第一部分 第三節(jié)碳和碳的氧化物

1、第三、四節(jié)第三、四節(jié)碳的單質(zhì)和碳的氧化物碳的單質(zhì)和碳的氧化物考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理一、一、碳的單質(zhì)碳的單質(zhì) 1 1、碳單質(zhì)物理性質(zhì)和用途、碳單質(zhì)物理性質(zhì)和用途 2 2、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)二、碳的氧化物二、碳的氧化物 1 1、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)和用途、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)和用途 2 2、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法2. 2. 碳的幾種單質(zhì)的物理性質(zhì)有很大的差異，碳的幾種單質(zhì)的物理性質(zhì)有很大的差異， 原因是原因是 ，但它們的化學(xué)性質(zhì)相同。，但它們的化學(xué)性質(zhì)相同。石墨石墨金剛石金剛石要點(diǎn)要點(diǎn) 1 1 碳的單質(zhì)碳的單質(zhì)1. 1. 碳的單質(zhì)主要包括：碳的單質(zhì)主要包括：

2、、 和和C C6060， 它們都是由碳元它們都是由碳元素組成的單質(zhì)。素組成的單質(zhì)。原子的排列方式不同原子的排列方式不同 要 點(diǎn) 梳 理 碳單質(zhì)碳單質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)用途用途金剛石金剛石能作鉆探機(jī)的鉆頭能作鉆探機(jī)的鉆頭石墨石墨作電池的電極作電池的電極作鉛筆芯的原料作鉛筆芯的原料可用于打開生銹的鎖可用于打開生銹的鎖活性炭活性炭用于防毒面具濾毒罐中用于防毒面具濾毒罐中C60C60能用作超導(dǎo)體能用作超導(dǎo)體3. 3. 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途：碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途：硬度最大，無(wú)色透明的正八面體硬度最大，無(wú)色透明的正八面體導(dǎo)電性導(dǎo)電性質(zhì)軟質(zhì)軟潤(rùn)滑性潤(rùn)滑性吸附性吸附性在超低溫度狀態(tài)下電阻極小在超低溫度狀態(tài)下

3、電阻極小化學(xué)式都是化學(xué)式都是 C C碳的化學(xué)性質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)( (用化學(xué)方程式表示用化學(xué)方程式表示) )用途用途常溫下常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易變質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易變質(zhì)可燃性可燃性還原性還原性4. 4. 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途：碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途：CO2CO2點(diǎn)燃2CO22CO點(diǎn)燃C2CuO2CuCO2高溫墨水書寫檔案、作畫墨水書寫檔案、作畫作燃料作燃料冶煉金屬，作還原劑冶煉金屬，作還原劑(1) (1) 圖圖 為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì) 。 ( (填填“活潑活潑”或或“不活潑不活潑”)”)。(2)(2)圖對(duì)應(yīng)三種碳單質(zhì)：圖單質(zhì)的名稱是圖

4、對(duì)應(yīng)三種碳單質(zhì)：圖單質(zhì)的名稱是 ， 圖單質(zhì)的名稱是圖單質(zhì)的名稱是 ，圖單質(zhì)的化學(xué)式是圖單質(zhì)的化學(xué)式是 。不活潑不活潑立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層狀層狀球狀球狀金剛石金剛石石墨石墨C60【例【例 1 1】(2013 (2013 自貢自貢) )碳在地殼中含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，碳在地殼中含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答：而且分布極廣。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答： 考考 題題 研研 究究 1. (2013 1. (2013 蘭州蘭州) 2013 ) 2013 年年 3 3 月，浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上月，浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料最輕的材料“碳海綿碳海綿”。

5、“碳海綿碳海綿”具備具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管主要成分是石墨烯和碳納米管( (兩者都是碳單質(zhì)兩者都是碳單質(zhì)) )。下列關(guān)于。下列關(guān)于“碳海綿碳海綿”的說(shuō)法的說(shuō)法不正確不正確的是（的是（ ）AA. A. 常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑B. B. 具有吸附性具有吸附性C. C. 在一定條件下可還原氧化銅在一定條件下可還原氧化銅D. D. 在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是 COCO2 2 實(shí) 戰(zhàn) 體 驗(yàn) 要點(diǎn)要點(diǎn) 2 2 二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗(yàn)、方法對(duì)比二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗(yàn)、方法對(duì)比COCO2 2C

6、OCO色、味、態(tài)色、味、態(tài)密度密度溶解性溶解性毒性毒性可燃性可燃性無(wú)色、無(wú)味、氣態(tài)無(wú)色、無(wú)味、氣態(tài)無(wú)色、無(wú)味、氣態(tài)無(wú)色、無(wú)味、氣態(tài)密度比空氣密度比空氣大大密度比空氣密度比空氣小小易溶于水易溶于水難溶于水難溶于水無(wú)毒無(wú)毒有毒有毒,與血紅蛋白相結(jié)合與血紅蛋白相結(jié)合既不能燃燒既不能燃燒也不能支持燃燒也不能支持燃燒可燃可燃火焰呈藍(lán)色火焰呈藍(lán)色吸入過(guò)多導(dǎo)致窒息，所以吸入過(guò)多導(dǎo)致窒息，所以進(jìn)入地窖要做燈火實(shí)驗(yàn)進(jìn)入地窖要做燈火實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)要點(diǎn) 2 2 二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗(yàn)、方法對(duì)比二氧化碳與一氧化碳的性質(zhì)、用途、檢驗(yàn)、方法對(duì)比COCO2 2COCO還原性還原性與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)檢驗(yàn)

7、方法檢驗(yàn)方法無(wú)還原性無(wú)還原性有還原性，能還原有還原性，能還原Fe2O3生成碳酸生成碳酸不與水反應(yīng)不與水反應(yīng)與與NaOH反應(yīng)反應(yīng)不與不與NaOH反應(yīng)反應(yīng)使澄清石灰水變渾濁使澄清石灰水變渾濁使紫色石蕊溶液變色使紫色石蕊溶液變色使燃著的木條熄滅使燃著的木條熄滅檢驗(yàn)生成的氣體檢驗(yàn)生成的氣體通過(guò)灼熱的氧化銅，黑通過(guò)灼熱的氧化銅，黑色粉末變紅色，生成的氣色粉末變紅色，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁體使澄清石灰水變渾濁COCO2 2 的的用途和用途和危害危害干冰作制冷劑，用于干冰作制冷劑，用于 。 COCO2 2 可用于滅火，利用了可用于滅火，利用了 CO CO2 2 的三條性質(zhì)：的三條性質(zhì)： 、 、 。CO

8、CO2 2 可以作為氣體肥料的原因：可以作為氣體肥料的原因： 。大氣中大氣中 CO CO2 2 含量增加，造成含量增加，造成 。要點(diǎn)要點(diǎn) 3 3 二氧化碳的用途與危害二氧化碳的用途與危害制冷制冷不能燃燒不能燃燒不能支持燃燒不能支持燃燒密度比空氣大密度比空氣大促進(jìn)植物進(jìn)行光合作用促進(jìn)植物進(jìn)行光合作用溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)要點(diǎn)要點(diǎn) 4 4 二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法如如圖圖 是實(shí)驗(yàn)室制取是實(shí)驗(yàn)室制取 CO2 的操作過(guò)程，的操作過(guò)程，(2)(2)反應(yīng)原理反應(yīng)原理( (化學(xué)方程式化學(xué)方程式) )：(3)(3)驗(yàn)證二氧化碳的方法：將氣體通入澄清的石灰水中，驗(yàn)證二氧化碳的方法：將氣體通入澄清的石灰

9、水中，澄清石灰水澄清石灰水 變渾濁變渾濁證明是二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：證明是二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 驗(yàn)滿方法是驗(yàn)滿方法是(1)(1)原料名稱：原料名稱：和和(4)(4)收集收集 COCO2 2 的方法是的方法是，因?yàn)?，因?yàn)?COCO2 2 的密度的密度 且且 CO CO2 2，所以，所以 COCO2 2 不能用排水法收集。不能用排水法收集。石灰石石灰石( (大理石大理石) )稀鹽酸稀鹽酸CO2Ca(OH)2)CaCO3H2O將燃燒的木條放在瓶口，若木條熄滅則表示氣體已經(jīng)收集滿將燃燒的木條放在瓶口，若木條熄滅則表示氣體已經(jīng)收集滿CaCO32HClCaCl2CO2H2

10、O向上排空氣法向上排空氣法比空氣的大比空氣的大可溶于水可溶于水要點(diǎn)要點(diǎn) 7 7 幾個(gè)需要注意的問(wèn)題幾個(gè)需要注意的問(wèn)題1. 1. 實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳時(shí)，需要注意三個(gè)問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳時(shí)，需要注意三個(gè)問(wèn)題：(1)(1)不用不用碳酸鈉粉末碳酸鈉粉末代替代替石灰石石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取與稀鹽酸反應(yīng)制取 CO CO2 2 的原因是：的原因是： (2)(2)不用不用稀硫酸稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取與石灰石反應(yīng)制取 COCO2 2 的原因是：的原因是：反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的 CaSOCaSO4 4微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。(3)(3)不用

11、不用濃鹽酸濃鹽酸與石灰石反應(yīng)制取與石灰石反應(yīng)制取 COCO2 2 的原因是：的原因是：濃鹽酸有揮發(fā)性，濃鹽酸有揮發(fā)性，導(dǎo)致氣體不純凈。導(dǎo)致氣體不純凈。 碳碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)速度太快，不便控制。酸鈉與鹽酸反應(yīng)速度太快，不便控制。2. 2. 在實(shí)驗(yàn)室中，制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。在實(shí)驗(yàn)室中，制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。 確定確定氣體發(fā)生裝置時(shí)氣體發(fā)生裝置時(shí)，應(yīng)，應(yīng)考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。 確定確定收集裝置時(shí)收集裝置時(shí)，應(yīng)，應(yīng)考慮生成氣體的密度和溶解性考慮生成氣體的密度和溶解性。 綜上所述，制取綜上所述，制取 CO CO2 2 可用如圖可

12、用如圖 所示的裝置。所示的裝置。 其中其中長(zhǎng)頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入液面以下，長(zhǎng)頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入液面以下， 形成液封，否則生成的氣體會(huì)從其中逸出。形成液封，否則生成的氣體會(huì)從其中逸出。3. 3. 構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖放出放出 本網(wǎng)絡(luò)圖包括本網(wǎng)絡(luò)圖包括 9 9 個(gè)化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化個(gè)化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中 CO CO 與與 O O2 2 反應(yīng)的化學(xué)方程式為反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)，該反應(yīng)( (填填“吸收吸收”或或“放出放出”)

13、)熱量。熱量。2COO22CO2點(diǎn)燃3. 構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖構(gòu)建碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖 144：放出放出 圖圖 144本網(wǎng)絡(luò)圖包括本網(wǎng)絡(luò)圖包括 9 個(gè)化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化個(gè)化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中 CO 與與 O2 反應(yīng)的化學(xué)方程式為反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)，該反應(yīng)(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)熱量。熱量。4. 含碳元素的化合物大多數(shù)是有機(jī)化合物，但有機(jī)化合物不包括含碳元素的化合物大多數(shù)是有機(jī)化合物，但有機(jī)化合物不包括 CO、CO2、H2CO3 以及碳

14、酸鹽。最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物是甲烷以及碳酸鹽。最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物是甲烷(CH4)，常見(jiàn)的有機(jī)化，常見(jiàn)的有機(jī)化合物有乙醇合物有乙醇(C2H5OH)和葡糖糖和葡糖糖(C6H12O6)，它們?nèi)紵忌伤投趸?。，它們?nèi)紵忌伤投趸肌?COO22CO2點(diǎn)燃考點(diǎn) 2 二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法【例【例 2】(2013 德陽(yáng)德陽(yáng))請(qǐng)根據(jù)下列裝置回答有關(guān)問(wèn)題請(qǐng)根據(jù)下列裝置回答有關(guān)問(wèn)題：圖 146(2)(2)若用上述裝置制取二氧化碳，則若用上述裝置制取二氧化碳，則 A A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳?xì)怏w，其裝置接口的若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳?xì)怏w

15、，其裝置接口的 連接順序是連接順序是( (用接口字母順序從左至右連接用接口字母順序從左至右連接) ) 、 、 、 。 檢驗(yàn)二氧化碳是否集滿的方法是：檢驗(yàn)二氧化碳是否集滿的方法是： 。(1)(1)有標(biāo)號(hào)儀器的名稱：為有標(biāo)號(hào)儀器的名稱：為 ；為；為 。 a c b g用燃著的木條放在集氣瓶口用燃著的木條放在集氣瓶口CaCO32HClCaCl2CO2H2O錐形瓶錐形瓶水槽水槽2. (2013 大連大連)用以下裝置進(jìn)行氣體的實(shí)用以下裝置進(jìn)行氣體的實(shí)驗(yàn)室制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)室制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。圖 147 實(shí) 戰(zhàn) 體 驗(yàn) (1)選選 擇擇 裝裝 置置 A 用用 氯氯 酸酸 鉀鉀 和和 二二 氧氧 化化 錳錳

16、制制 氧氧 氣氣 的的 化化 學(xué)方程式為學(xué)方程式為 ，用排水法收集氧氣的依據(jù)是，用排水法收集氧氣的依據(jù)是(2)用裝置用裝置 B 制二氧化碳的化學(xué)方程式為制二氧化碳的化學(xué)方程式為，檢驗(yàn)二氧化碳已收集滿的方法是，檢驗(yàn)二氧化碳已收集滿的方法是 ，長(zhǎng)頸漏斗末端位于液面下的原因是，長(zhǎng)頸漏斗末端位于液面下的原因是 。 。將帶火星的木條放在瓶口，將帶火星的木條放在瓶口，形成液封防止氣體逸出形成液封防止氣體逸出(3)將二氧化碳通入裝置將二氧化碳通入裝置 C 中中 ，紫色石蕊溶液變紅的原因用化學(xué)方程，紫色石蕊溶液變紅的原因用化學(xué)方程式表示為式表示為 。氧氣不易溶于水氧氣不易溶于水2KClO32KCl3O2MnO

17、2CaCO32HCl CaCl2H2OCO2若熄滅證明已滿若熄滅證明已滿H2OCO2 H2CO33. 請(qǐng)根據(jù)圖請(qǐng)根據(jù)圖 148 中中 A、B 兩圖回答下列問(wèn)題。兩圖回答下列問(wèn)題。圖 148(1)儀器儀器 a 的名稱是的名稱是。長(zhǎng)頸漏斗長(zhǎng)頸漏斗(2)寫出錐形瓶?jī)?nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式：寫出錐形瓶?jī)?nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(3)錐形瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火錐形瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是焰仍不熄滅的原因是。(4)如圖如圖 148B 所示，將一瓶二氧化碳所示，將一瓶二氧化碳?xì)怏w慢慢倒入放著蠟燭的燒氣體慢慢倒入放著蠟燭的燒杯中，發(fā)現(xiàn)上層蠟

18、燭先熄滅，原因是杯中，發(fā)現(xiàn)上層蠟燭先熄滅，原因是。長(zhǎng)頸漏斗下端未伸入液面，造成氣體逸出長(zhǎng)頸漏斗下端未伸入液面，造成氣體逸出上層燃著的蠟燭先接觸倒入的二氧化碳上層燃著的蠟燭先接觸倒入的二氧化碳CaCO32HCl CaCl2H2OCO2考點(diǎn) 3 一氧化碳的性質(zhì)和用途【例【例 3】(2012 麗水麗水)某氣體可能由某氣體可能由 CO、CO2、H2、HCl 中的一種或幾中的一種或幾種組成。為研究其組成，某興趣小組的同學(xué)按如圖種組成。為研究其組成，某興趣小組的同學(xué)按如圖 149 裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(有些固定裝置已經(jīng)省去有些固定裝置已經(jīng)省去)。請(qǐng)回答：圖 149(1)若該氣體中含有若該氣體中含有 H

19、2，則能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，則能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(2)按上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到按上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到 A 處沒(méi)有明顯現(xiàn)象，據(jù)此現(xiàn)象，你處沒(méi)有明顯現(xiàn)象，據(jù)此現(xiàn)象，你能確定氣體中能確定氣體中 CO2 的存在嗎？若能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，請(qǐng)你在不影響的存在嗎？若能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，請(qǐng)你在不影響其他氣體檢驗(yàn)的前提下，對(duì)上述裝置提出一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)方案，使實(shí)驗(yàn)?zāi)芷渌麣怏w檢驗(yàn)的前提下，對(duì)上述裝置提出一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)方案，使實(shí)驗(yàn)?zāi)艽_定確定 CO2 是否存在。是否存在。思路點(diǎn)撥H2 具具有還原性，能使有還原性，能使 CuO 還原為紅色光亮的銅，反應(yīng)還原為紅色光亮的銅，反應(yīng)的的化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為

20、 H2CuOCuH2O。無(wú)水硫酸。無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)色，實(shí)驗(yàn)室根銅遇水變藍(lán)色，實(shí)驗(yàn)室根據(jù)這一性質(zhì)檢驗(yàn)水的存在。若該氣體中含有據(jù)這一性質(zhì)檢驗(yàn)水的存在。若該氣體中含有 H2，則能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，則能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是是 C 處黑色粉末變紅，處黑色粉末變紅，D 處白色粉末變藍(lán)。處白色粉末變藍(lán)。C 處黑色粉末變紅，處黑色粉末變紅，D 處白色粉末變藍(lán)處白色粉末變藍(lán)本題難點(diǎn)在于：氣體中可能含有 HCl，如果 HCl 存在，通過(guò)裝置 A，HCl 與 Ca(OH)2 發(fā)生中和反應(yīng)，即使氣體中含有 CO2，通過(guò) A 時(shí)也會(huì)沒(méi)有任何現(xiàn)象。因此，按上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到 A 處沒(méi)有明顯現(xiàn)象，并不能確定氣體中是否存在 CO2。應(yīng)該在 A、B 之間再增加一個(gè) A 裝置，如果這個(gè)裝置中石灰水變渾濁，則證明原氣體中有 CO2；若不變渾濁，則原氣體中不含 CO2。答案 (1)C 處黑色粉末變紅，D 處白色粉末變藍(lán) (2)在 A、B 裝置之間再連接一個(gè)裝有澄清石灰水的洗氣瓶。空氣空