《碳和碳的氧化物》教案一、主題單元規(guī)劃思維導圖二、單元目標(一)課標要求1.使學生掌握碳的基本性質,知道碳單質的物理性質、用途以及化學性質。2.通過實驗探究認識一氧化碳和二氧化碳的主要性質。3.初步學習二氧化碳的實驗室制法,歸納實驗室制取二氧化碳的一般思路與方法。(二)核心素養(yǎng)要求1.建立化學觀念:物質具有多樣性。物質結構決定性質,物質性質決定用途。2.培養(yǎng)科學思維:運用比較、分析、綜合、歸納等科學方法,提高基于實驗事實進行證據推理的思維能力。綜合訓練一、選擇題(下列每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.我國2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標,彰顯了我國堅持綠色低碳發(fā)展的戰(zhàn)略定力。下列做法符合低碳要求的是()。A.大力發(fā)展火力發(fā)電 B.焚燒垃圾C.推廣使用一次性筷子 D.綠色出行2.下列有關化學用語的說法正確的是()。①C60②CO2③Fe2+④Fe⑤⑥A.①表示60個碳原子 B.②和④均可表示某種物質C.③和⑥均表示陽離子 D.⑤和⑥表示的元素在同一周期3.下列關于碳的單質及其化合物的用途與其所依據的性質不相符合的是()。A.金剛石用于裁玻璃:金剛石的硬度大B.活性炭用作冰箱除臭劑:活性炭具有吸附性C.一氧化碳用于冶煉生鐵:一氧化碳具有可燃性D.干冰用于人工增雨:干冰升華時吸熱4.下圖為金剛石、石墨和C60的結構模型圖(小球表示碳原子)。下列說法錯誤的是()。A.金剛石硬度大,石墨質地較軟,其主要原因是兩者的構成微粒不同B.C60由C60分子構成,其相對分子質量為720C.金剛石、石墨、C60在足量的氧氣中完全燃燒,產物相同D.金剛石、石墨與C60之間的轉化為化學變化5.食品保鮮常常用到干冰。課外實踐小組的同學們利用保鮮袋中的干冰設計并完成了如圖所示的實驗探究,有關實驗現象或分析正確的是()。A.Ⅰ靜置,燒杯內氣球無明顯現象B.Ⅱ加水后燒杯內只發(fā)生物理變化C.Ⅲ燒杯內形成白霧的原因是干冰升華吸熱D.Ⅳ紫色石蕊溶液不變色6.右圖是某學生設計的實驗裝置(已知:無水氯化鈣可以用來干燥氣體),下列說法正確的是()。A.圖中的無水氯化鈣可以用氫氧化鈣代替B.實驗中觀察到干石蕊紙花不變色,濕石蕊紙花變紅色C.該實驗不能證明二氧化碳能與水反應D.該實驗能得出CO2的密度比空氣的密度大的結論7.為驗證綠色植物在光照下能產生氧氣,小金將如圖所示裝置放在陽光下一段時間,用帶火星的木條檢驗試管內氣體,出現復燃現象。下列敘述正確的是()。A.該實驗中起對照作用的變量是有無金魚藻B.選水生植物金魚藻作實驗材料的優(yōu)點是便于觀察和收集氣體C.該實驗證明植物在光照下產生氧氣的同時也能吸收二氧化碳D.該實驗若在無光條件下進行,實驗結果完全相同8.下列制取、收集、驗滿、檢驗CO2的裝置和原理能達到實驗目的的是()。9.某興趣小組的同學為了探究氧化銅與一氧化碳的反應,用如圖所示裝置進行實驗(一氧化碳足量)。下列有關說法錯誤的是()。A.實驗前應先加熱氧化銅,再將一氧化碳注入長柄U形玻璃管內B.實驗過程中可觀察到黑色固體變?yōu)榧t色C.該實驗體現了一氧化碳可以還原氧化銅D.裝置末端連接的氣球的作用之一是收集尾氣10.(2023·四川宜賓中考)如圖所示,杠桿已調至平衡。向集氣瓶內緩慢通入一定量的CO2氣體,稍后再倒入濃NaOH溶液(液面不接觸乒乓球)。下列說法正確的是()。提示:NaOH可以與CO2反應,但不與H2反應。A.通入CO2氣體后,左端乒乓球下降B.整個過程中乒乓球位置始終沒有變化C.倒入濃NaOH溶液后,杠桿逐漸恢復原狀D.其他條件不變,將CO2換成H2會產生同樣現象二、填空題11.在我們生活的世界里,有限的元素組成了形形色色的物質,而且物質還在不斷地變化著。請按要求回答下列問題。(1)生活中接觸到“加鐵醬油”“加碘食鹽”等中的鐵、碘指的是(填“單質”“原子”或“元素”)。

(2)砷的元素符號為As,成語“信口雌黃”中的“雌黃”即三硫化二砷,請寫出其化學式:。

(3)空氣中二氧化碳含量過高會加劇溫室效應,除二氧化碳外,也能引起溫室效應的氣體有(任寫一種)。

(4)甲、乙、丙均為目前化學中所學的常見物質,其中有一種物質是單質,另兩種物質是氧化物,它們的轉化關系如圖所示(“→”表示某物質通過一步反應可以轉化為另一種物質;部分反應物、生成物、反應條件已經略去)。①若甲、乙為氧化物,則丙物質的化學式為。

②若甲為單質,乙的相對分子質量大于丙,則以下說法正確的是(填字母)。

A.甲一定是碳單質 B.反應③屬于還原反應C.乙、丙組成元素相同 D.反應④一定屬于化合反應12.白堊與大理石、石灰石的主要成分相同,下圖是以白堊為原料制取輕質碳酸鈣的流程圖,回答有關問題。(1)白堊主要成分的化學式為。

(2)寫出物質X的一種用途:。

(3)該流程中金屬元素為價。

(4)步驟Ⅱ屬于基本反應類型中的。

(5)步驟Ⅲ的化學方程式為。

三、實驗及探究題13.某化學興趣小組同學在實驗室設計和組裝儀器制取CO2并驗證CO2的性質。(1)檢查裝置氣密性后,在多孔隔板上放入適量大理石塊,長頸漏斗中加入稀鹽酸,試管中產生大量氣泡。寫出該反應的化學方程式:。

(2)選擇裝置B收集二氧化碳,理由是,驗證二氧化碳已集滿的實驗操作是。

(3)連接A、D裝置,通過觀察燒杯中兩支蠟燭熄滅的先后順序來確定二氧化碳與空氣密度的大小。該小組部分成員認為實驗結論不可靠,理由是。

(4)實驗過程中,試管內壓強的變化如圖E所示,下列敘述正確的是(填字母)。a.FG段試管中液面逐漸下降b.GH段試管中固體與液體脫離c.HI段沒有二氧化碳氣體輸出14.在探究課上,老師給同學們一包黑色粉末,該粉末是由鐵粉和氧化銅粉末中的一種或兩種組成。為了確定該粉末的成分,同學們進行如下探究。【猜想假設】猜想一:黑色粉末是鐵粉;猜想二:黑色粉末是氧化銅粉末;猜想三:黑色粉末是。

【設計方案】取少量黑色粉末,放入硬質玻璃管中,通入一氧化碳氣體,片刻后加熱充分反應。(一氧化碳足量,實驗裝置如圖所示)請?zhí)顚懴卤怼?不考慮鐵粉和氧化銅粉末可能發(fā)生反應)實驗中可能出現的現象結論猜想一成立黑色粉末全部變紅,澄清石灰水變渾濁猜想二(填“成立”或“不成立”)

猜想三成立【實驗結論】經過分析實驗現象,確認猜想三成立?！痉此荚u價】(1)從環(huán)保角度上看,上述設置有不足之處,改進措施是。

(2)猜想二玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式是。四、分析計算題15.興趣小組的同學為了探測雞蛋殼中碳酸鈣的含量,從家里收集了雞蛋殼清洗干燥后帶到學校實驗室。取5.5g雞蛋殼樣品于燒杯中,加入稀鹽酸至不再產生氣泡(假設雞蛋殼中其他成分不與稀鹽酸反應,生成的氣體全部逸出),共加入稀鹽酸50g,此時燒杯內混合物的質量為53.3g。(1)計算生成二氧化碳的質量(要求寫出計算過程)。(2)計算該雞蛋殼中碳酸鈣的質量分數(結果保留到0.1%)。答案：1.D解析:大力發(fā)展火力發(fā)電,會產生空氣污染物,增加二氧化碳的排放,不符合低碳要求,A項錯誤;焚燒垃圾會產生大量的二氧化碳,不符合低碳要求,B項錯誤;使用一次性筷子,會消耗木材,減少二氧化碳的吸收量,不符合低碳要求,C項錯誤;綠色出行,降低能耗,減少二氧化碳的排放,符合低碳要求,D項正確。2.B解析:C60表示1個C60分子中含有60個碳原子,A項錯誤;CO2表示二氧化碳,Fe表示鐵,B項正確;③為帶正電荷的陽離子,⑥中質子數小于核外電子數,屬于陰離子,C項錯誤;原子中的質子數等于核外電子數,則⑤對應的原子的核外電子排布為2、8、2,核外有三個電子層,而⑥對應的原子的核外電子排布為2、7,核外有兩個電子層,由于原子的核外電子層數等于元素所在周期數,則⑤和⑥表示的元素不在同一周期,D項錯誤。3.C解析:金剛石是天然存在的最硬的物質,可用于裁玻璃,物質用途與其所依據的性質相符合,A項正確;活性炭具有吸附性,能吸附色素和異味,可用作除臭劑,物質用途與其所依據的性質相符合,B項正確;一氧化碳用于冶金工業(yè)是由于一氧化碳可以將生鐵還原成鐵,物質用途與其所依據的性質不相符合,C項錯誤;干冰用于人工增雨是由于干冰易升華同時吸收大量的熱,物質用途與其所依據的性質相符合,D項正確。4.A解析:金剛石和石墨都由碳原子構成,金剛石硬度大,石墨質地較軟,主要是因為兩者的碳原子排列方式不同,A項錯誤;C60由C60分子構成,其相對分子質量為12×60=720,B項正確;金剛石、石墨、C60都由碳元素組成,在足量的氧氣中完全燃燒,產物均為CO2,C項正確;金剛石、石墨與C60是不同的物質,它們之間的轉化為化學變化,D項正確。5.C解析:干冰是固態(tài)的二氧化碳,干冰升華變成二氧化碳氣體,二氧化碳的密度比空氣的密度大,所以靜置,燒杯內氣球會上浮,A項錯誤;加水后燒杯內的二氧化碳會與水反應生成碳酸,該過程中有新物質生成,發(fā)生了化學變化,B項錯誤;干冰升華會吸熱,所以在燒杯內會形成白霧,C項正確;二氧化碳與水反應生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液變紅,D項錯誤。6.B解析:氫氧化鈣能夠與二氧化碳反應,因此題圖中的無水氯化鈣不可以用氫氧化鈣代替,A項錯誤。二氧化碳與水反應生成碳酸,碳酸可使石蕊變紅,因此實驗中觀察到干石蕊紙花不變色,濕石蕊紙花變紅色,B項正確。二氧化碳與水反應生成碳酸,碳酸可使石蕊變紅;實驗中觀察到干石蕊紙花不變色,濕石蕊紙花變紅色,該實驗能證明二氧化碳能與水反應,C項錯誤。干冰升華得到二氧化碳氣體,該實驗不能得出CO2的密度比空氣的密度大的結論,D項錯誤。7.B解析:該實驗中并沒有設置對照實驗,所以沒有變量,A項錯誤。陸生植物進行光合作用產生的氧氣不好收集,所以選擇水生植物金魚藻,利用此裝置,便于觀察和收集產生的氣體,B項正確。根據氧氣能助燃、能使帶火星的木條重新燃燒的特性,取出試管,將帶火星的木條伸入試管內,若木條復燃,則證明是氧氣;植物進行光合作用吸收二氧化碳,產生氧氣,該實驗不能證明金魚藻吸收二氧化碳,C項錯誤。光合作用的條件是光,在無光條件下植物不能進行光合作用,因此實驗結果不相同,D項錯誤。8.D解析:用此裝置制取二氧化碳,長頸漏斗的末端要在液面以下,防止氣體從長頸漏斗逸出,A項錯誤;二氧化碳的密度比空氣的密度大,可用向上排空氣法收集,B項錯誤;氣體的驗滿在瓶口處進行,C項錯誤;二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,檢驗二氧化碳用澄清石灰水,D項正確。9.A解析:一氧化碳不純時加熱會發(fā)生爆炸,則應先通入一氧化碳,除去裝置中的空氣后再加熱氧化銅,A項錯誤;一氧化碳能與黑色的氧化銅反應生成紅色的銅和二氧化碳,則可觀察到黑色固體變?yōu)榧t色,B項正確;該反應中,一氧化碳將氧化銅中的氧元素奪走,證明一氧化碳可以還原氧化銅,C項正確;由于一氧化碳有毒,會污染空氣,則裝置末端連接的氣球的作用是收集一氧化碳,防止污染空氣,D項正確。10.C解析:二氧化碳的密度比空氣的密度大,通入CO2氣體后,左端乒乓球受到的浮力增大,左端乒乓球上升,右端乒乓球下降,A項錯誤;整個過程中左端乒乓球受到的浮力由增大到不變,兩端乒乓球位置會有變化,B項錯誤;倒入濃NaOH溶液后,氫氧化鈉與二氧化碳反應,二氧化碳逐漸被吸收,充分反應后,集氣瓶內氣體恢復為原來成分,杠桿逐漸恢復原狀,C項正確;H2的密度比空氣的密度小,與濃NaOH溶液不反應,將CO2換成H2,左端乒乓球下降,右端乒乓球上升,D項錯誤。11.(1)元素(2)As2S3(3)O3或CH4(合理即可)(4)①O2②BC解析:(1)生活中接觸到“加鐵醬油”“加碘食鹽”等中的“鐵”“碘”不是以單質、分子、原子等形式存在,這里所指的“鐵”“碘”是強調存在的元素,與具體形態(tài)無關。(2)三硫化二砷可根據讀法反推,化學式可寫為As2S3。(3)二氧化碳含量過高會加劇溫室效應,形成溫室效應的氣體,除二氧化碳外,還有臭氧、甲烷、一氧化二氮等其他氣體。(4)①若甲、乙為氧化物,則丙物質一定是單質,根據它們的轉化關系,推斷甲為過氧化氫,乙為水,丙為氧氣,代入圖中關系驗證:過氧化氫分解為水和氧氣;水電解分解為氧氣和氫氣;氫氣在氧氣中燃燒生成水,驗證正確,故丙為O2。②若甲為單質,則乙、丙為氧化物,乙的相對分子質量大于丙,可推斷甲為碳或氧氣,乙為二氧化碳,丙為一氧化碳,代入圖中關系驗證:碳充分燃燒生成二氧化碳;碳不充分燃燒生成一氧化碳;二氧化碳被碳還原可生成一氧化碳;一氧化碳燃燒可生成二氧化碳或一氧化碳還原氧化鐵等也可得到二氧化碳。甲可能是碳,也可能是氧氣,A項錯誤;反應③是二氧化碳被還原為一氧化碳,屬于還原反應,B項正確;乙、丙為一氧化碳和二氧化碳,組成元素相同,C項正確;反應④是一氧化碳燃燒生成二氧化碳或一氧化碳還原氧化鐵得到二氧化碳,故不一定屬于化合反應,D項錯誤,故選BC。12.(1)CaCO3(2)制碳酸飲料(合理即可)(3)+2(4)化合反應(5)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O解析:(1)白堊與大理石、石灰石的主要成分相同,都是碳酸鈣,化學式為CaCO3;(2)碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,二氧化碳可用于制碳酸飲料等;(3)該流程中涉及的物質有碳酸鈣、氧化鈣、二氧化碳、氫氧化鈣,其中金屬元素為鈣元素,為+2價;(4)步驟Ⅱ是氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,該反應符合“多變一”的特征,屬于化合反應;(5)步驟Ⅲ是二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水,化學方程式為Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。13.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑(2)二氧化碳的密度比空氣的密度大將燃著的木條放在集氣瓶口,木條熄滅,說明已經集滿(3)短蠟燭先接觸到二氧化碳(4)ab解析:(1)該反應為大理石的主要成分碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水,該反應的化學方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(2)選擇裝置B收集二氧化碳,理由是:二氧化碳的密度比空氣的密度大;二氧化碳不燃燒、不支持燃燒。二氧化碳驗滿:將燃著的木條放在集氣瓶口,木條熄滅,說明已經集滿。(3)該實驗中,導管伸到了燒杯底部,短蠟燭先接觸到二氧化碳,無論二氧化碳的密度是否比空氣的密度大,短蠟燭均先熄滅,故該結論不可靠。(4)FG段壓強增大,稀鹽酸被壓入長頸漏斗中,故試管中液面下降,a符合題意;GH段壓強不變,是因為試管中固體與液體脫離,反應停止,b符合題意;HI段壓強下降,是因為打開彈簧夾