胶工业，约70%的炭黑用于轮胎制造，可提升橡胶耐磨性及抗撕裂性能 在水处理方面，活性炭可以吸附水中的有害物质和异味，净化水质 作为 ，用于铸造、化工等行业的加热能源 涂料与油墨，作为黑色颜料和紫外线稳定剂 在医药制造中，活性炭可以用作药物的吸附剂、分离剂、催化剂等 化工原料，用于生成电石、合成氨等化学品 塑料与电池，增强导电性，如锂离子电池负极材料 在食品加工中，活性炭可以用作食品加工过程中的脱色剂、脱臭剂、除味剂等 在工业生产中，活性炭可以用作催化剂载体、分离剂、吸附剂等 【点拨】 · 木炭、活性炭对其他物质的脱色发生的是 变化。 · “碳”和“炭”的区别 “碳”是 数(或 数)为6的一类原子的总称，在化合物名称中用“碳”表示碳元素，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钠等。 “炭”则是指以碳为主并含有其他物质的 ，如木炭、活性炭、炭黑和焦炭等。 2、 碳单质的化学性质 1. 下，碳的化学性质 碳原子的结构决定碳单质的性质，碳原子的核内质子数为6，原子结构示意图 最外层有4个电子，不容易得、失电子，因此，在日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化；我国古代书法家、画家用墨水书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。 2. 碳单质与氧气的反应 在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量 氧气 氧气 现象：发出 ，放出 ，生成能使 的气体 3. 碳单质与某些氧化物的反应 1)木炭还原氧化铜 实验6-2 用木炭还原氧化铜 实验装置 实验方案 ； 把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； 将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中；打开弹簧夹； 用酒精灯（可加网罩以使 ，最好使用 ）加热混合物几分钟； 然后先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热， 待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上 实验现象 开始加热时，导管口处有 逸出； 过一会，黑色粉末逐渐 ，澄清石灰水变 化学方程式 实验结论 【点拨】 · 氧化铜和木炭的质量比控制在稍小于40:3的范围内，原因：理论比为40:3，实验时木炭应稍 ，以利于 ，因为 ； · 把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀， 原因：排除 的干扰，使实验现象更明显； · 先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热， 原因： ； · 待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上， 原因： ； · 开始加热时，导管口处有无色气泡逸出， 原因：刚开始排出的是试管内的 ，因此澄清石灰水不变浑浊。 2) 碳与某些氧化物的反应 还原反应 含氧化合物里的氧被夺去的反应 主要的物质 木炭具有 性 应用 工业， 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 高温条件下，碳单质能使CO2转化为CO 04. 第二部分知识点梳理 1、 二氧化碳 1. 物理性质 二氧化碳探究实验的名称 倾倒二氧化碳 二氧化碳的溶解性实验 实验装置 现象 两只蜡烛 依次熄灭 塑料瓶 实验结论 一般情况下，二氧化碳 ，也不 ，且密度比空气的 二氧化碳 于水 二氧化碳能溶于水。在通常情况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多。 等碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。 2. 化学性质 实验装置 Ⅳ吹干第三朵纸花 Ⅰ喷水 Ⅱ放入二氧化碳中 Ⅲ喷水后放入二氧化碳中 现象 纸花 纸花 纸花由 变成 纸花由 变成 分析 水 使石蕊溶液变红 二氧化碳 使石蕊溶液变红 二氧化碳与水发生反应生成 ， 能使石蕊溶液变红 碳酸 ，受热后容易分解 实验结论 二氧化碳与水反应生成 ， 能使紫色石蕊溶液变红； 碳酸很 ，受热容易分解成 和 【检验二氧化碳】 · 将二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊： · 二氧化碳与澄清石灰水反应在生活中的应用： 用石灰浆抹墙一段时间后变硬，是由于 吸收空气中的 生成 固体； 刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁会变得很湿，是由于 吸收 生成了 ； 实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜，是由于 与 反应，生成了难溶于水的物质，这层白膜就是 。 【归纳总结】 二氧化碳的化学性质 · 一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸（二氧化碳对有些物质具有助燃性，例：镁条可以在二氧化碳中燃烧，因此镁着火时不能用二氧化碳灭火）； · 二氧化碳能与碳发生反应： 3. 二氧化碳的用途 性质 用途 参与植物的光合作用 化学性质 的原料、作 一般情况下，二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧 化学性质 密度比空气的密度大 物理性质 能用二氧化碳、水、氯化钠等生产纯碱 化学性质 化工产品的原料 能溶于水 物理性质 生产 等碳酸饮料 干冰（固态二氧化碳） 物理性质 作 ，广泛用于食品的冷藏保鲜和运输、医疗上血液制品和疫苗的储存和运输等方面、 等 2、 二氧化碳对生活和环境的影响 二氧化碳本身 毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。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，在人群密集的地方应该注意 。 1. 自然界中二氧化碳的循环 2. 二氧化碳对环境的影响 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作 。 ①产生温室效应的气体：能产生温室效应的气体除了 ，还有臭氧(O₃)、甲烷(CH₄)、一氧化二氮(N₂O)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等。 ②温室效应增强的原因：大气中二氧化碳含量增多 · 一方面，随着工业的高速发展和人们生活水平的不断提高，人类消耗的化石燃料急剧增加，排入大气中的二氧化碳越来越多； · 另一方面，能够吸收二氧化碳的森林却因为人类的乱砍滥伐和天灾等因素不断减少，结果大气中二氧化碳的含量不断上升，导致温室效应增强。 ③危害： · 导致两极的冰川融化，使海平面升高，可能淹没部分沿海城市； · 使土地沙漠化，造成农业减产； · 使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大，导致旱涝灾害加剧； · 影响自然生态系统，改变生物多样性等。 3、 低碳行动与可持续发展 4、 一氧化碳 1. 物理性质 CO是一种无色、无臭的气体， 于水，密度比空气密度 。（因此用 收集） 2. 化学性质 · 性，CO能够燃烧，燃烧时 大量的热，火焰呈 ，生成能使 的气体。CO是 等气体燃料的主要成分。 【归纳总结】碳与碳的化合物在一定条件下可以相互转化，下图列举了部分物质之间的转化关系： ①或 ② 或 ③或 ④ ⑤ ⑥或 ⑦ ⑧ · CO与木炭一样具有 性，能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。 CO还原CuO实验 实验原理 一氧化碳具有 性，能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳 实验装置 实验步骤 ①实验前先检验CO的纯度 ②先通入CO，排尽空气后，点燃酒精灯，对有氧化铜的位置加热 ③玻璃管中的 粉末全部变成 时，先停止加热，继续通入 直至玻璃管冷却至室温 实验目的 ① ②避免CO与空气混合发生 ③防止生成的 重新被氧化成 实验现象 粉末逐渐变为 ，澄清的石灰水 ，点燃尾气时，产生 火焰 注意事项 ①CO有毒，会污染空气，因此要对尾气进行 或 处理； ②CO“早来晚走”，酒精灯“迟到早退” · CO的还原性可用于冶金工业。例：可利用CO的还原性来炼铁。 · CO有 性 中毒原因：CO极易与人体血液中的 结合，使 不能再与 结合，造成人体缺氧； 预防措施：冬季用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风； 急救措施：轻度的应呼吸大量的新鲜空气；严重的要立即送到医院进行治疗。 3. 一氧化碳和二氧化碳的比较 物质 一氧化碳 二氧化碳 组成 相同点 宏观上：都是由 元素和 元素组成 微观上：都是由 构成，均由 原子和 原子构成 不同点 分子中碳原子与氧原子的个数比为 ；化学式中碳元素的化合价为 价 分子中碳原子与氧原子的个数比为 ；化学式中碳元素的化合价为 价 物理性质 相同点 通常情况下，都是无色、无味气体 不同点 于水，密度比空气 于水，密度比空气 化学性质 具有 性 不能燃烧，不支持燃烧，不能供给呼吸 性， 性 没有毒性，能与碱反应，能与 反应 一氧化碳和二氧化碳的鉴别与除杂方法 依据 两种气体的性质不同 鉴别 方法一：通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是 方法二：通入紫色石蕊溶液中，能使紫色石蕊溶液变红的是 方法三：通过灼热的氧化铜，能使黑色氧化铜变红的是 方法四：点燃，能燃烧的是 除杂 CO2（CO） 通过灼热的氧化铜（不能用点燃的方法，因为二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧，其中混有一氧化碳时不能燃烧），发生反应的化学方程式为： CO（CO2） 通过足量灼热的炭粉，发生反应的化学方程式为： 05. 第三部分知识点梳理 1、 实验室里制取二氧化碳的化学原理 1. 试剂的选择 实验室里，常用 （或石灰石，主要成分是碳酸钙）和 （产生气泡， 适中，便于气体收集，且原料 ）反应来制取CO2。 【点拨】 ①不能选用浓盐酸，因为浓盐酸有 性，易挥发出 气体，导致得到的CO2气体不纯； ②不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石（或石灰石）反应生成 ， 阻止反应继续进行，不能连续、大量地制得CO2气体； ③不能选用碳酸钙等纯净物的 （或 ）代替石灰石，因为反应太 ， 过快，产生的气体不便于收集。 2. 反应原理 确定实验室制取气体的化学原理时，需要考虑的因素：反应的速率大小；产生的气体是否易于收集、是否纯净；试剂的价格；实验操作是否安全、简单；实验过程是否产生污染。 反应原理为： 【拓展】二氧化碳的工业制法 2、 实验室里制取二氧化碳的装置 实验室里制取气体的装置一般包括 装置和 装置。 1. 实验室里制取二氧化碳的装置 （1） 确定气体的发生装置 从实验室制取气体的原理出发，根据反应物的状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)、反应条件(如是否需要加热、使用催化剂等)来确定气体发生装置。 实验室常见的气体发生装置，相关的选择依据见下表： 若反应物为固体且反应需要加热，则选用 若反应物为固体和液体且在常温下即可进行，则选用 注：铁夹夹在距试管口 处；导气管不能伸入试管 ，否则不利于 ；试管口略向 倾斜，以免 。 简易装置，可制取 气体； 长颈漏斗便于添加液体药品； 注：长颈漏斗末端必须插入液面 ，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出 分液漏斗，便于添加液体，能利用活塞控制液滴的快慢，便于控制 可随时控制反应的 （2） 确定气体的收集装置 收集装置选择的依据：气体 和气体的 性。 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置类型 适用气体 不 于水且不与水反应 密度比空气的密度 ，且不与空气中的成分反应 密度比空气的密度 ，且不与空气中的成分反应 优点 收集的气体较 收集的气体较 注意事项 导管放在集气瓶 即可 导管末端要伸到集气瓶 ，以便 【点拨】 万能瓶（或多功能瓶）的使用 原理 通过气体通入瓶内造成压强增大，从而将瓶内的气体或液体排出达到目的 多功能瓶集气功能 多功能瓶集传统的排水法、向上排空气法于一体，选择收集方法的依据与传统收集方法相同，只是操作不同 装置 集气瓶中是空气，没有其他试剂。根据不同气体的密度，选择不同的进气方向 用途 实验中：收集气体、检验气体、净化气体等 医疗中：氧气的控制器 因其广泛用途，使用简便，被称为多功能瓶 收集气体 收集密度比空气大的气体，待收集气体通入最 方，即从 端通入 收集 等 收集密度比空气小的气体，待收集气体通入最 方，即从 端通入 收集 等 收集不易(或难)溶于水，且不与水反应的气体，气体应从 端通入（短进长出） 收集H2、O2等 检验气体 气体须与液体试剂充分接触，即气体应从 端通入（长进短出） 若检验CO2，则溶液为澄清石灰水 量气装置 测量气体体积， 进 出，水压入量筒，读取量筒示数 测量生成O2的体积 除杂与收集组合装置 若X为氢氧化钠溶液，该装置是除去CO2，收集CO 2. 制取二氧化碳的装置 根据制取二氧化碳的反应物的状态（固体+液体）、反应条件（常温）和二氧化碳的性质（溶于水且与水反应）等方面的因素，结合实验室氧气的制取，可选择以下装置来制取二氧化碳。 3. 实验操作步骤 （1） 按要求连接仪器，检查装置的气密性 检查装置的气密性 向长颈漏斗内注入水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗内注入水，直至长颈漏斗内液面高于漏斗外液面(形成一段水柱)，如果长颈漏斗内液面不下降，说明装置的气密性良好。 （2） 装入大理石，塞紧橡胶管； （3） 把反应装置固定好； （4） 从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没在长颈漏斗下端管口； （5） 收集气体：将导管伸入集气瓶底部，瓶口盖上玻璃片，用向上排空气法收集； （6） 检验气体是否收集满。 4. 二氧化碳气体的检验与验满 操作 检验 将被检验气体通入 中，若 变 ，则证明该气体是 。 验满 用燃着的木条靠近集气瓶 ，若木条 ，证明 已集满 存放 放在桌面上，收集满的二氧化碳的集气瓶要用毛玻璃片盖住（毛面向 ） 【总结】 【知识归纳】二氧化碳与氧气的实验室制法比较 氧气 二氧化碳 反应原理 反应物状态 固体 液体 固体和液体 反应条件 加热 常温、催化剂 常温 发生装置 固固加热型 固液常温型 收集方法 法、 法 法 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶 ，若木条复燃，证明是氧气 通入 ，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳 验满方法 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶 ，若木条复燃，表明已收集满；用排水法收集时，当集气瓶口有 冒出时，表明已收集满 将燃着的木条放在集气瓶 ，若木条熄灭，表明已收集满 06. 夯实基础 1． 金刚石、石墨两种物质的性质差异性很大，原因是（） A．二者都是由碳原子构成 B．构成二者的微粒不同 C．微粒间的化学结构不同 D．微粒间的间隔不同 2．引起温室效应的气体是（） A．一氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．氢气 3．能鉴别氧气和二氧化碳两瓶气体的方法是（） A．观察颜色 B．嗅闻气味 C．通入水中 D．通入澄清石灰水中 4．实验室制取二氧化碳气体时，使用的药品正确的是（） A．块状大理石和稀硫酸 B．大理石粉末与浓盐酸 C．块状大理石与稀盐酸 D．大理石粉末与稀硫酸 5．化学让我们的生活多姿多彩，研究其性质是重要一环。下列用途与性质说法正确的是（） A．液氮用于医疗冷冻手术——氮气化学性质稳定 B．金刚石用于切割玻璃——金刚石硬度大 C．石墨用于生产铅笔芯——石墨具有导电性 D．氦气用于填充飞艇——氦气的密度比空气大 6．下列有关“先”与“后”的操作中，正确的是（） A．制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 B．检查装置气密性时，先用手紧握试管，后将导管口浸入水中 C．加热高锰酸钾并用排水法收集满氧气后，先熄灭酒精灯，后把导管移出水面 D．探究C与CuO反应的实验结束后，应先夹紧弹簧夹，待冷却后再将粉末倒出观察 7．红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，其转化可表示为。在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是（） A． B． C． D． 8．下列实验方案或操作能达到实验目的的是（） 选项 实验目的 实验方案 A 检验一瓶气体是否为二氧化碳 将燃着的木条伸入瓶中 B 除去CaO中少量的CaCO3 高温煅烧 C 除去氮气中的少量氧气 将混合气体缓缓通过足量灼热的木炭 D 除去二氧化锰中的木炭粉末 溶解，过滤，干燥 A．A B．B C．C D．D 9．如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，下列说法错误的是（） A．甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红 B．丙处试管可防止液体倒吸 C．甲处发生的反应是典型的吸热反应 D．该装置的不足之处是未进行尾气处理 10．汽车尾气催化处理装置可将尾气中的有毒气体进行转化，发生反应的微观示意图如图所示(未配平)，下列说法错误的是（） A．反应过程中有三种氧化物 B．产物丙能产生温室效应 C．甲、乙、丁三种气体不能用排空气法收集 D．反应的化学方程式为 11．木炭粉和氧化铜粉末能发生反应，下列反应中有物质和木炭粉在该反应中体现的化学性质相同的是（） A． B． C． D． 12．符合如图所示的装置的选项是（） ①说明CO有还原性②说明CO氧化产物是CO2③有效地防止了CO对空气的污染④既能说明CO有可燃性，又充分地利用了能源。 A．①② B．①②③ C．①③④ D．全部 13．X、Y、Z是目前所学习过的常见物质。三种物质均含有同一种元素。已知X、Y为组成元素相同的氧化物，Z为气体单质，在空气中的含量为21%。它们之间有如图所示的转化关系（“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去）。下列说法正确的是（） A．物质Z能支持燃烧，可以做燃料 B．物质Y是人体含量最多的物质 C．Z→Y的反应一定是化合反应 D．Y→Z的反应条件一定是通电 14．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法正确的是（） A．M点对应的固体物质只有两种 B．Q点对应的固体为Cu C．N点时，产生气体的总质量为(a﹣b)g D．0～t3min内，氧化铜的质量一直减少 15． 木炭或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 实验装置 实验现象 黑色粉末逐渐变红色，澄清石灰水变______。 注意事项 （1）试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到灼热的试管底部，使试管炸裂。 （2）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。 （3）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是______。 （4）反应结束时，先把导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是防止试管中液体倒流，炸裂试管。 （1）加热前先通一会儿CO，目的是______。 （2）反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却的作用是______。 （3）CO有毒，尾气必须进行处理，通常采用______法，防止污染空气 16． 二氧化碳溶于水是否发生化学反应？ ［资料］石蕊是一种色素，呈紫色，酸性物质使紫色石蕊变红，其水溶液叫作石蕊溶液。______是用石蕊溶液染成的干燥试纸。 ［演示实验］将上一实验塑料瓶中液体取少量于两支试管中，向其中一支试管滴加石蕊溶液。 现象：石蕊溶液变______。 ［提出问题］酸性物质是什么物质？是水？二氧化碳？还是二氧化碳和水反应的生成物？ 利用下列试剂及物品，按照以下步骤完成实验，记录实验现象，得出实验结论。 猜想假设 实验步骤 实验现象 实验结论 猜想1：H2O 铁丝上的两张紫色石蕊试纸，一张滴加水，一张不滴加水 滴加水的石蕊试纸在瓶外______ H2O不显酸性 猜想2：CO2 没滴加水的石蕊试纸在瓶内______ CO2不显酸性 猜想3：CO2和H2O反应的生成物 滴加水的石蕊试纸在瓶内______ CO2和H2O反应的生成物显酸性 ［提出问题］二氧化碳与水反应的生成物是什么呢？ ［演示实验］取一张石蕊试纸，滴加几滴稀醋酸。 现象：石蕊试纸变______。 结论：石蕊遇酸变______；二氧化碳与水反应生成了具有______的物质，叫______。 化学方程式：______。 ［演示实验］将变红的石蕊试纸小心地用吹风机烘干。 现象：石蕊试纸______； 结论：碳酸______。 化学方程式：______。 17． 化学是以实验为基础的学科，如图1所示装置常用于实验室制取气体。 (1)A装置可以用来制取氧气，反应的化学方程式为___________。 (2)可用F装置采用“排空气法”收集氧气并验满，请将导管补画完整___________。 (3)实验室制取二氧化碳可选用的一组装置为___________(从A~E中选择)，增加G装置可以使收集到的气体更加干燥，则G中溶液的名称为___________。 (4)如图2所示H装置也可以制取二氧化碳，该装置的优点是___________。收集气体结束后，关闭弹簧夹，多孔隔板处(如图3)依次观察到的现象是___________(用字母a、b、c对图示现象进行排序)。 18． 某同学为了测定石灰石中碳酸钙的质量分数进行了如下实验。取20g石灰石样品研碎放入烧杯中将100g稀盐酸平均分成五份加入烧杯中进行反应，在反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行了五次称量，记录数据如表（已知烧杯的质量为25g，样品中的杂质不溶于水，也不与稀盐酸反应）。请计算： 加入稀盐酸的次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 烧杯和所盛试剂质量 63.9 82.8 m 120.6 139.5 回答下列问题： (1)表中的“m”的值为______； (2)反应过程中生成二氧化碳的总质量为______g； (3)设第一次参加反应氯化氢的质量为x，列出求氯化氢质量的比例式______； (4)该石灰石样品中含CaCO3的质量分数为______。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元 碳和碳的氧化物 01. 学习目标 1. 了解常见单质碳的物理性质与用途，掌握单质碳的化学性质； 2. 掌握二氧化碳的物理性质和化学性质，了解二氧化碳对生活和环境的影响； 3. 了解一氧化碳的性质和用途； 4. 了解实验室制取气体的一般思路和方法，掌握二氧化碳的实验室制法； 重点 二氧化碳的化学性质； 难点 二氧化碳的实验室制法； 02. 思维导图 03. 第一部分知识点梳理 1、 碳的单质 1. 金刚石、石墨和C60的物理性质与用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 C C C60 构成微粒 由原子构成 由原子构成 由分子构成 结构 立体网状结构 层状结构 与足球相似 性质 无色透明的固体 坚硬（天然存在的最硬的物质） 特殊条件下制备的金刚石薄膜 灰黑色、有滑腻感、质软 熔点高 优良的导电性能 具有一些特殊的物理和化学性质 透光性好、硬度大 导热性好 用途 作装饰品-钻石 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、装在钻机的钻头上钻凿坚硬的岩层 用作光学窗口和透镜的图层 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 作铅笔芯、润滑剂 作高温润滑剂 高铁列车的受电弓滑板、作石墨电极 可用于超导、催化、能源及医学等领域 区别与联系 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，化学性质基本相同； 它们的原子排列方式不同，物理性质存在明显的差异； 2. 同一种元素可以组成不同单质 不同种元素可以组成不同的单质 例：氧气是由氧元素组成的单质； 氮气是由氮元素组成的单质 同一种元素也可以组成不同的单质 例：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质； 【点拨】 · 同种元素组成的物质不一定都是单质 同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物。例：例：金刚石和石墨混合在一起，虽然仅含有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，混合在一起属于混合物。 · 常见的由同种元素组成不同的单质主要有： 氧气（O2）和臭氧（O3）；金刚石、石墨和C60；红磷和白磷。 · 由同种元素组成的不同单质，其物理性质不同，但化学性质基本相同，可以相互转化， 例：石墨在一定条件下可以转化为金刚石，但此过程发生的是化学变化。 3. 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 木炭、活性炭、焦炭、炭黑由石墨的细小晶体和少量杂质形成，属于混合物，主要成分是碳单质，结构与石墨相似。木炭和活性炭都具有吸附能力，是由于木炭和活性炭都具有疏松多孔的结构。 物质 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 用途 可以吸附一些食品和工业产品里的色素、有异味的物质 可以吸附室内空气中的有害气体和异味，净化室内空气 作为还原剂，在高炉炼铁中，焦炭与铁矿石反应，生成铁和一定量的炉渣 橡胶工业，约70%的炭黑用于轮胎制造，可提升橡胶耐磨性及抗撕裂性能 在水处理方面，活性炭可以吸附水中的有害物质和异味，净化水质 作为燃料，用于铸造、化工等行业的加热能源 涂料与油墨，作为黑色颜料和紫外线稳定剂 在医药制造中，活性炭可以用作药物的吸附剂、分离剂、催化剂等 化工原料，用于生成电石、合成氨等化学品 塑料与电池，增强导电性，如锂离子电池负极材料 在食品加工中，活性炭可以用作食品加工过程中的脱色剂、脱臭剂、除味剂等 在工业生产中，活性炭可以用作催化剂载体、分离剂、吸附剂等 【点拨】 · 木炭、活性炭对其他物质的脱色发生的是物理变化。 · “碳”和“炭”的区别 “碳”是核电荷数(或质子数)为6的一类原子的总称，在化合物名称中用“碳”表示碳元素，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钠等。 “炭”则是指以碳为主并含有其他物质的混合物，如木炭、活性炭、炭黑和焦炭等。 2、 碳单质的化学性质 1. 常温下，碳的化学性质不活泼 碳原子的结构决定碳单质的性质，碳原子的核内质子数为6，原子结构示意图 最外层有4个电子，不容易得、失电子，因此，在日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化；我国古代书法家、画家用墨水书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。 2. 碳单质与氧气的反应 在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量 氧气充足 氧气不充足 现象：发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 3. 碳单质与某些氧化物的反应 1)木炭还原氧化铜 实验6-2 用木炭还原氧化铜 实验装置 实验方案 检查装置的气密性； 把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； 将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中；打开弹簧夹； 用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟； 然后先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热， 待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上 实验现象 开始加热时，导管口处有无色气泡逸出； 过一会，黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊 化学方程式 实验结论 高温下，木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳 【点拨】 · 氧化铜和木炭的质量比控制在稍小于40:3的范围内，原因：理论比为40:3，实验时木炭应稍过量，以利于反应的进行，因为反应中木炭会与氧气反应而部分消耗； · 把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀， 原因：排除水蒸气的干扰，使实验现象更明显； · 先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热， 原因：防止澄清石灰水倒吸，使试管炸裂； · 待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上， 原因：防止生成的铜在高温下又被氧化为氧化铜而变黑； · 开始加热时，导管口处有无色气泡逸出， 原因：刚开始排出的是试管内的空气，因此澄清石灰水不变浑浊。 2) 碳与某些氧化物的反应 还原反应 含氧化合物里的氧被夺去的反应 主要的物质 木炭具有还原性 应用 冶金工业， 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 高温条件下，碳单质能使CO2转化为CO 04. 第二部分知识点梳理 1、 二氧化碳 1. 物理性质 二氧化碳探究实验的名称 倾倒二氧化碳 二氧化碳的溶解性实验 实验装置 现象 两只蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪 实验结论 一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气的大 二氧化碳能溶于水 二氧化碳能溶于水。在通常情况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多。生产汽水等碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。 2. 化学性质 实验装置 Ⅳ吹干第三朵纸花 Ⅰ喷水 Ⅱ放入二氧化碳中 Ⅲ喷水后放入二氧化碳中 现象 纸花不变色 纸花不变色 纸花由紫色变成红色 纸花由红色变成紫色 分析 水不能使石蕊溶液变红 二氧化碳不能使石蕊溶液变红 二氧化碳与水发生反应生成碳酸，碳酸能使石蕊溶液变红 碳酸不稳定，受热后容易分解 实验结论 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红； 碳酸很不稳定，受热容易分解成二氧化碳和水 【检验二氧化碳】 · 将二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊： · 二氧化碳与澄清石灰水反应在生活中的应用： 用石灰浆抹墙一段时间后变硬，是由于氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体； 刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁会变得很湿，是由于氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水； 实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜，是由于二氧化碳与氢氧化钙反应，生成了难溶于水的物质，这层白膜就是碳酸钙。 【归纳总结】 二氧化碳的化学性质 · 一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸（二氧化碳对有些物质具有助燃性，例：镁条可以在二氧化碳中燃烧，因此镁着火时不能用二氧化碳灭火）； · 二氧化碳能与碳发生反应： 3. 二氧化碳的用途 性质 用途 参与植物的光合作用 化学性质 光合作用的原料、作气体肥料 一般情况下，二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧 化学性质 灭火 密度比空气的密度大 物理性质 能用二氧化碳、水、氯化钠等生产纯碱 化学性质 化工产品的原料 能溶于水 物理性质 生产汽水等碳酸饮料 干冰（固态二氧化碳）升华吸热 物理性质 作制冷剂，广泛用于食品的冷藏保鲜和运输、医疗上血液制品和疫苗的储存和运输等方面、人工增雨等 2、 二氧化碳对生活和环境的影响 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。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，在人群密集的地方应该注意通风换气。 1. 自然界中二氧化碳的循环 2. 二氧化碳对环境的影响 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作温室效应。 ①产生温室效应的气体：能产生温室效应的气体除了二氧化碳，还有臭氧(O₃)、甲烷(CH₄)、一氧化二氮(N₂O)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等。 ②温室效应增强的原因：大气中二氧化碳含量增多 · 一方面，随着工业的高速发展和人们生活水平的不断提高，人类消耗的化石燃料急剧增加，排入大气中的二氧化碳越来越多； · 另一方面，能够吸收二氧化碳的森林却因为人类的乱砍滥伐和天灾等因素不断减少，结果大气中二氧化碳的含量不断上升，导致温室效应增强。 ③危害：全球变暖 · 导致两极的冰川融化，使海平面升高，可能淹没部分沿海城市； · 使土地沙漠化，造成农业减产； · 使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大，导致旱涝灾害加剧； · 影响自然生态系统，改变生物多样性等。 3、 低碳行动与可持续发展 4、 一氧化碳 1. 物理性质 CO是一种无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气密度略小。（因此用排水法收集） 2. 化学性质 · 可燃性，CO能够燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。CO是水煤气等气体燃料的主要成分。 【归纳总结】碳与碳的化合物在一定条件下可以相互转化，下图列举了部分物质之间的转化关系： ①或 ②或 ③或 ④ ⑤ ⑥或 ⑦ ⑧ · CO与木炭一样具有还原性，能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。 CO还原CuO实验 实验原理 一氧化碳具有还原性，能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳 实验装置 实验步骤 ①实验前先检验CO的纯度 ②先通入CO，排尽空气后，点燃酒精灯，对有氧化铜的位置加热 ③玻璃管中的黑色粉末全部变成红色时，先停止加热，继续通入CO直至玻璃管冷却至室温 实验目的 ①防止CO不纯，点燃或加热后发生爆炸 ②避免CO与空气混合发生爆炸 ③防止生成的铜重新被氧化成氧化铜 实验现象 黑色粉末逐渐变为红色，澄清的石灰水变浑浊，点燃尾气时，产生蓝色火焰 注意事项 ①CO有毒，会污染空气，因此要对尾气进行点燃或收集处理； ②CO“早来晚走”，酒精灯“迟到早退” · CO的还原性可用于冶金工业。例：可利用CO的还原性来炼铁。 · CO有毒性 中毒原因：CO极易与人体血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能再与氧气结合，造成人体缺氧； 预防措施：冬季用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风； 急救措施：轻度的应呼吸大量的新鲜空气；严重的要立即送到医院进行治疗。 3. 一氧化碳和二氧化碳的比较 物质 一氧化碳 二氧化碳 组成 相同点 宏观上：都是由碳元素和氧元素组成 微观上：都是由分子构成，均由碳原子和氧原子构成 不同点 分子中碳原子与氧原子的个数比为1:1；化学式中碳元素的化合价为+2价 分子中碳原子与氧原子的个数比为1:2；化学式中碳元素的化合价为+4价 物理性质 相同点 通常情况下，都是无色、无味气体 不同点 难溶于水，密度比空气略小 能溶于水，密度比空气大 化学性质 具有可燃性 不能燃烧，不支持燃烧，不能供给呼吸 还原性，毒性 没有毒性，能与碱反应，能与水反应 一氧化碳和二氧化碳的鉴别与除杂方法 依据 两种气体的性质不同 鉴别 方法一：通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳 方法二：通入紫色石蕊溶液中，能使紫色石蕊溶液变红的是二氧化碳 方法三：通过灼热的氧化铜，能使黑色氧化铜变红的是一氧化碳 方法四：点燃，能燃烧的是一氧化碳 除杂 CO2（CO） 通过灼热的氧化铜（不能用点燃的方法，因为二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧，其中混有一氧化碳时不能燃烧），发生反应的化学方程式为： CO（CO2） 通过足量灼热的炭粉，发生反应的化学方程式为： 05. 第三部分知识点梳理 1、 实验室里制取二氧化碳的化学原理 1. 试剂的选择 实验室里，常用块状大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）和稀盐酸（产生气泡，反应速率适中，便于气体收集，且原料廉价易得）反应来制取CO2。 【点拨】 ①不能选用浓盐酸，因为浓盐酸有挥发性，易挥发出HCl气体，导致得到的CO2气体不纯； ②不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石（或石灰石）反应生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会附着在大理石的表面阻止反应继续进行，不能连续、大量地制得CO2气体； ③不能选用碳酸钙等纯净物的粉末（或碳酸钠粉末）代替石灰石，因为反应太剧烈，反应速率过快，产生的气体不便于收集。 2. 反应原理 确定实验室制取气体的化学原理时，需要考虑的因素：反应的速率大小；产生的气体是否易于收集、是否纯净；试剂的价格；实验操作是否安全、简单；实验过程是否产生污染。 反应原理为： 【拓展】二氧化碳的工业制法 2、 实验室里制取二氧化碳的装置 实验室里制取气体的装置一般包括发生装置和收集装置。 1. 实验室里制取二氧化碳的装置 （1） 确定气体的发生装置 从实验室制取气体的原理出发，根据反应物的状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)、反应条件(如是否需要加热、使用催化剂等)来确定气体发生装置。 实验室常见的气体发生装置，相关的选择依据见下表： 若反应物为固体且反应需要加热，则选用固固加热型 若反应物为固体和液体且在常温下即可进行，则选用固液常温型 注：铁夹夹在距试管口1/3处；导气管不能伸入试管太长，否则不利于气体排出；试管口略向下倾斜，以免冷凝水倒流，炸裂试管。 简易装置，可制取少量气体； 长颈漏斗便于添加液体药品； 注：长颈漏斗末端必须插入液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出 分液漏斗，便于添加液体，能利用活塞控制液滴的快慢，便于控制反应速率 可随时控制反应的发生和停止 （2） 确定气体的收集装置 收集装置选择的依据：气体密度和气体的溶解性。 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置类型 适用气体 不易溶于水且不与水反应 密度比空气的密度大，且不与空气中的成分反应 密度比空气的密度小，且不与空气中的成分反应 优点 收集的气体较纯净 收集的气体较干燥 注意事项 导管放在集气瓶瓶口即可 导管末端要伸到集气瓶底部，以便排尽集气瓶内的空气 【点拨】 万能瓶（或多功能瓶）的使用 原理 通过气体通入瓶内造成压强增大，从而将瓶内的气体或液体排出达到目的 多功能瓶集气功能 多功能瓶集传统的排水法、向上排空气法于一体，选择收集方法的依据与传统收集方法相同，只是操作不同 装置 集气瓶中是空气，没有其他试剂。根据不同气体的密度，选择不同的进气方向 用途 实验中：收集气体、检验气体、净化气体等 医疗中：氧气的控制器 因其广泛用途，使用简便，被称为多功能瓶 收集气体 收集密度比空气大的气体，待收集气体通入最下方，即从a、c端通入 收集CO2、O2等 收集密度比空气小的气体，待收集气体通入最上方，即从b、d端通入 收集H2等 收集不易(或难)溶于水，且不与水反应的气体，气体应从b端通入（短进长出） 收集H2、O2等 检验气体 气体须与液体试剂充分接触，即气体应从a端通入（长进短出） 若检验CO2，则溶液为澄清石灰水 量气装置 测量气体体积，短进长出，水压入量筒，读取量筒示数 测量生成O2的体积 除杂与收集组合装置 若X为氢氧化钠溶液，该装置是除去CO2，收集CO 2. 制取二氧化碳的装置 根据制取二氧化碳的反应物的状态（固体+液体）、反应条件（常温）和二氧化碳的性质（溶于水且与水反应）等方面的因素，结合实验室氧气的制取，可选择以下装置来制取二氧化碳。 3. 实验操作步骤 （1） 按要求连接仪器，检查装置的气密性 检查装置的气密性 向长颈漏斗内注入水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗内注入水，直至长颈漏斗内液面高于漏斗外液面(形成一段水柱)，如果长颈漏斗内液面不下降，说明装置的气密性良好。 （2） 装入大理石，塞紧橡胶管； （3） 把反应装置固定好； （4） 从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没在长颈漏斗下端管口； （5） 收集气体：将导管伸入集气瓶底部，瓶口盖上玻璃片，用向上排空气法收集； （6） 检验气体是否收集满。 4. 二氧化碳气体的检验与验满 操作 检验 将被检验气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是CO2。 验满 用燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已集满 存放 正放在桌面上，收集满的二氧化碳的集气瓶要用毛玻璃片盖住（毛面向下） 【总结】 【知识归纳】二氧化碳与氧气的实验室制法比较 氧气 二氧化碳 反应原理 反应物状态 固体 液体 固体和液体 反应条件 加热 常温、催化剂 常温 发生装置 固固加热型 固液常温型 收集方法 排水法、向上排空气法 向上排空气法 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气 通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳 验满方法 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，表明已收集满；用排水法收集时，当集气瓶口有大气泡冒出时，表明已收集满 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，表明已收集满 06. 夯实基础 1．金刚石、石墨两种物质的性质差异性很大，原因是（） A．二者都是由碳原子构成 B．构成二者的微粒不同 C．微粒间的化学结构不同 D．微粒间的间隔不同 【答案】C 【详解】金刚石、石墨均由碳原子构成，但两种物质的性质差异性很大，原因是碳原子的排列方式不同，即微粒间的化学结构不同。故选C。 2．引起温室效应的气体是（） A．一氧化碳 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．氢气 【答案】C 【详解】A、一氧化碳有毒，与血红蛋白结合，使其失去输氧能力，但不会造成温室效应，故A选项不符合题意； B、二氧化硫有毒，污染空气还会形成酸雨，但不会造成温室效应，故B选项不符合题意； C、空气中二氧化碳排放量过多，会引起温室效应，故C选项符合题意； D、氢气具有可燃性，易燃易爆，但氢气不会造成温室效应，故D选项不符合题意；故选C。 3．能鉴别氧气和二氧化碳两瓶气体的方法是（） A．观察颜色 B．嗅闻气味 C．通入水中 D．通入澄清石灰水中 【答案】D 【详解】A、氧气和二氧化碳均为无色气体，通过观察颜色无法鉴别，故选项不符合题意。 B、氧气和二氧化碳均没有气味，通过嗅闻气味无法鉴别，故选项不符合题意。 C、氧气不易溶于水，二氧化碳能溶于水，但现象均不明显，不易区分，故选项不符合题意。 D、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，氧气不能，将两种气体分别通入澄清的石灰水中，能使石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显变化的是氧气，可以鉴别，故选项符合题意。故选D。 4．实验室制取二氧化碳气体时，使用的药品正确的是（） A．块状大理石和稀硫酸 B．大理石粉末与浓盐酸 C．块状大理石与稀盐酸 D．大理石粉末与稀硫酸 【答案】C 【详解】A、块状大理石(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，不符合题意； B、大理石粉末(主要成分碳酸钙)与浓盐酸反应可以生成二氧化碳，但是浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制取的二氧化碳气体中混有氯化氢杂质，导致气体不纯，且反应速度过快，不易控制，不符合题意； C、粉末状反应物与酸接触面积大，反应速率过快，且硫酸钙为微溶物，不适合制备二氧化碳，符合题意； D、大理石粉末(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，不符合题意。故选C。 5．化学让我们的生活多姿多彩，研究其性质是重要一环。下列用途与性质说法正确的是（） A．液氮用于医疗冷冻手术——氮气化学性质稳定 B．金刚石用于切割玻璃——金刚石硬度大 C．石墨用于生产铅笔芯——石墨具有导电性 D．氦气用于填充飞艇——氦气的密度比空气大 【答案】B 【详解】A、液氮用于医疗冷冻手术，是因为液氮汽化时吸收大量的热，而非氮气化学性质稳定，用途与性质对应错误。 B、金刚石硬度大，所以可用于切割玻璃，用途与性质对应正确。 C、石墨用于生产铅笔芯，是因为石墨质软且呈深灰色，能在纸上留下痕迹，而非导电性，用途与性质对应错误。 D、氦气用于填充飞艇，是因为氦气密度比空气小，且化学性质稳定，而非密度比空气大，用途与性质对应错误。故选B。 6．下列有关“先”与“后”的操作中，正确的是（） A．制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 B．检查装置气密性时，先用手紧握试管，后将导管口浸入水中 C．加热高锰酸钾并用排水法收集满氧气后，先熄灭酒精灯，后把导管移出水面 D．探究C与CuO反应的实验结束后，应先夹紧弹簧夹，待冷却后再将粉末倒出观察 【答案】D 【详解】A、制取气体时，应先检查装置的气密性，后装药品，防止装置漏气，浪费药品，不符合题意； B、检查装置气密性时，先将导管置于水中，然后用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，不符合题意； C、加热高锰酸钾并用排水法收集满氧气后，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意； D、探究C与CuO反应的实验结束后，应先夹紧弹簧夹，待冷却后再将粉末倒出观察，防止反应生成的铜高温下重新被氧化，符合题意。故选D。 7．红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，其转化可表示为。在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是（） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，不能生成氢气，转化不能实现，符合题意； B、氯酸钾在二氧化锰催化下加热生成氧气，转化可实现，不符合题意； C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，转化可实现，不符合题意； D、碳在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，转化可实现，不符合题意。故选A。 8．下列实验方案或操作能达到实验目的的是（） 选项 实验目的 实验方案 A 检验一瓶气体是否为二氧化碳 将燃着的木条伸入瓶中 B 除去CaO中少量的CaCO3 高温煅烧 C 除去氮气中的少量氧气 将混合气体缓缓通过足量灼热的木炭 D 除去二氧化锰中的木炭粉末 溶解，过滤，干燥 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、燃着的木条伸入瓶中，若熄灭，可能为二氧化碳或其它不支持燃烧的气体，无法专属检验二氧化碳，故A不能达到实验目的； B、高温煅烧使CaCO3分解为CaO和CO2，CO2逸出，从而除去CaCO3杂质，故B能达到实验目的； C、灼热木炭与氧气反应生成CO2，会引入新杂质，故C不能达到实验目的； D、二氧化锰和木炭均不溶于水，过滤无法分离两者，故D不能达到实验目的。故选B。 9．如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，下列说法错误的是（） A．甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红 B．丙处试管可防止液体倒吸 C．甲处发生的反应是典型的吸热反应 D．该装置的不足之处是未进行尾气处理 【答案】D 【详解】A、甲处碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，所以会观察到黑色粉末减少；乙处一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜是黑色，铜是红色，所以会观察到黑色粉末逐渐变红，说法正确，不符合题意。 B、丙处试管起到了安全瓶的作用，可防止液体倒吸进入玻璃管，说法正确，不符合题意。 C、甲处发生的反应是碳与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，是典型的吸热反应，需要持续高温才能进行，说法正确，不符合题意。 D、CO不溶于氢氧化钠溶液，会将氢氧化钠溶液排出丁装置，则丁装置可收集CO，防止其污染空气，即该装置进行了尾气处理，说法错误，符合题意。故选D。 10．汽车尾气催化处理装置可将尾气中的有毒气体进行转化，发生反应的微观示意图如图所示(未配平)，下列说法错误的是（） A．反应过程中有三种氧化物 B．产物丙能产生温室效应 C．甲、乙、丁三种气体不能用排空气法收集 D．反应的化学方程式为 【答案】D 【详解】由示意图可知：甲为一氧化碳，乙为一氧化氮，丙为二氧化碳，丁为氮气。 A、氧化物是“由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物”。其中甲(一氧化氮)、乙(一氧化碳)、丙(二氧化碳)均属于氧化物，共三种，正确。 B、产物丙是二氧化碳，是导致温室效应的主要气体之一，正确。 C、甲(一氧化碳)密度与空气接近且有毒；乙(一氧化氮)易与氧气反应且有毒；丁(氮气)密度与空气接近，故这三种气体均不能用排空气法收集，正确。 D、化学方程式需配平，正确的化学方程式为，选项中未配平，错误。故填D。 11．木炭粉和氧化铜粉末能发生反应，下列反应中有物质和木炭粉在该反应中体现的化学性质相同的是（） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】。木炭粉中主要成分碳在该反应中得到氧，作为还原剂，体现的化学性质是还原性。 A、该反应是二氧化碳与水化合生成碳酸，没有涉及还原性，不符合。 B、该反应是氢氧化镁与盐酸发生中和反应，生成氯化镁和水，属于复分解反应。没有体现还原性，不符合。 C、该反应是氢气与四氧化三铁在高温下反应生成铁和水。氢气将四氧化三铁还原成单质铁，自身被氧化为水。因此，氢气是还原剂，体现还原性，与木炭粉在题干反应中的化学性质相同。符合。 D、该反应是三氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，属于非金属氧化物与碱的反应。没有物质体现还原性。不符合。故选C。 12．符合如图所示的装置的选项是（） ①说明CO有还原性②说明CO氧化产物是CO2③有效地防止了CO对空气的污染④既能说明CO有可燃性，又充分地利用了能源。 A． ①② B．①②③ C．①③④ D．全部 【答案】D 【详解】由题目中的图形可知：一氧化碳能还原氧化铁说明了一氧化碳有还原性；一氧化碳尾气点燃，说明可燃烧；一氧化碳氧化后的产物能使澄清石灰水变浑浊，说明产物为二氧化碳；尾气点燃可以防止污染空气。故选D。 13．X、Y、Z是目前所学习过的常见物质。三种物质均含有同一种元素。已知X、Y为组成元素相同的氧化物，Z为气体单质，在空气中的含量为21%。它们之间有如图所示的转化关系（“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去）。下列说法正确的是（） A．物质Z能支持燃烧，可以做燃料 B．物质Y是人体含量最多的物质 C．Z→Y的反应一定是化合反应 D．Y→Z的反应条件一定是通电 【答案】B 【详解】Z为气体单质，在空气中的含量为21%，所以Z是氧气，因为X、Y、Z是目前所学习过的常见物质。三种物质均含有同一种元素。已知X、Y为组成元素相同的氧化物，再根据图示X能生成Y和Z，Y和Z可相互转化，过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，水通电分解生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，所以X是过氧化氢，Y是水。 A、氧气具有助燃性，能支持燃烧，不可燃烧，选项错误，不符合题意； B、人体含量最多的物质是水，选项正确，符合题意； C、由两种或两种以上的物质反应生成一种物质的反应是化合反应，如Z→Y可以是蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，不属于化合反应，选项错误，不符合题意； D、绿色植物吸收光能把二氧化碳和水合成有机物同时释放氧气的过程，即光合作用也可将水转化为氧气，所以水生成氧气的反应条件不一定需要通电，选项错误，不符合题意；故选B。 14．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法正确的是（） A．M点对应的固体物质只有两种 B．Q点对应的固体为Cu C．N点时，产生气体的总质量为(a﹣b)g D．0～t3min内，氧化铜的质量一直减少 【答案】C 【详解】A、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行至t2min，固体的总质量逐渐减少，至N点恰好完全反应，不再发生改变，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法错误； B、t2~t3min内铜又与进入的氧气反应生成氧化铜，Q点对应的固体为氧化铜，故选项说法错误； C、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，N点碳和氧化铜恰好完全反应，根据质量守恒定律，N点产生气体的总质量为(a-b)g，故选项说法正确； D、0~t2min内固体的质量逐渐减小，氧化铜逐渐变为铜，所以氧化铜的质量不断减少，t2~t3min内铜又与进入的氧气反应生成氧化铜，使氧化铜的质量增大，故选项说法错误。故选C。 15． 木炭或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 实验装置 实验现象 黑色粉末逐渐变红色，澄清石灰水变______。 注意事项 （1）试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到灼热的试管底部，使试管炸裂。 （2）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。 （3）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是______。 （4）反应结束时，先把导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是防止试管中液体倒流，炸裂试管。 （1）加热前先通一会儿CO，目的是______。 （2）反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却的作用是______。 （3）CO有毒，尾气必须进行处理，通常采用______法，防止污染空气 【答案】浑浊 集中火焰，使反应更充分 排出装置内的空气防止CO不纯，加热后发生爆炸 防止灼热的铜重新被氧化 点燃 【详解】木炭还原氧化铜反应生成铜和二氧化碳，一氧化碳还原氧化铜反应生成铜和二氧化碳，故可观察到的现象是黑色粉末逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊； 木炭还原氧化铜，加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是集中火焰，使反应更充分； CO还原氧化铜时，加热前先通一会儿CO，目的是排出装置内的空气，防止CO不纯，加热后发生爆炸； 反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却的作用是防止灼热的铜重新被氧化； CO有毒，尾气必须进行处理，通常采用点燃法，一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，防止污染空气。 16． 二氧化碳溶于水是否发生化学反应？ ［资料］石蕊是一种色素，呈紫色，酸性物质使紫色石蕊变红，其水溶液叫作石蕊溶液。______是用石蕊溶液染成的干燥试纸。 ［演示实验］将上一实验塑料瓶中液体取少量于两支试管中，向其中一支试管滴加石蕊溶液。 现象：石蕊溶液变______。 ［提出问题］酸性物质是什么物质？是水？二氧化碳？还是二氧化碳和水反应的生成物？ 利用下列试剂及物品，按照以下步骤完成实验，记录实验现象，得出实验结论。 猜想假设 实验步骤 实验现象 实验结论 猜想1：H2O 铁丝上的两张紫色石蕊试纸，一张滴加水，一张不滴加水 滴加水的石蕊试纸在瓶外______ H2O不显酸性 猜想2：CO2 没滴加水的石蕊试纸在瓶内______ CO2不显酸性 猜想3：CO2和H2O反应的生成物 滴加水的石蕊试纸在瓶内______ CO2和H2O反应的生成物显酸性 ［提出问题］二氧化碳与水反应的生成物是什么呢？ ［演示实验］取一张石蕊试纸，滴加几滴稀醋酸。 现象：石蕊试纸变______。 结论：石蕊遇酸变______；二氧化碳与水反应生成了具有______的物质，叫______。 化学方程式：______。 ［演示实验］将变红的石蕊试纸小心地用吹风机烘干。 现象：石蕊试纸______； 结论：碳酸______。 化学方程式：______。 【答案】石蕊试纸 红 不变色 不变色 变红 红 红 酸性 碳酸 变紫 不稳定 【详解】石蕊试纸 红 不变色 不变色 变红 红 红 酸性 碳酸 变紫 不稳定 17． 化学是以实验为基础的学科，如图1所示装置常用于实验室制取气体。 (1)A装置可以用来制取氧气，反应的化学方程式为___________。 (2)可用F装置采用“排空气法”收集氧气并验满，请将导管补画完整___________。 (3)实验室制取二氧化碳可选用的一组装置为___________(从A~E中选择)，增加G装置可以使收集到的气体更加干燥，则G中溶液的名称为___________。 (4)如图2所示H装置也可以制取二氧化碳，该装置的优点是___________。收集气体结束后，关闭弹簧夹，多孔隔板处(如图3)依次观察到的现象是___________(用字母a、b、c对图示现象进行排序)。 【答案】（1） （2） （3）BE 浓硫酸 （4）可以控制反应的发生和停止 cba 【详解】(1)A装置是固体加热型发生装置，且试管口有棉花团，则该装置可用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为。 故填： (2)可用F装置采用“排空气法”收集氧气并验满，氧气的密度比空气略大，氧气应从长管通入，将带火星的木条放在短管一侧，木条复燃，说明已经集满。故图为； （3）实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选E，应选装置B和装置E； 浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳，故G中溶液的名称为：浓硫酸。故填：BE；浓硫酸。 (4)该装置中可将固体置于多孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始。故填：可以控制反应的发生和停止。 收集气体结束后，关闭弹簧夹，装置内压强增大，液体被压入长颈漏斗中，试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升，固液分离，故依次观察到的现象是：cba。故填：cba。 18． 某同学为了测定石灰石中碳酸钙的质量分数进行了如下实验。取20g石灰石样品研碎放入烧杯中将100g稀盐酸平均分成五份加入烧杯中进行反应，在反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行了五次称量，记录数据如表（已知烧杯的质量为25g，样品中的杂质不溶于水，也不与稀盐酸反应）。请计算： 加入稀盐酸的次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 烧杯和所盛试剂质量 63.9 82.8 m 120.6 139.5 回答下列问题： (1)表中的“m”的值为______； (2)反应过程中生成二氧化碳的总质量为______g； (3)设第一次参加反应氯化氢的质量为x，列出求氯化氢质量的比例式______； (4)该石灰石样品中含CaCO3的质量分数为______。 【答案】（1）101.7 （2）5.5 （3） （4） 62.5% 【详解】(1)第一次加入20g稀盐酸，反应前总质量为20g+20g+25g=65g，反应后为63.9g，生成二氧化碳质量为65g-63.9g=1.1g；第二次加入20g稀盐酸，反应前总质量为63.9g+20g=83.9g，反应后为82.8g，生成二氧化碳质量为83.9g-82.8g=1.1g；第三次加入20g稀盐酸，反应前总质量为82.8g+20g=102.8g，若继续生成1.1g二氧化碳，则m =102.8g -1.1g =101.7g。 (2)根据质量守恒定律，反应前总质量为20g+100g+25g=145g，反应后总质量为139.5g，生成二氧化碳的总质量为145g-139.5g=5.5g。 (3)第一次加入20g稀盐酸，生成二氧化碳质量为1.1g。设第一次参加反应氯化氢的质量为x，化学方程式为 73 44 x 1.1g 可得比例式 (4)设石灰石样品中含CaCO3的质量y 100 44 y 5.5g 解得y=12.5g 该石灰石样品中CaCO3的质量分数为 学科网（北京）股份有限公司 $