初中化学专题：碳单质及其氧化物

1考点四：碳和碳的氧化物考试说明1.能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途。2.了解碳单质的种类和性质。3．了解自然界中的碳循环。聚焦考点☆温习理解考点1碳单质的性质1．碳的单质常见的有金刚石、石墨、C60等，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是碳原子的排列方式不同。2．常见碳单质的性质及用途物质性质用途金刚石自然界最硬的矿物质地质勘探钻头，切割玻璃石墨质软、有润滑性、能导电可作铅笔芯、电极润滑剂活性炭具有很强的吸附性可以用来做吸附剂C60形似足球，这种足球状的碳分子很稳定制备新材料、制作新器件等【温馨提示】（1）一种元素可以组成不同种单质；（2）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化；（3）活性炭的吸附性是物理性质。3.碳单质的化学性质常温化学性质比较稳定高温可燃性①氧气充足：C+O2点燃CO2；②氧气不充足：C+O2点燃CO2；说明了相同反应物在不同的条件下反应产物可能不同还原性①和氧化铜反应：C+2CuO高温2Cu+CO2↑，现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。CuO是氧化剂，C是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）2②和CO2反应：C＋CO2=======高温2COCO2是氧化剂，C是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）考点2二氧化碳的性质与用途1.CO2的物理性质无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰2.CO2的化学性质(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+H2O==H2CO3生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，碳酸不稳定,易分解H2CO3==H2O+CO2↑(3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O用于检验二氧化碳；这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜，用稀盐酸。其原理是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(4）与灼热的碳反应：C+CO2高温2CO3．①灭火既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）②干冰用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）③温室的气体肥料④做碳酸型饮料考点3温室效应1．温室效应：大气中的二氧化碳气体，能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收到的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应。2．能产生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟利昂等。3．危害：导致两极冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等。4．防止温室效应的措施：减少化石燃料的使用，减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源。考点4一氧化碳的性质与用途1.CO的物理性质无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水2．CO的化学性质(1）可燃性：2CO+O2点燃2CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）发出蓝色火焰(2）还原性：CO+CuOCu+CO2（还原反应）应用：冶金工业现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮的红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。△3（3）毒性：煤气中毒即CO中毒，原因是CO很容易跟血液里的血红蛋白结合，使血红蛋白不能很好地跟氧气结合。3．CO的用途：CO用于作燃料和冶金工业。名师点睛☆典例分类类型一、碳单质的种类、结构和性质【例1】【2016年山东省临沂市】金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大的差异，其原因是（）A．金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同B．构成它们的原子数目不同C．金刚石、石墨和C60由不同种原子构成D．构成它们的原子大小不同【答案】A【解析】因为构成金刚石、石墨、C60的碳原子的排列方式不同，导致物理性质有很大差异．所以A正确，B、C、D错误。故选A。【点睛】碳元素形成的单质有多种，碳单质之间互成同素异形体，碳的同素异形体具有不同的物理性质，的原因是碳原子的排列方式不同，但化学性质具有相似性．即常温下稳定、可燃性、还原性。类型二、碳的化学性质【例2】【2016年广东省南宁市】如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（）A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊C．碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出【答案】D【点睛】考查碳的化学性质，碳在常温下化学性质稳定，在加热或改变条件的情况下能与许多物质发4生化学反应。类型三、一氧化碳的还原性【例3】【2016年江苏省无锡市】如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOHH2O+CO↑，下列说法错误的是（）A．实验中所需CO可现制现用B．此装置可节约用品，污染小，现象明显C．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应【答案】D【点睛】一氧化碳是一种无色无味的难溶于水的气体，密度比空气的略小，对物理性质的考查经常在是收集方法和溶解性方面的进行，在化学性质方面出题时，考查一氧化碳的可燃性、还原性和毒性往往是以选择、填空实验题的形式出现．类型四、碳及其氧化物性质综合题【例5】【2016年黑龙江省绥化市】某同学用如图装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中夹持已略去），在完成气密性检査后加入药品，并已在装置中充满二氧化碳。5（1）填写表格中的空白内容：实验步骤实验现象实验分析①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，加热一段时间木炭粉减少，D中有气泡产生、澄清石灰水变浑浊且______硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为：___________②点燃B处酒精喷灯，加热一段时间B处玻璃管内___________以上实验说明___________具有还原性③停止通入二氧化碳，熄灭A、B两处的火焰C中有D中液体进入/（2）有同学认为该装罝需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由___________．【答案】（1）；（2）不需要，未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中。碳具有还原性，故反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO2；该装置不需要添加尾气处理装置，因为过量一氧化碳已收集在D中，并没有排放到空气中，不会造成污染【点睛】物质成分的探究要根据质量守恒定律进行推断，然后进行验证，一氧化碳有毒是空气污染物涉及6到有一氧化碳参加的反应时，要有尾气处理装置。．课时作业☆能力提升一、选择题1．【2016年福建省泉州市】石墨烯是由碳元素组成的、性能非常优良的纳米材料，具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误．．的是A．可作散热材料B．是一种化合物C．可做新型电池的电极D．完全燃烧生成二氧化碳【答案】B【解析】由信息可知，石墨烯是由碳元素组成的单质，B错误。故选B。2．【2016年广东省】“绿色发展”、“低碳生活”等理念逐渐深入民心，下列做法不符合这一理念的是（）A．出行多乘交通工具B．生活中用火烧毁废旧塑料和橡胶C．用废旧报纸制作铅笔杆D．农业和园林改浸灌为喷灌和滴灌【答案】B3．【2016年广东省】如图所示实验中，①④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③为浸过紫色石蕊溶液的干燥棉球。下列能准确描述实验现象的是（）A．④比①先红，②、③不变红B．①比④先红，②、③不变红C．④变红，①②③不变红D．①变红，②③④不变红【答案】A【解析】二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变成红色。故②、③不变红；二氧化碳的密度比空气大，故④比①先红。故选A。4．【2016年湖北省黄石市】下列关于二氧化碳与一氧化碳的性质比较不正确．．．的是A．组成：都是由碳元素和氧元素组成B．性质：CO2、CO都可以使澄清石灰水变浑浊7C．用途：干冰可用于人工降雨；一氧化碳气体可作燃料D．危害：二氧化碳会导致“温室效应”；一氧化碳会引起中毒【答案】B5．【2016年湖南省长沙市】下列关于一氧化碳的说法错误的是（）A．一氧化碳能使紫色石蕊溶液变红B．一氧化碳难溶于水C．一氧化碳有毒，污染空气D．一氧化碳可用做燃料【答案】A【解析】A、一氧化碳难溶于水，不能与水反应，不能使紫色石蕊溶液变红，故错误；B、一氧化碳难溶于水，故正确；C、一氧化碳有毒，会造成空气污染，故正确。D、一氧化碳具有可燃性，可用做燃料，故正确。故选：A。6．【2016年湖南省湘西州】除去二氧化碳中少量的一氧化碳，下列方法中可行的是（）A．用燃着的木条去点燃B．通过灼热的氧化铜C．通过石蕊溶液D．通过足量的澄清石灰水【答案】B【解析】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故选项所采取的方法错误。B、一氧化碳与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项正确。C、二氧化碳能与水反应生成碳酸，一氧化碳不能，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。D、二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳不能，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。故选：B。7．【2016年江苏省苏州市】下列关于二氧化碳的说法不正确的是（）A．二氧化碳有毒B．二氧化碳常用于灭火C．干冰可用于人工降雨D．光合作用会消耗二氧化碳【答案】A88．【2016年山东省临沂市】对比是学习化学的重要方法，下列关于CO2与CO的比较，错误的是（）A．CO2可用于人工降雨，CO可用于光合作用B．通常情况下，CO2能溶于水，CO难溶于水C．CO2无毒，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒D．一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子【答案】A【解析】A、二氧化碳可用于光合作用也可用于人工降雨，一氧化碳不能用于光合作用，故A说法错误；B、二氧化碳能溶于水，1体积水溶解1体积二氧化碳，一氧化碳难溶于水，故B说法正确；C、CO2无毒，CO易与血液中的血红蛋白结合使人体不能很好与氧气结合而中毒，故C说法正确；D、一个二氧化碳分子中含有2个氧原子，一个一氧化碳分子中含有一个氧原子，故D说法正确。故选：A9．【2016年山东省聊城市】某气体由氧气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成，点燃气体后，在火焰上方罩一冷面干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，震荡，石灰水变浑浊．下列对气体组成的推断正确的是（）A．可能只有氧气一种气体B．可能只有甲烷一种气体C．三种气体一定都存在D．一定是氧气和一氧化碳的混合气体【答案】B【解析】点燃气体后，在火焰上方罩一冷面干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明气体燃烧生成了水；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，震荡，石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；即该气体燃烧能生成二氧化碳和水。A、该气体不可能只有氧气一种气体，错误；B、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，可能只有甲烷一种气体，正确；C、三种气体不一定都存在，如可能只含有甲烷一种气体，错误；D、该气体不一定是氧气和一氧化碳的混合气体，也可能是甲烷等，错误。10．【2016年湖南省株洲市】除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，最合理的方法是（）A．使混合气体通过氢氧化钠溶液B．将混合气体点燃C．使混合气体通过灼热的氧化铜D．使混合气体通过灼热的焦炭【答案】C【解析】A、二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，一氧化碳不能，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故选项所采取的方法错误。C、一氧9化碳与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项正确。D、二氧化碳能与灼热的焦炭反应生成一氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。故选：C。二、非选择题11．【2016年四川省成都市】C60发现使人类了解到一个全新的碳世界，根据图1回答下列问题：①C60属于（填“单质”或“化合物”）。②C60这种物质是由（填“分子”或“原子”）