九年级化学上册-第六单元--碳和碳的氧化物--知识梳理及其典型例题讲解

第六单元碳和碳的氧化物教学目标1．知识与技能：（1）回顾碳和碳的氧化物的化学性质，正确书写有关化学方程式。加深对C、CO、CO2结构、性质、用途的认识，并学会用相应的知识解决实际问题。（2）从生活联系化学，并用所学知识分析解决有关碳和碳的化合物的相关问题。加深对物质的结构、性质、用途间关系的认识，熟练掌握化学方程式（3）掌握实验室制取气体的思路。2．过程与方法：（1）学会梳理知识，变零为整，构建知识网络体系。（2）通过具体的情景，培养学生归纳、比较等分析问题和解决问题的能力。（3）通过复习使学生进一步学会归纳、总结、比较、类推的学习方法。3．情感态度与价值观：（1）通过对含碳物质性质的复习，体会物质的两面性。（2）培养学生学习元素化合物的方法与经验，让学生感受化学学科特有的逻辑，逐步形成自己的思维方式。（3）学生在攻克问题障碍中体验学习带来的快乐，让他们在今后的学习过程中不怕困难，敢于发表自己的观点。教学重点1．C、CO2、CO的化学性质。2．构建完整的知识体系，能运用所学知识解释实际问题。教学难点化学用语是初中化学基础知识重要的组成部分，也是一项重要的基本技能，本节的难点是C、CO、CO2、H2CO3和碳酸盐间的转化，目的是形成元素与其化合物的知识链。将零散的知识进行整合，构建完整的知识体系。教学方法建议1．引导学生弄清物质的结构与性质、性质与制法、性质与用途之间的关系。2．学好实验室制取二氧化碳和碳的氧化物性质的实验探究。探究学习中要坚持创设探究情境、提出探究问题、营造探究氛围、亲历探究过程、启迪探究思维、体现探究价值的设计思路，让学生通过探究学习体验科学研究的方法和途径，培养学生的科学态度和科学思维品质，提升学生的科学素养。3．切实帮助学生完成家庭小实验。一、知识梳理1．同一种元素可以组成不同的物质如：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同种单质；氧气（O2）和臭氧（O3）都是由氧元素组成的，由同一种元素组成的物质不一定是纯净物。2．碳的单质（1）金刚石：是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、钻探机的钻头，刻划玻璃等；（2）石墨：是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性，可用于制铅笔芯，电极等。（3）活性炭：具有疏松多孔结构，具有吸附性，防毒面具里滤毒罐就是利用活性炭吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖。3．金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因碳原子的排列方式不同。4．碳单质的化学性质单质碳的物理性质各异，而化学性质却完全相同。（1）常温下碳的化学性质不活泼，这是我国古代的书法和字画能够保存很长时间的原因。（2）碳具有可燃性：①完全燃烧，C+O2点燃CO2。②不完全燃烧（氧气不足），2C+O2点燃2CO。（3）碳具有还原性：C+2CuO高温2Cu+CO2↑(置换反应,应用于冶金工业）现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊。5．二氧化碳的制法（1）实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）①发生装置：由反应物状态和反应条件决定。反应物是固体，需加热，制取气体时则用高锰酸钾制氧气的发生装置；反应物是固体和液体，不需要加热，制取气体时则用制二氧化碳的发生装置。②收集方法：气体的密度以及溶解性决定。难溶于水用排水法收集（CO只能用排水法）；密度比空气小用向下排空气法；密度比空气大用向上排空气法（CO2只能用向上排空气法）。（2）CO2的实验室制法。①原理：用石灰石和稀盐酸反应，CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。②发生装置：固+液，不需加热。③气体收集方法：向上排空气法。④检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳气体。⑤验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭证明已集满二氧化碳。（3）二氧化碳的工业制法。煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2↑CaO氧化钙，俗称生石灰，Ca(OH)2氢氧化钙，俗称熟石灰。CaO＋H2O==Ca(OH)2（此反应放出大量的热）6．二氧化碳的性质（1）物理性质：无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固体二氧化碳称为干冰。（2）化学性质：①一般情况下不能燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。②与水反应生成碳酸：CO2＋H2OH2CO3；碳酸不稳定，易分解：H2CO3H2O+CO2↑。③CO2能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O，本反应用于检验CO2。④CO2与灼热的碳反应：C+CO22CO。7．CO2的用途（1）用于灭火，灭火器原理：Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑；（2）固体CO2即干冰作制冷剂，因为干冰升华时，吸收大量的热，还可以用于人工降雨。（3）光合作用；（4）化工厂原料；（5）气体肥料。8．CO的物理性质无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。9．CO的化学性质（1）有剧毒：CO极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能与氧气结合，造成生物体内缺氧。（2）CO具有可燃性：2CO+O2点燃2CO2（现象：产生蓝色火焰，放出热量）。（3）CO具有还原性：CO+CuOCu+CO2（此反应不是置换反应）。二、例题与解题思路方法归纳例题1.石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如下所示，下列关于这四种物质的说法中正确的是（）A．都是黑色固体B．都质软可作润滑剂C．碳原子排列方式都相同D．在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳【选题意图（对应知识点）】：碳单质的性质，同种元素组成的不同种物质微观上的本质区别。【解题思路】：A选项金刚石不是黑色固体，错误；B选项金刚石硬度非常大，错误；C选项不同的碳单质碳原子的排列方式都不同，错误；D选项正确。【解法与答案】：D例题2.齐白石最大尺幅黑白作品《松柏高立图·篆书四言联》，于2011年5月22日以4.255亿人民币拍出，其画所用墨汁的主要成分为炭黑，它能使画很长时间不褪色，这是因为墨汁中的炭黑具有（）A．可燃性B．还原性C．稳定性（常温下不易发生化学反应）D．吸附性【选题意图（对应知识点）】：在常温下碳单质的化学性质稳定。【解题思路】：在常温下碳单质的化学性质稳定不容易发生化学反应，所以它能使画很长时间不褪色。【解法与答案】：C例题3.CO是一种无色、无味、具有可燃性的有毒气体。有科学家利用一种复杂的金属复合物研制出新型高灵敏度的CO探测器，它能通过颜色变化来探测空气中是否含有CO。下列有关说法错误的是（）A．无色、无味、具有可燃性，都是CO的物理性质B．CO探测器用于空气质量监测，可以让人们及时了解空气质量状况C．CO有毒，是因为易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送D．发现有人CO中毒时，应将病人迅速转移到清新的空气中【选题意图（对应知识点）】：一氧化碳的性质和在生活中的用途。【解题思路】：A选项中的具有可燃性，是CO的化学性质，所以错误。【解法与答案】：A例题4.常用二氧化碳灭火的原因是（）A.它是一种能溶解于水的气体B.降温加压下它可以变成固体——干冰C.通常状况下，它的密度比空气的密度大，且它不能燃烧也不能支持燃烧D.它不和任何物质发生化学反应【选题意图（对应知识点）】：二氧化碳的性质。【解题思路】：二氧化碳能灭火是因为二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，但是氮气也能灭火（氮气不能燃烧也不能支持燃烧），为什么不常用氮气来灭火呢?由于在通常状况下，氮气的密度比空气的密度小，不会覆盖在燃烧的物体上，不能隔绝空气；而通常状况下，二氧化碳的密度比空气的密度大，能覆盖在燃烧的物体上，使燃烧的物体与空气隔绝。因此常用二氧化碳来灭火，既利用了二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧的化学性质，又利用了通常状况下它的密度比空气的密度大的物理性质。【解法与答案】：C例题5.某同学设计了如下一组实验。取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花（石蕊与酸接触会变红），分别按下图进行实验。回答下列问题：（1）观察到纸花的颜色变化：Ⅰ.纸花变红；Ⅱ.；Ⅲ.纸花颜色不变；Ⅳ；（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明了。（3）该同学进行四组对比实验的目的是。【选题意图（对应知识点）】：二氧化碳与水反应的实验探究。【解题思路】：本题是通过实验对比，探究使紫色石蕊试液变红的是碳酸而不是二氧化碳，实验Ⅰ、Ⅱ起到了对比作用，可以观察到稀醋酸使紫色石蕊变红，而水却不能，Ⅲ中说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色，说明二氧化碳与水反应生成的碳酸具有这个性质。【解法与答案】：（1）纸花不变红纸花变红（2）酸能使紫色石蕊变红，水却不能（3）证明二氧化碳与水反应能生成碳酸，而碳酸能使紫色石蕊变红例题6.如下图所示，回答下列问题：（1）如图（甲）是实验室制备二氧化碳的装置图，该装置图的特点是：打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸反应产生的二氧化碳气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制取二氧化碳，可起到节约药品和取用方便的效果。图（乙）装置中哪些可以起到与图（甲）装置相同的效果？（填写编号）。（2）某同学设计了一个有关二氧化碳的探究实验，以下是实验报告的一部分，请填写实验目的和有关实验仪器的名称。实验目的：。仪器和试剂：、玻璃管、二氧化碳气体、肥皂水等。实验步骤现象和结论1．将标有“A”或“B”的两个空量筒（2000mL）放在实验台上，往B量筒中充满二氧化碳气体2．用玻璃管蘸取少量肥皂水，在两个量筒上方分别吹出一个肥皂泡（两个肥皂泡大小相仿，内含空气），使其缓缓落入两个量筒中，并观察现象A量筒中的肥皂泡不久即沉入量筒的底部，而B量筒中的肥皂泡基本不下沉，悬浮在中间，说明二氧化碳的密度比空气的密度大【选题意图（对应知识点）】：实验的注意事项、装置的选择和改进、生成气体探究等多个问题。【解题思路】：这是一道实验综合题，结合实验室制取二氧化碳药品的选择原则，装置的特点以及二氧化碳的化学性质等，认真阅读题中所给条件进行作答。【解法与答案】：（1）BD（2）验证二氧化碳气体的密度比空气大（或者比较二氧化碳气体和空气的密度大小）2个2000mL量筒例题7.欲除去CO2中混有的少量CO气体，可采用的方法是（）A.将混合气体点燃B.将混合气体通过澄清的石灰水C.将混合气体通过灼热的CuOD.将混合气体通过水中【选题意图（对应知识点）】：有关CO与CO2的鉴别与除杂。【解题思路】：要除去CO2中混有的少量CO气体，一般是将混合气体通过灼热的CuO等金属氧化物；如果要除去CO中混有的少量CO2气体，一般是将混合气体通过澄清的石灰水，或是将混合气体通过灼热的炭层。此题中A选项的意图是想将混合气体中的CO通过点燃的方法使之转化为CO2而除去，但是因为混合气体的主要成分是CO2，CO2不支持燃烧，因此很难点燃。另外要点燃就必须引入O2，而O2的量又很难控制，一旦过量，引入的O2就会成为新的杂质；B选项除去的是CO2气体；D选项中CO既不能溶于水也不能和水发生化学反应，不能除去CO；C选项利用CO的还原性而将其除去。【解法与答案】：C例题8.无色气体A的密度比空气大，不能燃烧，A溶于水可生成B，B能使石蕊试液变红；B很不稳定，很容易分解成A和C；A与灼热的黑色固体D反应，可生成无色气体E，E燃烧时火焰为蓝色，燃烧后生成A；将A通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，并生成白色沉淀F。根据上述实验及现象，写出各物质的化学式：A______，B______，C______，D______，E______，F______。【选题意图（对应知识点）】：依据碳和碳的氧化物的化学性质进行推断。【解题思路】：这是一道物质推断题，题目中给出了实验步骤及出现的现象。可把各物质间的转化关系归纳为：这样，各物质之间的转化关系就十分清晰了，这对各有关物质的推断十分有利。物质A暴露出来的实验现象比较充分，汇集起来有以下几点：①A是无色气体，密度比空气大；②不能燃烧；③A能溶于水与水反应生成B，B可使石蕊试液变红；④A可使澄清石灰水变浑浊；⑤A与灼热的黑色固体D反应，生成无色气体E；⑥E燃烧时发出蓝色火焰并生成A。根据这些现象和物质间的转化关系，可以断