第一部分 第三節(jié) 碳和碳的氧化物

第三、四節(jié)碳的單質(zhì)和碳的氧化物考點梳理一、碳的單質(zhì)

1、碳單質(zhì)物理性質(zhì)和用途2、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)二、碳的氧化物

1、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)和用途2、二氧化碳的實驗室制法

2.碳的幾種單質(zhì)的物理性質(zhì)有很大的差異，

原因是

，但它們的化學(xué)性質(zhì)相同。石墨金剛石●要點1碳的單質(zhì)1.碳的單質(zhì)主要包括：、和C60，

它們都是由碳元素組成的單質(zhì)。原子的排列方式不同

要點梳理

碳單質(zhì)物理性質(zhì)用途金剛石能作鉆探機的鉆頭石墨作電池的電極作鉛筆芯的原料可用于打開生銹的鎖活性炭用于防毒面具濾毒罐中C60能用作超導(dǎo)體3.碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途：硬度最大，無色透明的正八面體導(dǎo)電性質(zhì)軟潤滑性吸附性在超低溫度狀態(tài)下電阻極小化學(xué)式都是——C碳的化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)用途常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易變質(zhì)可燃性還原性4.碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途：C＋O2CO2點燃2C＋O22CO點燃C＋2CuO2Cu＋CO2↑高溫墨水書寫檔案、作畫作燃料冶煉金屬，作還原劑(1)圖①為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)

。

(填“活潑”或“不活潑”)。(2)圖②③④對應(yīng)三種碳單質(zhì)：圖②單質(zhì)的名稱是

，

圖③單質(zhì)的名稱是

，圖④單質(zhì)的化學(xué)式是

。不活潑立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層狀球狀金剛石石墨C60【例1】(2013自貢)碳在地殼中含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。根據(jù)所學(xué)知識回答：

考題研究

1.(2013蘭州)2013年3月，浙江大學(xué)實驗室里誕生了世界上最輕的材料——“碳海綿”。“碳海綿”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單質(zhì))。下列關(guān)于“碳海綿”的說法不正確的是（）AA.常溫下化學(xué)性質(zhì)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CO2

實戰(zhàn)體驗

●要點2二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗、方法對比CO2CO色、味、態(tài)密度溶解性毒性可燃性無色、無味、氣態(tài)無色、無味、氣態(tài)密度比空氣大密度比空氣小易溶于水難溶于水無毒有毒,與血紅蛋白相結(jié)合既不能燃燒也不能支持燃燒可燃火焰呈藍色吸入過多導(dǎo)致窒息，所以進入地窖要做燈火實驗●要點2二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗、方法對比CO2CO還原性與水反應(yīng)與堿反應(yīng)檢驗方法無還原性有還原性，能還原Fe2O3生成碳酸不與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)不與NaOH反應(yīng)①使澄清石灰水變渾濁②使紫色石蕊溶液變色③使燃著的木條熄滅①檢驗生成的氣體②通過灼熱的氧化銅，黑色粉末變紅色，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁CO2

的用途和危害①干冰作制冷劑，用于

。

②CO2可用于滅火，利用了CO2的三條性質(zhì)：

、、。③CO2可以作為氣體肥料的原因：

。④大氣中CO2含量增加，造成

?！褚c3二氧化碳的用途與危害制冷不能燃燒不能支持燃燒密度比空氣大促進植物進行光合作用溫室效應(yīng)●要點4二氧化碳的實驗室制法如圖是實驗室制取CO2

的操作過程，

(2)反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)： (3)驗證二氧化碳的方法：將氣體通入澄清的石灰水中，澄清石灰水

變渾濁證明是二氧化碳氣體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

驗滿方法是(1)原料名稱：和(4)收集CO2

的方法是，因為CO2的密度

且CO2，所以CO2不能用排水法收集。石灰石(大理石)稀鹽酸CO2＋Ca(OH)2)CaCO3↓＋H2O將燃燒的木條放在瓶口，若木條熄滅則表示氣體已經(jīng)收集滿CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O向上排空氣法比空氣的大可溶于水●要點7幾個需要注意的問題1.實驗室中制取二氧化碳時，需要注意三個問題：(1)不用碳酸鈉粉末代替石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2的原因是：

(2)不用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取CO2的原因是：反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應(yīng)進一步進行。(3)不用濃鹽酸與石灰石反應(yīng)制取CO2的原因是：濃鹽酸有揮發(fā)性，導(dǎo)致氣體不純凈。

碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)速度太快，不便控制。2.在實驗室中，制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。

確定氣體發(fā)生裝置時，應(yīng)考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。

確定收集裝置時，應(yīng)考慮生成氣體的密度和溶解性。

綜上所述，制取CO2可用如圖所示的裝置。

其中長頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入液面以下，

形成液封，否則生成的氣體會從其中逸出。3.構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖放出

本網(wǎng)絡(luò)圖包括9個化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中CO與O2

反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)(填“吸收”或“放出”)熱量。2CO＋O22CO2點燃3.構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖1－4－4：放出

圖1－4－4

本網(wǎng)絡(luò)圖包括9個化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中CO與O2

反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)(填“吸收”或“放出”)熱量。

4.含碳元素的化合物大多數(shù)是有機化合物，但有機化合物不包括CO、CO2、H2CO3

以及碳酸鹽。最簡單的有機化合物是甲烷(CH4)，常見的有機化合物有乙醇(C2H5OH)和葡糖糖(C6H12O6)，它們?nèi)紵忌伤投趸肌?CO＋O22CO2點燃考點2二氧化碳的實驗室制法【例2】(2013德陽)請根據(jù)下列裝置回答有關(guān)問題：圖1－4－6(2)若用上述裝置制取二氧化碳，則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳氣體，其裝置接口的

連接順序是(用接口字母順序從左至右連接)、、、。

檢驗二氧化碳是否集滿的方法是：。(1)有標(biāo)號儀器的名稱：①為

；②為

。

a

c

b

g用燃著的木條放在集氣瓶口CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O錐形瓶水槽2.(2013大連)用以下裝置進行氣體的實驗室制取和性質(zhì)實驗。圖1－4－7

實戰(zhàn)體驗

(1)選擇裝置A用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣的化學(xué)方程式為

，用排水法收集氧氣的依據(jù)是(2)用裝置B制二氧化碳的化學(xué)方程式為 ，檢驗二氧化碳已收集滿的方法是 ，長頸漏斗末端位于液面下的原因是。。將帶火星的木條放在瓶口，形成液封防止氣體逸出

(3)將二氧化碳通入裝置C中，紫色石蕊溶液變紅的原因用化學(xué)方程式表示為

。氧氣不易溶于水2KClO32KCl＋3O2↑MnO2△CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑若熄滅證明已滿H2O＋CO2H2CO33.請根據(jù)圖1－4－8中A、B兩圖回答下列問題。圖1－4－8(1)儀器a的名稱是。長頸漏斗(2)寫出錐形瓶內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(3)錐形瓶內(nèi)的反應(yīng)進行較長時間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是。(4)如圖1－4－8B所示，將一瓶二氧化碳氣體慢慢倒入放著蠟燭的燒杯中，發(fā)現(xiàn)上層蠟燭先熄滅，原因是。長頸漏斗下端未伸入液面，造成氣體逸出上層燃著的蠟燭先接觸倒入的二氧化碳CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑考點3一氧化碳的性質(zhì)和用途

【例3】(2012麗水)某氣體可能由CO、CO2、H2、HCl中的一種或幾種組成。為研究其組成，某興趣小組的同學(xué)按如圖1－4－9裝置進行實驗(有些固定裝置已經(jīng)省去)。請回答：圖1－4－9

(1)若該氣體中含有H2，則能觀察到的實驗現(xiàn)象是 。 (2)按上述裝置進行實驗，觀察到A處沒有明顯現(xiàn)象，據(jù)此現(xiàn)象，你能確定氣體中CO2

的存在嗎？若能，請說明理由；若不能，請你在不影響其他氣體檢驗的前提下，對上述裝置提出一個簡單的改進方案，使實驗?zāi)艽_定CO2

是否存在。思路點撥H2

具有還原性，能使CuO

還原為紅色光亮的銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2＋CuOCu＋H2O。無水硫酸銅遇水變藍色，實驗室根據(jù)這一性質(zhì)檢驗水的存在。若該氣體中含有H2，則能觀察到的實驗現(xiàn)象是C處黑色粉末變紅，D處白色粉末變藍?！鰿處黑色粉末變紅，D處白色粉末變藍

本題難點在于：氣體中可能含有HCl，如果HCl存在，通過裝置A，HCl與Ca(OH)2

發(fā)生中和反應(yīng)，即使氣體中含有CO2，通過A時也會沒有任何現(xiàn)象。因此，按上述裝置進行實驗，觀察到A處沒有明顯現(xiàn)象，并不能確定氣體中是否存在CO2。應(yīng)該在A、B之間再增加一個A裝置，如果這個裝置中石灰水變渾濁，則證明原氣體中有CO2；若不變渾濁，則原氣體中不含CO2。答案(1)C處黑色粉末變紅，D處白色粉末變藍(2)在A、B裝置之間再連接一個裝有澄清石灰水的洗氣瓶?？諝釵2CO

4.(2013德州)對于化學(xué)反應(yīng)，我們不但要考慮加入的試劑，還要考慮環(huán)境中的其他物質(zhì)對化學(xué)反應(yīng)的影響。教材中“木炭還原氧化銅”的實驗(如。圖1－4－10)，你認(rèn)為試管A中的物質(zhì)除木炭與氧化銅外，還包括 (1)根據(jù)你所學(xué)化學(xué)知識猜測：試管A中，除C、CuO外，還可能有物質(zhì)(用化學(xué)式，下同)參與反應(yīng)。除木炭可以還原氧化銅外，經(jīng)反應(yīng)生成的也可以還原氧化銅。寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：。要排除環(huán)境對該反應(yīng)的影響，你認(rèn)