碳及其氧化物

1、碳及其氧化物 2一、：碳的幾種單質1、金剛石（C）是天然存在的最硬的物質，可用于制鉆石、刻劃玻璃、鉆探機的鉆頭等。2、石墨（C）質軟，有優(yōu)良的導電性，潤滑性。可用于制鉛筆芯、干電池的電極等。3、無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質構成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。木炭是疏松多孔的結構，有吸附性，活性炭的吸附作用更強，如制糖工業(yè)利用其來脫色，防毒面具里的濾毒罐也是利用活性炭來吸附毒氣。焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。4、C60是一種由60個碳原子構成的分子，形似足球，性質很穩(wěn)定。注意： 1、鉛筆里面其實不含鉛，是石墨和黏土混合而成的混合物。（H代表Hard，堅硬的；B代

2、表Black，黑的。6B最軟，顏色最深；6H最硬，HB軟硬適中。）2、金剛石和石墨的物理性質有很大差異的原因是：碳原子的排列不同。二、碳單質的化學性質各種單質碳的物理性質差異很大，但它們的化學性質完全相同。1、常溫下的化學性質穩(wěn)定原因：碳原子的最外層有4個電子，既不容易得電子，也不容易失去電子。應用：檔案材料一般用碳素墨水書寫；古代書畫歷經(jīng)百年也安然無恙；木質電線桿埋入地下部分用火燒焦可防腐都是利用這個原理。2、可燃性：不完全燃燒(氧氣不充足)：2C+O22CO 木炭+氧化銅銅銅澄清的石灰水完全燃燒(氧氣充足): C+O2CO23、還原性：C+2CuO2Cu+CO2 （置換反應） 應用：冶金工

3、業(yè)現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成紅色，澄清的石灰水變渾濁。注意： 1、：碳在常溫下的化學性質穩(wěn)定。碳參與的反應條件一般為點燃、高溫或加熱。2、：可利用碳的還原性將其應用在冶金工業(yè)上。三、二氧化碳1、物理性質：無色無味氣體，密度比空氣大，能溶于水。高壓低溫下可得固體-干冰。2、化學性質:1)一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒，不能供給呼吸2)與水反應生成碳酸，反應的化學方程式為：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變紅。碳酸不穩(wěn)定,易分解。H2CO3 = H2O+ CO2 3)能和堿反應生成碳酸鹽和水。能使澄清的石灰水變渾濁：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 本反應可用于檢驗

4、二氧化碳。能和氫氧化鈉反應。2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 此反應可用于吸收大量的二氧化碳。4、二氧化碳能與熾熱的碳反應，生成一氧化碳。該反應的化學方程式為：CO2+C2CO5、二氧化碳與水被綠色植物利用，而進行光合作用的反應，合成有機物（主要是淀粉）。該反應的化學方程式為：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。3、用途：滅火（依據(jù)：二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，密度比空氣大）既利用其物理性質，又利用其化學性質。干冰用于人工降雨、制冷劑利用其物理性質。溫室肥料。作制碳酸氫銨、碳酸鈉（純堿）的工業(yè)原料。4、二氧化碳對環(huán)境的影響二氧化碳對環(huán)境的影響，客觀地說是兩方面的。（1）有利的方面

5、是：它能促進綠色植物進行光合作用，滿足人和動物所需的有機物的合成和對氧氣的需求；以及空氣中氧氣含量的相對穩(wěn)定和自然界的碳、氧的循環(huán)。（2）不利的方面是：二氧化碳含量猛增，導致溫室效應。溫室效應的危害：全球變暖；地球上的病蟲害增加；海平面上升；氣候反常；土地沙漠化等。（3）對策：減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料 開發(fā)新能源如、太陽能、風能、地熱等清潔能源。大力植樹造林、嚴禁亂砍濫伐森林。注意： 1、滅火既有其物理性質（密度比空氣大），又有其化學性質（不燃燒也不支持燃燒）。2、二氧化碳在與堿反應時，先與水反應生成碳酸；碳酸再與堿反應。所以反應中二氧化碳會轉化為碳酸根。反應的類型判斷為復分解反應。

6、3、二氧化碳過多排放會引起溫室效應，但不是空氣污染物，也不形成酸雨。四、一氧化碳的性質1、物理性質：常溫下是無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水2、化學性質: （H2、CO、C具有相似的化學性質：可燃性 還原性）1）可燃性：2CO+O22CO2 （可燃性氣體點燃前一定要檢驗純度） 實驗現(xiàn)象：發(fā)出藍色的火焰；生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。2）還原性： CO+CuOCu+CO2 應用：冶金工業(yè) 現(xiàn)象：黑色的氧化銅變成紅色，石灰水變渾濁。實驗操作要領： 實驗開始先通氣，排凈空氣再點燈；實驗完畢先撤燈，冷卻之后再停氣。先通后點防爆炸，先撤后停防氧化。一氧化碳有毒性，切記不要排空中?？牲c可集可

7、利用，都是為防污染生。3）有毒：一氧化碳有毒，會引起煤氣中毒。機理：一氧化碳被吸進肺里，與血液中的血紅蛋白結合，使人體缺少氧氣而中毒。 預防：適當通風。注意： 1、CO2與CO都是由碳、氧兩種元素組成的，但化學性質截然不同，這是由于它們的分子結構不同而造成的結果。2、可將一氧化碳、氫氣、碳的還原性結合在一起進行記憶。3、由于一氧化碳在常溫下是氣態(tài)，更易與反應物接觸，所以其還原效果要比碳單質要好。五、自然界中的碳循環(huán)：考點突破【典型例題1】如圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結構示意圖，下列說法錯誤的是（ ）A這四種物質完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2B這四種物質的物理性質有較大差異的原因是碳原子的排

8、列方式不同C常溫下C60和碳納米管的化學性質很活潑D碳納米管在室溫下能貯存和凝聚大量的H2【典型例題2】如圖是“一氧化碳與氧化鐵反應”的部分實驗裝置，關于該實驗說法正確的是A充分反應后，向固體中加稀鹽酸會產(chǎn)生氣泡B在實驗過程中，黑色的粉末會逐漸變成紅色C該實驗的反應原理為FeO+COFe+CO2D在實驗過程中，尾氣可以直接排放到空氣中【典型例題3】下圖是某同學設計的實驗室制取二氧化碳并驗證其性質的實驗裝置圖。 請回答下列問題：（1）將A、E裝置連接收集CO2時，應將A裝置的導管a與E裝置的導管 （選填“b”或“c”）相連接。檢驗E裝置中二氧化碳已收集滿的方法是 。（2）將A、B裝置連接，觀察到

9、的現(xiàn)象是 ，可驗證二氧化碳的性質是 。（3）將A、C裝置連接，可驗證二氧化碳與氫氧化鈣反應，該反應的化學方程式為： 。（4）用E裝置收集滿一瓶二氧化碳氣體，取下雙孔橡皮塞，將瓶中的氣體沿D裝置燒杯左側內(nèi)壁緩慢倒入，觀察到的現(xiàn)象時 ，這些現(xiàn)象說明二氧化碳具有的物理性質 ，化學性質 ， ?！镜湫屠}4】自然界中的碳循環(huán)對人類活動有重大影響。（1）CO2經(jīng)光合作用轉化為有機物，該過程將太陽能轉化為 能。（2）葡萄糖（C6H12O6）完全燃燒的化學方程式為 。（3）若呼吸作用產(chǎn)生的CO2若不能及時排出，滯留在血液中會使血液的pH （填“不變”、“變大”或“變小”）。跟蹤訓練1、2013年3月，浙江大學

10、實驗室里誕生了世界上最輕的材料“碳海綿”?！疤己＞d”具備高彈性和疏松多孔的結構，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質）。下列關于“碳海綿”的說法中不正確的是()A. 常溫下化學性質活潑 B. 具有吸附性C. 在一定條件下可還原氧化銅 D. 在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO22、自然界中有幾千萬種含碳物質，并循環(huán)轉化。下列說法正確的是()A人的生命活動離不開碳循環(huán) B森林的減少對碳的循環(huán)沒有影響C金剛石中碳原子間沒有間隔 D地下的煤中碳原子是靜止不動的3、在公共場所利用“活性碳+超濾膜+紫外線”組合工藝可獲得直飲水，其中活性碳的主要作用是()A還原 B導電 C吸附 D消毒4、 “兩型”社會，提

11、倡“低碳”生活，下列有關碳及化合物的說法正確的是()A二氧化碳是導致酸雨的主要氣體 B室內(nèi)放一盆水能防止一氧化碳中毒C大氣中二氧化碳消耗的途徑主要是綠色植物的光合作用D金剛石、石墨是碳的單質，而C60則是碳的化合物5、溫室效應有功有過，產(chǎn)生溫室效應的主要氣體是CO2，下列認識錯誤的是()A.CO2 能使干燥石蕊紙花變紅 B.CO2 能使澄清石灰水變渾濁C.“低碳”是指較低的CO2排放 D.溫室效應為人類提供了適宜的生存溫度6、下列關于碳及其化合物的說法，正確的是()A.CO和CO2都可將氧化銅還原成銅 B. 鉛筆字跡易變模糊是因為常溫下石墨化學性質活潑C.在室內(nèi)放一盆澄清石灰水可防止CO中毒

12、D. CO2的排放不是導致酸雨的原因7、下列關于二氧化碳的說法錯誤的是()A二氧化碳可用于制碳酸類飲料 B二氧化碳是一種有刺激性氣味的有毒氣體C干冰可用于人工降雨 D二氧化碳的消耗途徑主要是植物的光合作用8、科學研究發(fā)現(xiàn)：金星大氣層的成分之一是三氧化二碳（C2O3）,實驗證明三氧化二碳的化學性質與一氧化碳相似。下列關于三氧化二碳的說法中，正確的是()AC2O3能使澄清石灰水變渾濁 BC2O3在O2中充分燃燒的產(chǎn)物為CO2CC2O3在任何條件下都不能還原氧化銅 DC2O3中碳的化合價為4價9、在實驗室中，同學們用如下圖裝置制取純凈的CO2，下列說法不正確的是()。A中固體反應物也可用Na2CO3

13、固體代替B中沒有白色沉淀產(chǎn)生，說明CO2氣體中已經(jīng)不混有HCl氣體C中濃H2SO4的作用是吸收CO2氣體中混有的H2OD將燃著的小木條放在中的集氣瓶口，可以檢驗集氣瓶是否收集滿CO210、如圖所示是研究植物某一生命活動過程的裝置，下列說法錯誤的是()A該實驗可用于檢驗植物呼吸作用產(chǎn)生CO2B裝置甲的作用是吸收鼓入空氣中的CO2，避免對實驗造成干擾C裝置丙中的植物換成萌發(fā)的種子，裝置丁中也會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象D若裝置丙不被遮光，從裝置丁出來的氣體能使帶火星的木條復燃11、二氧化碳是與人類生產(chǎn)、生活有密切關系的氣體。（1）甲同學用右圖裝置對二氧化碳的性質進行驗證。打開K，反應一段時間后，觀察到裝置中燒杯

14、下層的蠟燭先熄滅，說明二氧化碳具有的物理性質是 ，具有的化學性質是 ；觀察到裝置中澄清石灰水變渾濁，發(fā)生反應的化學方程式為 。關閉K，裝置中能觀察到的現(xiàn)象是 。作為制取二氧化碳的發(fā)生裝置，裝置的優(yōu)點是 。（2）乙同學利用右圖裝置驗證二氧化碳與水的反應，為說明使石蕊變色的物質是碳酸而不是水或二氧化碳，應該采取的實驗操作順序是 （填序號，可重復選用）。從b端通氮氣 將用石蕊溶液染成紫色的干燥紙花放入廣口瓶中從a端通二氧化碳 從分液漏斗中滴加適量水12、在干冰、一氧化碳、熟石灰、活性炭、酒精等物質中，請選出適當?shù)奈镔|按要求填空：（1）能消除冰箱中異味的物質是 。 （2）能中和酸性土壤的物質是 。（3

15、）能用于人工降雨的物質是 。（4）嚴禁在公共場所吸煙，是因為在吸煙時會產(chǎn)生有毒氣體，其中某種有毒氣體是 。13、（2013江蘇揚州）科學家設想利用太陽能加熱器“捕捉CO2”、“釋放CO2”，實現(xiàn)碳循環(huán)。（1）步驟1的化學方程式為 。（2）為確定步驟2中的碳酸鈣是否完全分解，設計的實驗步驟為：取少量固體于試管中，滴加過量 溶液，若觀察到試管內(nèi) ，則分解不完全。（3）上述設想的優(yōu)點有 （填字母序號）。a原料易得且可循環(huán)利用 b充分利用太陽能 c可全地域全天候使用（4）CO2是寶貴的碳氧資源。CO2和H2在一定條件下可合成甲酸（HCOOH），此反應中CO2與H2的分子個數(shù)比為 ，若要檢驗1%甲酸水溶

16、液是否顯酸性，能選用的有 。a無色酚酞溶液 b紫色石蕊溶液 cpH試紙（5）請列舉CO2的另兩種用途 ， 。14、碳及碳的化合物在人類生產(chǎn)生活中應用廣泛，隨著科技的發(fā)展，含碳元素的新材料不斷涌現(xiàn)。根據(jù)所學知識回答下列問題：（1）關于金剛石、石墨、C60的認識，正確的是 （填序號）。A這三種物質都很軟，可作潤滑劑； B這三種物質碳原子的排列方式相同；C這三種物質完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2； D這三種物質都能導電。（2）由+4價的碳元素與1價的氫元素形成的化合物的化學式為 。（3）倡導“低碳”生活，讓我們積極行動起來。請舉一例在日常生活中符合這一主題的做法 。（4）X、Y、Z是初中化學常見的物質，

17、它們之間有如圖所示的轉化關系。X是有毒氣體，Y是不支持燃燒的氣體，請回答問題。寫出X的化學式 ；寫出YZ反應的化學方程式 ；在自然界中，Y轉化為O2的主要途徑是綠色植物的 。15、多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進“碳”的世界。（1）根據(jù)表1提供的信息，填寫有關含碳物質的對應特性。物質用途金剛石切割玻璃石墨作電極活性炭凈水對應特征 表1（2）液態(tài)二氧化碳滅火器可用于撲救檔案資料室發(fā)生的火災，下列說法正確的有 。A液態(tài)二氧化碳氣化后不會污染檔案資料B二氧化碳可覆蓋在燃燒物表面，隔絕空氣C液態(tài)二氧化碳氣化時吸熱，降低了可燃物的著火點（3）過多的二氧化碳加劇了“溫室效應”，寫出一條減少二氧化碳

18、排放的建議 。（4）二氧化碳是一種寶貴的資源。固定和利用二氧化碳的一個成功范例是：在高溫高壓下，CO2和NH3可以合成尿素CO（NH2）2，同時生成水。該反應的化學方程式為 。（5）目前，人類以化石燃料為主要能源。化石燃料有煤、 和天然氣，它們都屬于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。（6）天然氣中甲烷完全燃燒的化學方程式為 。（7）從表2數(shù)據(jù)分析，與煤相比，用天然氣作燃料的優(yōu)點有 。燃料種類1g物質完全燃燒產(chǎn)生二氧化碳的質量/g放出的熱量/kJ甲烷2.7556碳3.673216我們學習過常見氣體的實驗室制法，知道了制取氣體的一般思路和方法。(1)實驗室制取氣體時，確定發(fā)生裝置需要考慮的兩種因素有_(填序號)。A反應物的狀態(tài) B氣體的密度 C反應的條件 D氣體的溶解性(2)某實驗室的儀器柜里有如下儀器：儀器的名稱是_。實驗室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳時，不可能選擇的儀器是_(填序號)。(3)老師提出用碳酸鈉粉末與稀鹽酸制取二氧化碳，其反應的化學方程式為：_。為了完成該實驗，有四位同學組裝了以下發(fā)生裝置，你認為最合適的一