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化 学
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第一部分 教材基础知识过关
一 物质的性质与应用
第3节 碳和碳的氧化物(碳和一氧化碳)
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目 录
CONTENTS
01
知识网络
02
考点讲练
03
课堂巩固
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知识网络
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考点讲练
1. 碳的几种单质
碳的单质(5年5考)
1
物 质 金刚石 石墨 C60
结 构
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物理性质 无色透明,天然存在的最______的物质 灰黑色,有金属光泽,有滑腻感,质软,有良好的______性 有一些特殊的物理性质
构成微粒 由碳原子构成 由C60分子构成
用 途 裁玻璃、切割大理石,作钻机的钻头,作装饰品 作铅笔芯、石墨电极、作高铁列车的受电弓滑板 可应用于超导、催化、能源及医学等领域
联 系 (1)都是由碳元素组成的单质。
(2)组成元素相同,但物理性质差异很大,原因是______________
_______________________________________
硬
导电
碳原子的排列
方式不同
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2. 碳单质的化学性质
(1)化学性质(如图1-3-1)
不活泼
CO2
2CO
2CU+CO2↑
2CO
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(2)木炭还原氧化铜的实验
①实验装置(如图1-3-2)
②实验现象:黑色固体逐渐______________,澄清石灰水变浑浊。
③化学方程式:______________________________________。
变红
C+2CuO2Cu+CO2↑
高温
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④注意事项:a. 试剂要平铺在试管底部,目的是_______________
___________________________________________;b. 酒精灯上加金属网罩的目的是____________________________________;c. 结束时要先从澄清石灰水中撤出导管,并夹紧乳胶管,再停止加热,目的是_________________________________________________________
____________________________________________________________。
_增大受热面积使试剂充分反应
使火焰集中并提高反应温度
防止澄清石灰水倒吸入试管使试管炸裂,同时防止生成的铜被重新氧化
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【迷思辨析】①金刚石、石墨和C60的存在,说明了同种元素可组成不同的______________;
②活性炭具有______________的结构,具有吸附性,属于______性质;
③碳单质体现还原性时,反应条件必须是______________;
④碳与氧气反应的生成物可能是一氧化碳或二氧化碳或它们的混合物,原因是反应物的______________不同。
单质
疏松多孔
物理
高温
质量比
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【例1】(广东地区选择题节选)判断正误,正确的在后面括号里打“√”,错误的打“×”。
(1)(2025广东)石墨作电极,因为石墨有滑腻感。( )
(2)(2024广东)用活性炭等材料制作净水器,因为活性炭有可燃性。( )
(3)(2023广东)用铅笔芯作电极,因为石墨有导电性。( )
(4)(2022广东)往自制净水器内放入活性炭,是因为活性炭具有催化作用。( )
(5)(2021广东)利用活性炭自制简易净水器,因为活性炭具有还原性。( )
×
考点精讲
×
√
×
×
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【例2】(2023广东节选)石墨烯、金刚石和C60属于碳单质,下列说法正确的是____________(填字母)。
A. 都由碳元素组成
B. 都由碳原子构成
C. 物理性质相似
A
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【迷思辨析】碳单质的性质及用途是常考内容,记住几种碳单质的特性,如金刚石硬度最大;石墨有导电性和润滑性;活性炭、木炭吸附性强等。注意同种元素可以形成不同的单质,因此同种元素组成的物质不一定是纯净物,也可能是混合物。
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1. (2024广西)碳元素的开发与利用贯穿人类发展史,下列含碳物质最早被人类利用的是( )
A. 煤炭 B. C60
C. 石墨烯 D. 碳纳米管
A
考点精练
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2. (2023德州)如图1-3-3为金刚石、石墨和C60的结构模型图,图中小球分别代表碳原子。下列有关说法正确的是( )
A. 三种物质都是由碳原子直接构成的
B. 在三种物质中碳原子的排列
方式都不相同
C. 三种物质在足量氧气中燃烧
的产物都不同
D. 三种物质的组成元素相同,
它们的性质也相同
B
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一氧化碳的性质和用途(5年5考)
2
物理性质 ________色_______臭的气体,密度比空气_________,______溶于水
化学性质
(用化学方程式
表示) 可燃性:________________________________(火焰呈蓝色,点燃前需__________)
还原性:CO+CuO_____________+______________
毒性:极易与______________结合,造成人体_____________
用 途 利用可燃性,可作_____________;利用还原性,可用于
_________________________________________
无
无
略小
难
2CO+O2 2CO2
点燃
验纯
CO2
Cu
血红蛋白
缺氧
燃料
冶金工业(或冶炼金属)
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【迷思辨析】①碳、一氧化碳都有可燃性,可用作______________。
②碳体现还原性时,反应条件必须高温;一氧化碳还原氧化铁时条件是__________,还原氧化铜时条件是__________。
燃料
高温
加热
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【例】(2025清远模拟)利用如图1-3-4所示的装置进行气体性质的探究实验。
(1)探究CO与CuO的反应。M为CuO,通入CO气体。装置A中的现象是___________________________,
说明CO具有_______性;澄清石
灰水的作用是_____________________。
黑色固体逐渐变红色
考点精讲
还原
检验是否生成CO2
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(2)探究CO2与C的反应(酒精灯换成酒精喷灯):M为木炭,通入
CO2气体。装置A中发生反应的化学方程式为________________。导管a处酒精灯的作用是____________________________________。
CO2+C2CO
高温
把CO转化成CO2,防止污染空气
考点点拨:一氧化碳有剧毒,实验时要防止一氧化碳逸散而污染空气。
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1. 下列关于碳与碳的氧化物的描述,完全正确的是( )
A. 构成:金刚石、石墨、C60均由碳原子构成
B. 性质:二氧化碳和一氧化碳元素组成相同,化学性质相似
C. 用途:木炭和一氧化碳都具有还原性,都可以用来炼铁
D. 危害:二氧化碳大量排放会导致酸雨,一氧化碳大量排放会引起雾霾
C
考点精练
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2. (2022广州节选)陶瓷是火与土的结晶,是中华民族文化的象征之一。
(1)“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”描述的是著名的青瓷。
①手工制作陶瓷的过程如图1-3-5所示,陶瓷丰富的色彩与烧制过程中的还原反应有关。燃料(以木炭为例)在窑体内燃烧,通过两步反应生成一氧化碳,反应的化学方程式为
________________________、
_________________________。
C+O2CO2
点然
CO2+C2CO
高温
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②青瓷的“翠色”来源十分复杂。涉及窑体内的一氧化碳和瓷器表面釉料中的氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁,化学方程式为
_______________________________________________。
CO+Fe2O3CO2+2FeO
高温
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(2)古代窑炉(如图1-3-6)构造不断变迁。为了提高窑体内一氧化碳的体积分数,下列措施中可行的有哪些?__________(多选,填字母)。
A. 相对增加燃料用量
B. 相对增加空气鼓入
C. 增加排气口数量
D. 减少排气口数量
AD
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课堂巩固
1. (2024长沙)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. C60
2. (2023营口)书写具有保存价值的档案时,按规定应使用碳素墨水(用炭黑等制成)。说明单质碳具有的性质是( )
A. 难溶于水 B. 可燃性
C. 熔点高 D. 常温化学性质稳定
A
D
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3. (2025云南)下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是( )
A. CO和CO2均可通过C和O2反应得到
B. CO有毒,煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
C. CO可作燃料,CO2可作气体肥料
D. 金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
B
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4. (2025东莞模拟)下列有关碳和一氧化碳的用途利用物质物理性质的是( )
A. 一氧化碳用作燃料
B. 一氧化碳用于炼铁
C. 活性炭用作吸附剂
D. 木炭用于烧烤
C
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5. 如图1-3-7为模拟古代竖炉炼铜实验,经高温煅烧,冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质,下列说法不正确的是( )
A. 将氧化铜换成氧化铁,观察到红色固体变黑
B. 实验过程中产生了一氧化碳
C. 可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜
D. 实验中煤炭粉的作用仅为燃烧放热
D
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6. (2020广东)某兴趣小组在学习碳(C)的化学性质时,了解到高温下C与CuO反应生成CO2,C还能使CO2转变成CO。于是对过量木炭还原CuO的气体产物中是否含有CO进行了探究。
【猜想与假设】C还原CuO时产生的CO2与C进一步反应生成
CO,化学方程式是__________________________。
CO2+C 2CO
高温
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【查阅资料】CO不与NaOH、Ca(OH)2及H2SO4反应。
【实验方案】取研细和干燥后的木炭(0.3 g)和CuO(2.0 g),混合均匀并装入试管,连接装置,高温反应,检验气体。
【实验过程】(1)由图1-3-8装置③中粉末的颜色变化可检验CO,除此之外,还可通过几种装置的组合,由另一种明显的现象来进一步确定CO的存在,则装置连接的最佳顺序为_______(填字母)→尾气处理。
A. ①→②→③→④
B. ④→①→②→③→①
C. ①→④→①→③→②
D. ③→④→①→②
B
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(2)上述进一步确定CO存在的现象是_________________________
________________________________________(装置③中粉末的颜色变化除外)。
(3)装置③中发生反应的化学方程式是________________________。
(4)写出CO尾气处理的方法:________________________________
(写一种)。
装置③前的澄清石灰水不变浑浊,装置③后的澄清石灰水变浑浊
点燃尾气(合理即可)
CO+CuOCu+CO2
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谢 谢 !
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