第06單元碳和碳的氧化物第06單元碳和碳的氧化物一、碳單質(zhì)1.金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種不同的單質(zhì)。

2.在一定條件下，將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化。3.金剛石、石墨、C60性質(zhì)不同的原因：碳原子的排列方式不同。4.C60是由分子構(gòu)成的，C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的，它形似足球，這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。5.金剛石與石墨的性質(zhì)與用途性質(zhì)

用途金剛石無(wú)色透明的正八面體形狀的固體，是自然界中硬度最大的物質(zhì)金剛石有光澤可用于制作裝飾品不能導(dǎo)電金剛石硬度大可用于裁玻璃石墨顏色、狀態(tài)深灰色、有金屬光澤、不透明的細(xì)磷片狀固體石墨深灰色、質(zhì)軟可用于制作筆芯石墨具有滑膩感可用于制作潤(rùn)滑劑硬度很軟、滑膩感導(dǎo)電性能導(dǎo)電石墨能導(dǎo)電可用于制作電池電極6.生活中常見(jiàn)含碳單質(zhì)的混合物有木炭、焦炭、活性炭以及炭黑7.木炭和活性炭的吸附性【實(shí)驗(yàn)6-1】在盛有半瓶水的錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。投入幾塊烘烤的木炭（或活性炭），輕輕振蕩錐形瓶，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象溶液顏色由紅色逐漸變淺，最后褪去分析木炭具有吸附性8.單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)：（1）常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。受日光照射或與空氣，水充分接觸時(shí)都不易發(fā)生反應(yīng)；需要長(zhǎng)期保存的檔案用碳素墨水書(shū)寫。（2）可燃性：碳在氧氣充足時(shí)燃燒生成二氧化碳，在氧氣不充足時(shí)生成一氧化碳。分別寫出化學(xué)方程式：C+O2CO2、2CO+O22CO2（3）還原性，可用于冶金工業(yè)木炭還原性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：完成實(shí)驗(yàn)6-2，觀察記錄現(xiàn)象、分析原因，掌握碳與某些氧化物反應(yīng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:現(xiàn)象加熱時(shí)，導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡產(chǎn)生。過(guò)一會(huì)黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁。分析開(kāi)始加熱時(shí)，試管中的空氣因受熱膨脹而逸出；加熱一段時(shí)間后，溫度到達(dá)高溫時(shí)，木炭與氧化銅發(fā)生反應(yīng)，生成紅色的物質(zhì)和使石灰水變渾濁的氣體。（1）澄清石灰水發(fā)生了什么變化？這一變化說(shuō)明生成了什么物質(zhì)？該物質(zhì)是怎樣生成的？石灰水變渾濁了；這一變化說(shuō)明生成了二氧化碳；該物質(zhì)是碳原子獲得了氧原子形成的。（2）試管中氧化銅發(fā)生了什么變化？這一變化說(shuō)明生成了什么物質(zhì)？該物質(zhì)是怎樣生成的？黑色的氧化銅變成了光亮紅色物質(zhì)；這一變化說(shuō)明生成了銅；氧化銅失去了氧原子；碳與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2CuO2Cu+CO2↑。木炭在高溫下還原氧化銅的反應(yīng)中，C發(fā)生了氧化反應(yīng)，CuO發(fā)生了還原反應(yīng)，該反應(yīng)說(shuō)明碳具有還原性。利用上述反應(yīng)，可將氧化銅煉成金屬銅。二、碳的氧化物1.二氧化碳和一氧化碳都是由碳和氧元素組成，一個(gè)二氧化碳分子比一個(gè)一氧化碳分子多1個(gè)氧原子，導(dǎo)致它們的分子結(jié)構(gòu)不同，使得它們的性質(zhì)有很大不同。2.一氧化碳、二氧化碳物理性質(zhì)的比較：3.一氧化碳、二氧化碳化學(xué)性質(zhì)的比較:4.二氧化碳的用途（1）常用于滅火。（2）干冰用于人工降雨，作制冷劑等，因?yàn)楦杀苌A吸熱。（3）作溫室氣體肥料，因?yàn)槎趸伎梢源龠M(jìn)植物光合作用。（4）作化工原料，可以生產(chǎn)尿素、純堿等。三、二氧化碳的制取1.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的思路藥品發(fā)生裝置收集裝置檢驗(yàn)方法驗(yàn)滿方法塊狀石灰石或大理石、稀鹽酸將氣體通入澄清的石灰水中，若渾濁說(shuō)明是二氧化碳將燃著的木條放在集氣瓶口，若熄滅說(shuō)明已經(jīng)收集滿二氧化碳?xì)怏w2.歸納制取二氧化碳?xì)怏w的實(shí)驗(yàn)步驟：①確定反應(yīng)原理（選擇藥品）②確定裝置（發(fā)生裝置、收集裝置）③檢查氣密性④添加藥品（石灰石和稀鹽酸）⑤反應(yīng)并收集氣體（向上排空氣法）⑥驗(yàn)滿⑦整理裝置3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）為什么長(zhǎng)頸漏斗下端必須浸沒(méi)在液面以下？防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗口逸出（2）為什么導(dǎo)管稍微露出橡皮塞？便于排出氣體（3）為什么導(dǎo)管要接近集氣瓶的底部？能充分排走集氣瓶中的空氣1.不能準(zhǔn)確判斷物質(zhì)的還原性和還原反應(yīng)。2.不能理解裝置的使用原理3.不明確氣體的收集原理4.不了解二氧化碳通入石蕊溶液使其變紅的原理1.點(diǎn)燃的鎂條可以在CO2中繼續(xù)燃燒，生成碳和氧化鎂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式;反應(yīng)中具有還原性的物質(zhì)是

；發(fā)生還原反應(yīng)。

【細(xì)剖精析】題目給出了反應(yīng)物和生成物，配平即可，別忘了書(shū)寫條件，燃燒的條件寫成點(diǎn)燃;鎂得到氧,具有還原性;二氧化碳失去氧，發(fā)生還原反應(yīng)。

答案:2Mg+CO22MgO+C

MgCO2

根據(jù)定義判斷，具有還原性的物質(zhì)在反應(yīng)中得到氧，失去氧的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)。得氧氧（化反應(yīng)），失氧還（原反應(yīng)）。2.能用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2，并能隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停的裝置是（

）A.B.C.D.【細(xì)剖精析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和條件，再結(jié)合氣體的壓強(qiáng)及圖示裝置進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常選用石灰石和稀鹽酸或大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取，常溫下石灰石與稀鹽酸或大理石和稀鹽酸只要接觸即可反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；

A.裝置只要打開(kāi)彈簧夾兩種反應(yīng)物即可接觸，當(dāng)關(guān)閉彈簧夾固體和液體無(wú)法分離，故不能讓反應(yīng)停止，故A不符合題意；

B.裝置打開(kāi)彈簧夾兩種反應(yīng)物即可接觸，當(dāng)關(guān)閉彈簧夾試管內(nèi)的壓強(qiáng)增大，就會(huì)將酸壓入長(zhǎng)頸漏斗，實(shí)現(xiàn)固液分離，故B符合題意；

C.裝置中的固體和液體接觸后無(wú)法分離，故C不符合題意；

D.裝置打開(kāi)彈簧夾兩種反應(yīng)物即可接觸，當(dāng)關(guān)閉彈簧夾試管內(nèi)的壓強(qiáng)增大，就會(huì)將酸壓入長(zhǎng)頸漏斗，但不會(huì)全部壓入，固液無(wú)法分離，故D不符合題意。

故選B。先分析裝置的使用原理，再選擇哪個(gè)裝置可以隨開(kāi)隨用、誰(shuí)關(guān)隨停。即讓反應(yīng)物接觸就可以觸發(fā)反應(yīng)；讓反應(yīng)物分離開(kāi)就可以停止反應(yīng)。3.如圖為初中化學(xué)常見(jiàn)氣體的發(fā)生、收集裝置。有關(guān)這些裝置的說(shuō)法不正確的是（）

A.裝置Ⅰ可作為加熱固體制取氣體的發(fā)生裝置B.裝置Ⅱ長(zhǎng)頸漏斗可以用分液漏斗、醫(yī)用注射器代替，用于制取氧氣C.裝置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度與空氣密度差距較大，且不與空氣中各成分反應(yīng)的無(wú)毒氣體D.裝置Ⅳ、Ⅴ都可用于實(shí)驗(yàn)室收集氧氣【細(xì)剖精析】本題主要考查常見(jiàn)氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇。A.裝置Ⅰ制氣體屬于固體加熱型，可作為加熱固體制取氣體的發(fā)生裝置，故A正確；

B.裝置Ⅱ長(zhǎng)頸漏斗可以用分液漏斗、醫(yī)用注射器代替，控制液體的滴加速度，用于制取氧氣，故B正確；

C.裝置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度與空氣密度差距較大，且不與空氣中各成分反應(yīng)的無(wú)毒氣體，并且導(dǎo)管必須伸到集氣瓶的底部，故C正確；

D.氧氣密度比空氣大，裝置Ⅳ不能用于收集氧氣，故D錯(cuò)誤。

故選：D。

根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室制取氣體，“制取”包括發(fā)生裝置和收集裝置；發(fā)生裝置的選定與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件有關(guān)；考慮實(shí)驗(yàn)室選擇氣體收集方法時(shí)，是否能選用排水法要考慮氣體的溶解性和是否與水反應(yīng)；是否能選用排空氣法要考慮氣體的密度比空氣大還是小進(jìn)行分析。

4.為了探究二氧化碳是否能與水發(fā)生反應(yīng)，小林、小偉兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)的方案．小林的實(shí)驗(yàn)方案是將二氧化碳通入紫色石蕊試劑中，觀察溶液的顏色變化，如圖甲所示．小偉的實(shí)驗(yàn)方案是取四朵用石蕊試液染成紫色的干燥小花，按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察小花顏色變化．

請(qǐng)你對(duì)小林、小偉兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究方案的合理性進(jìn)行反思：

①哪個(gè)同學(xué)的方案不合理，并說(shuō)明理由是______；

②往小花（Ⅰ）噴稀醋酸溶液，現(xiàn)象是______；

③通過(guò)步驟（Ⅰ）和步驟（Ⅱ）兩實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論是______；

④把小花（Ⅲ）直接投入干燥的二氧化碳?xì)怏w中，小花不變色，該步驟的目的是______；

⑤噴水后的小花（Ⅳ）放入二氧化碳中，該同學(xué)通過(guò)以上四步實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是：______．【細(xì)剖精析】本題主要考查了二氧化碳的性質(zhì)探究．根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行分析，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸具有酸性，能使石蕊試液變紅，二氧化碳本身不具有酸性．①小林設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能證明是二氧化碳使石蕊變紅還是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸使石蕊變紅；

②醋酸呈酸性，能使紫色石蕊試液變紅；

③通過(guò)步驟（Ⅰ）和步驟（Ⅱ）兩實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論是水不能使紫色石蕊試液變紅；

④把小花（Ⅲ）直接投入干燥的二氧化碳?xì)怏w中，小花不變色，證明二氧化碳不能使石蕊變紅；

⑤小偉同學(xué)進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的實(shí)驗(yàn)可以判斷：紫色石蕊試液遇酸變紅，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸

．故答案為：①小林；不能證明是二氧化碳使石蕊變紅還是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸使石蕊變紅；

②小花變紅；

③水不能使紫色石蕊試液變紅；

④證明二氧化碳不能使石蕊試液變紅；

⑤紫色石蕊試液遇酸變紅，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸．向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳，溶液變紅色，這不是二氧化碳的作用，而是二氧化碳與水反應(yīng)得到的產(chǎn)物碳酸的作用

。實(shí)驗(yàn)探究時(shí),若有多個(gè)影響因素時(shí)，需進(jìn)行多個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，才能得出正確結(jié)論。1.木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)剛開(kāi)始預(yù)熱,試管②中立即產(chǎn)生氣泡,但澄清石灰水不變渾濁,原因是

。(2)繼續(xù)加熱,觀察到黑色粉末中出現(xiàn)紅色物質(zhì),澄清石灰水逐漸變渾濁。請(qǐng)你寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(3)在木炭還原氧化銅的反應(yīng)中

發(fā)生了還原反應(yīng),

是還原劑。(4)停止加熱時(shí),應(yīng)先將導(dǎo)管從試管②中撤出,這樣操作的原因是

。2.如圖是CO與CuO反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是（）

①操作不慎會(huì)引發(fā)爆炸

②說(shuō)明CO具有還原性

③甲裝置中發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng)

④乙裝置作用僅是為了充分利用CO作燃料

A.①②B.①④C.③④D.①②④3.潔凈光亮的鎂條在二氧化碳中可以燃燒，其化學(xué)方程式為：2Mg+CO2

C+2MgO，該反應(yīng)中具有還原性的是()A.MgB.CO2C.CD.MgO4.汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可將污染物CO、NO轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO2和N2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CO+2NO2CO2+N2。該反應(yīng)中的還原劑是（

）A.COB.NOC.CO

D.N2

5.在氧化還原反應(yīng)中，得到氧（即有元素化合價(jià)升高）的物質(zhì)是還原劑；失去氧（即有元素化合價(jià)降低）的物質(zhì)是氧化劑．在反應(yīng)：H2+CuO

Cu+H2O中，屬于還原劑的是

A.H2

B.CuO

C.CuD.H2O6.如圖是“二氧化碳的制取、收集和驗(yàn)滿”的主要實(shí)驗(yàn)步驟，其中操作錯(cuò)誤的是()A.檢查氣密性B.如圖：制取C.如圖：收集D.如圖：驗(yàn)滿7.下面是實(shí)驗(yàn)室依次制備、收集、驗(yàn)證、驗(yàn)滿CO2的裝置，其中正確的是()A.B.C.D.8.實(shí)驗(yàn)室制取CO2的有關(guān)操作如下圖，不正確的是（）A.B.C.D.9.實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式．某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)，探究二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)．

請(qǐng)?zhí)羁眨海?）實(shí)驗(yàn)1采用了科學(xué)探究中的控制變量法，該實(shí)驗(yàn)控制的變量是______．（2）實(shí)驗(yàn)1中干石蕊紙花噴水后放入二氧化碳中，觀察到的現(xiàn)象是________，（3）實(shí)驗(yàn)2是在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，將二氧化碳緩慢通入豎直放置的玻璃管中，能觀察到第_____(填序號(hào))號(hào)棉球先變色，通過(guò)此現(xiàn)象可獲得關(guān)于二氧化碳的另外一條性質(zhì)是_______．10.將二氧化碳通入紫色石蕊試液中，將其溶液加熱，冷卻后再加入一定量的活性炭、振蕩．在這個(gè)過(guò)程中，液體顏色變化的順序是()A.紫→紅→