新课标RJ2020中考化学复习方案主题一身边的化学物质第05课时碳和碳的氧化物课件

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第 5 课时 碳和碳的氧化物 主题一　身边的化学物质 考点一　碳单质 1. 金刚石、石墨、 C 60 物理性质 用途 外观 硬度 其他 金刚石 无色透明、正八面体形状 天然物质中最硬 作 装饰品 , 制 　　　　   石墨 深灰色 、有金属光泽、细鳞片状固体 很软 具有 优良 的 　　　　　 , 有 滑腻感   制 　　　　 、铅笔芯、润滑剂   玻璃刀 导电性 电极 物理性质 用途 外观 硬度 其他 C 60 分子形似 　　　   用于超导、催化、材料等领域 （续表） 足球 2. 木炭、活性炭 : 主要成分也是碳单质 , 结构与石墨类似。木炭和活性炭都具有 　　　　 能力 , 如木炭用来吸附工业产品里的色素和消除异味 , 活性炭用在防毒面具中吸附毒气。   【 注意 】 ①一种元素可以组成不同种单质。②金刚石、石墨由于构成它们的碳原子排列方式不同 , 导致它们在物理性质上差异很大。③木炭、活性炭的吸附性是物理性质。 吸附 3. 碳单质的化学性质 (1) 碳的单质在常温下化学性质 　 。   在高温下碳能与多种物质发生反应。 (2) 可燃性 完全燃烧 ( 氧气充足 ):C+O 2 　　　　 。   不完全燃烧 ( 氧气不充足 ): 　　 C+O 2 　 。   (3) 还原性 ① 木炭还原氧化铜的实验。 不活泼 CO 2 2 2CO a. 实验装置 : 见图 5-1 。 b. 实验现象 : 黑色固体逐渐变成 　　　 , 澄清石灰水变 　　　 。   c. 化学方程式 : 　　 CuO+C 　   ( 氧化剂是 　　　　 , 还原剂是 　 　 ) 。   ② 碳在高温下还原二氧化碳。 CO 2 +C 　　　　 。   图 5-1 【 注意 】 在酒精灯上加网罩是为了使火焰集中并提高温度。 红色 浑浊 2 2Cu+CO 2 ↑ CuO C 2CO 考点二　二氧化碳 1. 物理性质 　　 色 　　 味的气体 , 　　　 溶于水 , 密度比空气 　　　 , 加压降温的情况下 , 二氧化碳会变成固体 , 固体二氧化碳叫 　　　　 。干冰能吸热升华变成二氧化碳气体。   无 无 能 大 干冰 2. 化学性质 (1) 既不燃烧也不支持燃烧。 (2) 与水反应 : 化学方程式为 _____________________ ( 生成的 H 2 CO 3 能使紫色石蕊溶液变红 ; 碳酸不稳定 , 很容易分解 , 反应的化学方程式为 ______________ ______ ) 。   (3) 与碱反应 ① 与澄清石灰水反应的现象 :_______________ 。   化学方程式 :__________________________ 。 应用 : 实验室常利用该反应原理检验二氧化碳。 CO 2 +H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 CO 2 ↑ 澄清石灰水变浑浊 CO 2 +Ca(OH) 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O +H 2 O ② 与氢氧化钠反应的化学方程式 : 　　　　　 　　　　　　　　　 。   应用 : 实验室常用该反应原理吸收或除去二氧化碳。 (4) 与碳反应的化学方程式 :C+CO 2 2CO 。 (5) 参与光合作用。   CO 2 +2NaOH Na 2 CO 3 +H 2 O 3. 实验室制法 (1) 药品 : 　　　　 ( 或 　　　　 ) 和 　　　　 。   (2) 反应原理 :CaCO 3 + 　 HCl 　   　　　　　　　 　 。   大理石 石灰石 稀盐酸 CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑ 2 【 注意 】 ①不用碳酸钠粉末代替石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的原因是碳酸钠粉末与盐酸的反应速率太快 , 不便控制。 ②不用稀硫酸与石灰石反应制取二氧化碳的原因是反应生成的硫酸钙微溶于水 , 覆盖在石灰石表面阻止反应进一步进行。 ③不用浓盐酸与石灰石反应制取二氧化碳的原因是浓盐酸有挥发性 , 导致生成的气体不纯净。 (3) 制取装置 发生装置 : 固 + 液不加热型 , 如图 5-2 中 a 和 b 。 收集装置 : 　　　　 排空气法 , 如图 c 。   图 5-2 【 注意 】 ①用图 b 制取二氧化碳时 , 长颈漏斗要伸到液面以下形成“液封” , 以防气体逸出。②伸入到反应容器中的导管稍露出橡胶塞即可 , 不宜太长 , 否则不利于气体导出。③集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部 , 有利于排尽空气。 向上 (4) 验满方法 : 将燃着的木条放置在 　　　　　　 , 如果木条 　　　　 , 证明已收集满。   (5) 检验方法 : 将气体通入澄清石灰水中 , 如果澄清石灰水变 　　　　 , 则该气体为二氧化碳。   (6) 实验步骤 :① 连接仪器 ;② 检查装置的气密性 ;③ 加入药品 ;④ 收集气体 ;⑤ 检验是否集满。 集气瓶瓶口 熄灭 浑浊 4. 工业制法 高温煅烧石灰石 : 　 。   5. 用途 灭火 ( 不燃烧 , 也不支持燃烧 ) 、光合作用、工业原料、气体肥料 , 干冰可作制冷剂用于食品的冷藏保鲜与运输、人工降雨。 CaCO 3 CaO+CO 2 ↑ 考点三　一氧化碳 1. 物理性质 无色无味的气体 , 密度比空气 　　　 , 难溶于水。   2. 化学性质 (1) 可燃性 : 能与氧气反应 , 化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 还原性 : 能与金属氧化物反应。与氧化铜反应的化学方程式为 　 ;  与氧化铁反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 毒性 : 易与血液中的 　 　　　 结合 , 使其失去输氧能力。冬天用煤炉取暖时应注意通风 , 防止煤气中毒。   略小 2CO+O 2 2CO 2 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 血红蛋白 CO+CuO Cu+CO 2 3. 用途 气体燃料 ( 可燃性 ) 、冶炼金属 ( 还原性 ) 。 考点四　二氧化碳对环境的影响 1. 自然界中二氧化碳的循环 图 5-3 氧气 ( 或 O 2 ) 二氧化碳 ( 或 CO 2 ) 2. 温室效应 (1) 产生温室效应的气体除 　　　　　　 外 , 还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。   (2) 危害 : 全球气候 　　　　 , 使两极冰川 　　 　 , 海平面升高 , 淹没部分沿海城市 ; 使土地沙漠化 , 农业减产等。   (3) 缓解措施 : 减少使用 　　　 　　 , 使用清洁能源 ; 　　　　　　　　 ; 采用物理和化学方法 , 人工吸收二氧化碳等。   (4) “低碳生活”指生活中要尽量减少所消耗的能量 , 特别是 　　　 　 的排放量 , 为保护地球尽一份责任。如日常生活中的节约用电、节约纸张及绿色出行等做法均符合“低碳生活”理念。   二氧化碳 变暖 融化 化石燃料 大力植树造林　 二氧化碳 化学方程式网络构建 图 5-4 考向一　碳单质的性质和用途 1. [2018 · 兰州 ] 下列有关碳单质的说法错误的是 ( 　　 ) A. 金刚石是自然界最硬的物质 , 可作钻头 B. 石墨有导电性 , 可制作电极 C.C 60 具有稳定结构 , 不能燃烧 D. 活性炭疏松多孔 , 具有强烈的吸附性 , 可用于净水 [ 答案 ] C [ 解析 ] C 60 具有稳定结构 , 可以燃烧生成二氧化碳。 2. [2018 · 绥化 ] 如图 5-5 为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。 (1) 试管 A 中发生反应的化学方程式是 　 　 。   图 5 -5 [ 答案 ] (1) 2CuO+C 2Cu +CO 2 ↑ [ 解析 ] (1) 在高温条件下 , 碳能还原氧化铜生成铜和二氧化碳 , 所以试管 A 中发生反应的化学方程式是 2CuO+C 2Cu +CO 2 ↑。 (2) 在实验时 , 给酒精灯加网罩的作用是集中火焰 , 提高温度。 2. [2018 · 绥化 ] 如图 5-5 为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。   (2) 酒精灯加网罩的作用是 　　　 　　　 。   图 5 -5 集中火焰 , 提高温度 2. [2018 · 绥化 ] 如图 5-5 为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。 (3) 实验中 , 试管 B 中发生反应的化学方程式是 　　　　　　　　　 　　　 。   图 5 -5 [ 答案 ] (3)CO 2 +Ca(OH) 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O [ 解析 ] (3) 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水 , 所以实验中 , 试管 B 中发生反应的化学方程式是 CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O 。 2. [2018 · 绥化 ] 如图 5-5 为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。 (4) 若要使 80 g 氧化铜完全被还原 , 试管 A 中实际加入的木炭的质量应 　　 　 ( 填“ > ”“ < ”或“ = ” )6 g 。   图 5 -5 [ 答案 ] (4)> [ 解析 ] (4) 若要使 80 g 氧化铜完全被还原 , 由于碳能与氧气反应等 , 所以试管 A 中实际加入的木炭的质量应大于 6 g 。 考向二　二氧化碳的循环 3. 2015 年第 21 届联合国气候变化大会的核心议题是碳排放及全球气候变暖。 (1) 自然界中二氧化碳的消耗主要有以下两个过程 :① 绿色植物光合作用吸收二氧化碳和水生成葡萄糖 (C 6 H 12 O 6 ) 和氧气 ;② 自然界中的水体吸收二氧化碳生成碳酸。 从物质转化的角度看 , 上述两个反应的反应物相同 , 而产物却完全不同 , 其原因是 　　　　　　 , 光合作用的化学方程式是 　　　 　　　　　　 。   [ 解析 ] (1) 上述反应中两个反应的反应物相同 , 但反应条件不同 , 所以得到的产物完全不同 ; 绿色植物光合作用反应的化学方程式为 6CO 2 +6H 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 。 反应条件不同 6CO 2 +6H 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 3. 2015 年第 21 届联合国气候变化大会的核心议题是碳排放及全球气候变暖。 (2) 二氧化碳可被压缩成液态 , 封存在地质结构中。从微观角度解释二氧化碳能够被压缩成液态的原因是 　　　　 　 。如果 CO 2 被封存在含氢氧化钙的地下咸水层中 , 则可转化为固态碳酸盐 , 该反应的化学方程式是 　　　　 　　　 。   二氧化碳分子之间有间隔 CO 2 +Ca(OH) 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O 3. 2015 年第 21 届联合国气候变化大会的核心议题是碳排放及全球气候变暖。 (3) 科学家利用太阳能可将二氧化碳和水转化为“合成气” (H 2 和 CO 的混合气体 ) 。用“合成气”为原料生产甲醇 (CH 4 O) 时 , 按照“绿色化学”原则 , 应调节“合成气”中 H 2 和 CO 的分子个数比为 　　　　 。   [ 答案 ] (3)2∶1 [ 解析 ] (3)CO 和 H 2 在一定条件下可按照不同的比例反应 , 根据甲醇 (CH 4 O) 的化学式可知 , 应调节“合成气”中 H 2 和 CO 的分子个数比为 2∶1, 才符合“绿色化学”原则。 【 方法点拨 】 此类型题目通常把二氧化碳在自然界中循环的生物知识与化学联系起来 , 同时还涉及减少温室气体产生的环保知识。在解这类题目时我们要把握两个关键 :① 二氧化碳的产生途径有动植物的呼吸、燃料的燃烧、微生物的分解作用等 ;② 二氧化碳的消耗途径有绿色植物的光合作用、江河湖海的溶解作用等。 考向三　二氧化碳、一氧化碳 4. [2019 · 长沙 ] 小明在学完“二氧化碳和一氧化碳”后 , 对有关知识进行了归纳和整理 , 其中合理的是 ( 　　 ) A.CO 2 和 CO 都是由碳元素和氧元素组 成的 B.CO 2 和 CO 都有毒 C.CO 2 和 CO 都有可燃性 D.CO 2 和 CO 都能用于冶炼金属 [ 答案 ] A [ 解析 ] 二氧化碳和一氧化碳是两种不同的气体 , 它们都是由碳、氧两种元素组成的 ; 二氧化碳无毒 , 但是能让人窒息死亡 , 一氧化碳有毒 ; 二氧化碳不能燃烧 , 无可燃性 ; 一氧化碳有还原性 , 可用于冶炼金属 , 而二氧化碳无还原性 , 不能用于冶炼金属。 5. [2019 · 宜昌 ] 为探究二氧化碳能否和水反应 , 用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下列四个实验 ( 如图 5-6) 。实验 Ⅰ 、 Ⅳ 中小花变红 , 实验 Ⅱ 、 Ⅲ 中小花不变色。下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 实验 Ⅰ 、 Ⅱ 说明醋酸可以使小花变红 B. 实验 Ⅲ 说明二氧化碳不能使小花变红 C. 实验 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 说明二氧化碳能与水 发生化学反应 D. 上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相 似的化学性质 图 5-6 [ 答案 ]D [ 解析 ] 实验 Ⅰ 中小花变红 ,Ⅱ 中小花不变色 , 说明醋酸可以使小花变红 ;Ⅲ 中小花不变色 , 说明二氧化碳气体不能使小花变红 ; 实验 Ⅱ 、 Ⅲ 中小花不变色 ,Ⅳ 中小花变红 , 说明二氧化碳能与水发生化学反应生成酸 ; 上述实验说明醋酸具有酸性 , 二氧化碳气体本身没有酸性 , 二者化学性质不相似。 6. [2019 · 潍坊 ] 如图 5-7 是 CO 与 CuO 反应的实验装置 , 下列关于该实验说法正确的是 ( 　　 ) ① 玻璃管中黑色固体变成了红色 ②CO 被还原为 CO 2 ③ 玻璃管中发生的反应为置换反应 ④ 既有效地防止了 CO 对空气的污染 , 又充分利用了能源 A.①② B.①④ C.②④ D.③④ 图 5-7 [ 答案 ]B [ 解析 ] ① 一氧化碳具有还原性 , 能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳 , 会观察到玻璃管中黑色固体变成了红色 ;② 一氧化碳夺取了氧化铜中的氧 ,CO 被氧化为 CO 2 ;③ 一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳 , 该反应的反应物均为化合物 , 不属于置换反应 ;④ 一氧化碳燃烧生成二氧化碳 , 该装置利用一氧化碳燃烧的热量给玻璃管加热 , 既有效地防止了 CO 对空气的污染 , 又充分利用了能源。 7. 某实验小组利用如图 5-8 所示实验装置探究二氧化碳的化学性质。 请根据实验装置和实验内容 , 回答下列问题。 (1) 探究二氧化碳与碱反应时 , 将装置 A 生成的二氧化碳气体通入装置 D 未 出现浑浊 , 原因可能是 　 　 ; 可将 二氧化碳先通过装置 　 　 , 再通入 装置 D, 理由是 　　 ( 用化学 方程式表示 ) 。   图 5-8 [ 答案 ] (1) 二氧化碳气体中混有氯化氢气体　 C HCl+NaHCO 3 NaCl+H 2 O+CO 2 ↑ [ 解析 ] (1) 将装置 A 生成的二氧化碳气体通入装置 D 未出现浑浊 , 原因可能是二氧化碳气体中混有氯化氢气体 ; 可将二氧化碳先通过饱和碳酸氢钠溶液 , 因为氯化氢气体溶于水形成的盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。 7. 某实验小组利用如图 5-8 所示实验装置探究二氧化碳的化学性质。 请根据实验装置和实验内容 , 回答下列问题。 (2) 探究二氧化碳与水反应时 , 实验分两 步进行 : 首先将二氧化碳通过石蕊溶液 浸泡的干燥纸花 , 再将二氧化碳通过石 蕊溶液浸泡的湿润纸花 , 这样做的目的 是 　　　　　　 ; 结合上面实验 , 装置正 确的连接顺序是 　　　　　 ( 填序号 ) 。 图 5-8 [ 答案 ] (2) 通过对比实验 , 证明二氧化碳和水反应生成碳酸 , 碳酸能使紫色石蕊变红色　 ACBE [ 解析 ] (2) 首先将二氧化碳通过石蕊溶液浸泡的干燥纸花 , 再将二氧化碳通过石蕊溶液浸泡的湿润纸花 , 这样做的目的是通过对比实验 , 证明二氧化碳和水反应生成碳酸 , 碳酸能使紫色石蕊变红色 ; 结合上面实验 , 装置正确的连接顺序是 ACBE 。 考向四　制取二氧化碳的实验探究 8. [2019 · 广州 ] 图 5-9 是实验室制取 CO 2 及进行性质实验的部分装置。 (1)CaCO 3 固体与稀盐酸反应生成 CO 2 气体的化学方程式是 　 。   图 5-9 [ 答案 ] (1)CaCO 3 +2HCl CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑ [ 解析 ] (1) 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳 , 化学方程式为 CaCO 3 +2HCl CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑。 8. [2019 · 广州 ] 图 5-9 是实验室制取 CO 2 及进行性质实验的部分装置。 (2) 检验装置气密性 , 按图甲连接装置 , 先 　　　　　　 , 再加水至 A 下端形成一段水柱 , 静置 , 若观察到 　 ,  说明气密性良好。 图 5-9 [ 答案 ] (2) 用弹簧夹夹紧胶皮管　长颈漏斗内水柱不下降 [ 解析 ] (2) 检查装置的气密性 , 按图甲连接装置 , 先用弹簧夹夹紧胶皮管 , 再加水至 A 下端形成一段水柱 , 静置 , 若观察到长颈漏斗内水柱不下降 , 说明气密性良好。 8. [2019 · 广州 ] 图 5-9 是实验室制取 CO 2 及进行性质实验的部分装置。 (3) 加入药品。添加块状 CaCO 3 固体时 , 为避免打破锥形瓶 , 应将锥形瓶 　 　　 , 再放入固体。添加盐酸时 , 将稀盐酸从 　 　 　 ( 填仪器 A 的名称 ) 倒入锥形瓶至 　 。   图 5-9 [ 答案 ] (3) 横放　长颈漏斗　浸没长颈漏斗下端管口 [ 解析 ] (3) 添加块状 CaCO 3 固体时 , 为避免打破锥形瓶 , 应将锥形瓶横放 , 再放入固体。添加盐酸时 , 将稀盐酸从长颈漏斗倒入锥形瓶至浸没长颈漏斗下端管口。 8. [2019 · 广州 ] 图 5-9 是实验室制取 CO 2 及进行性质实验的部分装置。 (4) 如图乙所示 , 向放置有燃着的蜡烛的烧杯中倒入 CO 2 , 观察到的现象是 ________ 　　　　　　　 。   图 5-9 [ 答案 ] (4) 蜡烛一开始持续燃烧 , 之后熄灭 [ 解析 ] (4) 装置中间有隔板 , 底部有空隙 , 二氧化碳的密度比空气大 , 不燃烧也不支持燃烧 , 向放置有燃着的蜡烛的烧杯中倒入 CO 2 , 观察到的现象是蜡烛一开始持续燃烧 , 之后熄灭。 某同学用浓盐酸和石灰石制取二氧化碳并将生成的气体通入图 5-10 中 D 装置 , 未看到石灰水变浑浊 , 其原因是 　　　　　　　　　　　　　 ; 如果用上述原料制取并收集一瓶较纯净且干燥的二氧化碳气体 , 所选用装置的连接顺序是 　　　　　　 ( 填序号 ) 。   · 拓展延伸 · 图 5-10 [ 答案 ] 浓盐酸具有挥发性 , 制得的二氧化碳气体中混有氯化氢气体　 AEGB [ 解析 ] 某同学用浓盐酸和石灰石制取二氧化碳并将生成的气体通入 D 装置 , 未看到石灰水变浑浊 , 其原因是浓盐酸具有挥发性 , 制得的二氧化碳气体中混有氯化氢气体 ; 如果用浓盐酸和石灰石制取并收集一瓶较纯净且干燥的二氧化碳气体 , 所选用装置的连接顺序是 AEGB, 要先除杂质再干燥。