本單元是中考出題的熱點,主要內(nèi)容有:碳的幾種單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及主要用途,C、CO還原氧化銅的探究實驗,實驗室制取CO2的反應(yīng)原理、裝置、收集方法,CO2的化學(xué)性質(zhì)及用途和“溫室效應(yīng)”。在中考中常以選擇題、簡答題(探究、拓展、開放)形式出現(xiàn)。
【知識點網(wǎng)絡(luò)】
單 質(zhì) 的 碳 |
天 然 存 在 |
金剛石 |
自然界中最硬的物質(zhì),可用于制鉆石、刻劃玻璃、鉆探機(jī)的鉆頭等。 | |||
石墨 |
最軟的礦物之一,有導(dǎo)電性,潤滑性?捎糜谥沏U筆芯、電池的電極、電車的滑塊等 | |||||
C60 |
由60個碳原子構(gòu)成的分子,形似足球,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 | |||||
無 定 形 碳 |
木炭 |
活性炭、木炭具有強(qiáng)烈的吸附性 | ||||
活性碳 | ||||||
炭墨 |
炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。 | |||||
焦炭 |
冶鐵 | |||||
化 學(xué) 性 質(zhì) |
穩(wěn)定性 |
常溫下性質(zhì)穩(wěn)定 | ||||
可燃性 |
完全燃燒(氧氣充足) |
生成CO2:C+O2點燃CO2 | ||||
不完全燃燒(氧氣不充足) |
生成CO:2C+O2點燃2CO | |||||
還原性 |
C+2CuO高溫 2Cu+CO2↑ (置換反應(yīng))應(yīng)用:冶金工業(yè) | |||||
碳的氧化物 |
一氧化碳 |
物理性質(zhì) |
無色,無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,高壓低溫下可得固體----干冰 | |||
化學(xué) 性質(zhì) |
一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒,不能供給呼吸 | |||||
與水反應(yīng)生成碳酸: CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變紅, H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不穩(wěn)定,易分解 | ||||||
能使澄清的石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反應(yīng)用于檢驗二氧化碳。 | ||||||
二氧化碳 |
與灼熱的碳反應(yīng): C+CO2高溫2CO (吸熱反應(yīng),既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng),CO2是氧化劑,C是還原劑) | |||||
制 法 |
工業(yè)制法 |
煅燒石灰石:CaCO3高溫CaO+CO2↑ | ||||
實驗室制法 |
原理 |
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ | ||||
裝置 |
固液不加熱制氣體裝置 | |||||
收集 |
向上排空氣法 | |||||
驗滿 |
用燃著的木條,放在集氣瓶口。 | |||||
檢驗方法 |
將制得的氣體通入澄清的石灰水,如能渾濁,則是二氧化碳。 | |||||
用途 |
滅火 、干冰用于人工降雨、制冷劑、光合、溫室肥料 |
【典型題例】
例1:請認(rèn)真閱讀下列短文,并應(yīng)用所學(xué)過的知識回答問題
氨氣(NH3)在通常狀況下是一種無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,極易溶于水,其水溶液稱為氨水。其在加熱和催化劑存在的條件下,氨氣能跟氧氣起反應(yīng)生成一氧化氮和水。在常溫下氨氣還能跟酸、CaCl2和CuSO4等物質(zhì)起反應(yīng)。
實驗室常用加熱氯化銨和熟石灰兩種固體混合物來制取氨氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式:
問:1.實驗室制。ú话ㄊ占┌睔獾难b置,可選用制取____(H2或O2或CO2)的裝置。其理由是____,收集氨氣可用____法。
2.若要制得干燥的氨氣,可用____做干燥劑。
3.為防止氨氣污染空氣,可以用水吸收,應(yīng)選用下圖裝置中的____(填序號)。
A B C
解析 這是一道信息給予題,考查學(xué)生知識遷移能力和解題能力。此題考查對未學(xué)過的氣體如何選用氣體的發(fā)生裝置、收集方法及尾氣處理方法,選用發(fā)生裝置的依據(jù)主要由制取氣體的原料狀態(tài)和反應(yīng)條件來決定。初中階段適用于固體與固體之間反應(yīng),需要加熱制取氣體裝置(如制氧氣);適用于固體和液體之間的反應(yīng),需要不加熱制取氣體裝置(如制氫氣)。根據(jù)題中所給的制取氨氣的反應(yīng)條件、原料狀態(tài),應(yīng)選用與制氧氣一樣的裝置。
答案:1.O2 反應(yīng)物為固體與固體,且反應(yīng)需加熱 向下排空氣法
2.氫氧化鈉或堿石灰等 3.A
例2:水蒸氣通過灼熱的煤所制得的水煤氣,其主要成分是CO、H2,還含有少量的CO2和水蒸氣。如用下列裝置設(shè)計一個實驗以證明水煤氣中含有CO和H2,試回答:
(1)連接上述所有裝置的正確順序是(用甲、乙、丙、丁、戊填入方框內(nèi))
水煤氣→□→□→□→□→□→點燃。
。2)氣體經(jīng)過丙、丁、戊裝置都應(yīng)從____進(jìn)入。
(3)請說出各裝置在本實驗中的作用:
甲_____ 乙____ 丙____ 丁____ 戊____
解析 考查學(xué)生綜合素質(zhì)和解題能力。在檢驗生成物前要除去干擾物質(zhì)二氧化碳和水蒸氣。氣體的除雜通常要把干燥放在最后一步,而水蒸氣的檢驗通常要放在氣體之前。氣體通過洗氣瓶時要“長進(jìn)短出”。
答案:(1)丙、戊、甲、乙、丁 (2) 長管
。3) 甲:在加熱條件下還原氧化銅 乙:檢驗水蒸氣 丙:除二氧化碳 丁:檢驗新生成的二氧化碳 戊:除水蒸氣。
【鞏固練習(xí)】
1.(2008年三明市)在化學(xué)的學(xué)習(xí)中,同學(xué)們知道:聚乙烯塑料只含C、H兩種元素,如用焚燒方法處理廢棄塑料會造成大氣污染;瘜W(xué)興趣小組對聚乙烯塑料在空氣中燃燒生成的碳的氧化物物組成進(jìn)行探究。
【提出猜想】A. 只有CO2 B. 只有CO C. 既有CO2,也有CO
【查閱資料】微量CO遇到浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀黃色試紙,門立即變藍(lán);而CO2遇該試紙不變色
【設(shè)計方案】化學(xué)興趣小組在老師的指導(dǎo)下,設(shè)計下圖所示實驗,通過觀察裝置B、裝置C的實驗現(xiàn)象,驗證猜想。
【實驗探究】請你幫助他們寫成實驗報告。
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論及化學(xué)方程式 |
點燃酒精燈加熱,隨即打開彈簧夾,通入干燥的空氣。 觀察裝置B、裝置C中的現(xiàn)象 |
裝置B中的現(xiàn)象是:
裝置C中的現(xiàn)象是:
|
聚乙烯塑料在空氣中燃燒,生成碳的氧化物中,既有CO2,也有CO。 裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為: |
【討論】
。1) 根據(jù)實驗結(jié)論,從環(huán)保角度考慮,實驗中應(yīng)對尾氣進(jìn)行處理。處理方法是
。
。2) 聚乙烯塑料在空氣中燃燒,生成物中除了CO2、CO外,還應(yīng)有的物質(zhì)是 。
2.(2008山東菏澤)某同學(xué)設(shè)計右圖所示的實驗裝置,進(jìn)行一氧化碳還原氧化銅的實驗。試回答:
。╨)該裝置存在的一個主要問題是 ,
你的改進(jìn)方法是 ,
(2)實驗開始時,是先給氧化銅加熱,還是先通人一氧化碳?
(3)實驗過程中,圖中A處能觀察到的實驗現(xiàn)象是 。
發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為  , ; 。
B處觀察到的實驗現(xiàn)象是 。
。4)實驗過程中,一氧化碳和氧化銅反應(yīng)不僅能生成銅,還可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅(化學(xué)式為Cu2O)。如果要對反應(yīng)后A處殘留固體的組成進(jìn)行探究,試猜想殘留固體的組成有哪幾種可能?
.
答案:
1.黃色試紙變藍(lán);澄清石灰水變渾濁;Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
⑴ 將尾氣收集到氣囊中(或?qū)⑽矚恻c燃) ⑵水 (或H2O)
2. (1)缺少尾氣的處理裝置,而把一氧化碳直接排放到空氣中了。
在出氣口處添加一燃著的酒精燈,把未反應(yīng)的一氧化碳燃燒掉。
(2)先通入一氧化碳
(3)黑色的固體逐漸變成亮紅色的固體 CuO+CO==Cu+CO2 澄清的石灰水:變渾濁
(4)全部為銅; 銅和氧化銅的混合物; 銅和氧化亞銅的混合物; 氧化銅、氧化亞銅的
混合物; 銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物。
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