第六單元碳和碳的氧化物-2022年《三步?jīng)_刺中考化學》之第1步重課本理考點（原卷版）

第六單元碳和碳的氧化物1.掌握碳跟氧氣、氧化銅的反應；了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途。2.掌握實驗室制取二氧化碳的原理、裝置和操作要點；了解實驗室中制取氣體的思路和方法。3.掌握二氧化碳和一氧化碳的性質；了解二氧化碳的用途；知道溫室效應。碳的單質(高頻考點)1．碳單質的物理性質和用途名稱金剛石石墨C60結構色、態(tài)、形無色透明、正八面體形狀固體深灰色，有金屬光澤，不透明的細鱗片狀固體形狀似足球硬度天然存在的最硬的物質很軟導電性不導電良好的導電性一般不導電用途玻璃刀、切割大理石、鉆頭、裝飾品作電極、鉛筆芯、潤滑劑用于超導、催化、醫(yī)學歸納小結(1)同種元素可以形成不同的單質。(2)由同種元素組成的物質不一定是單質，還可能是混合物。(3)原子不僅可以直接構成物質，還可以通過構成分子構成物質。(4)一定條件下，石墨可以轉化為金剛石，該變化有新物質生成，屬于化學變化。(5)活性炭的吸附性屬于物理性質。特別提醒金剛石、石墨和C60物理性質差異的原因是碳原子的排列方式不同，而不是碳原子的結構或數(shù)目不同所致。2.碳單質的化學性質(1)穩(wěn)定性常溫下，碳單質的化學性質很穩(wěn)定。應用：書寫檔案材料用碳素墨水，插入地下的木樁，先將插入部位稍稍烤焦等。(2)可燃性在氧氣充足時，碳燃燒生成二氧化碳，反應的化學方程式為C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2在氧氣不足時，碳燃燒生成一氧化碳，反應的化學方程式為2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO應用：用作燃料。(3)還原性在高溫條件下，碳可奪取某些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。高溫時，碳與氧化銅反應，實驗現(xiàn)象為黑色固體中出現(xiàn)紅色固體，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，反應的化學方程式為C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑；高溫時，碳與二氧化碳反應，反應的化學方程式為CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO應用：冶煉金屬。特別提醒①相同的反應物，在不同的條件下生成物可以不同，如通常條件下，水與二氧化碳反應生成碳酸，光合作用中，兩者反應生成氧氣和葡萄糖；又如碳和氧氣，兩者的相對用量不同，產(chǎn)物不同等。②常溫下，碳的化學性質穩(wěn)定；碳單質的燃燒需其溫度達到著火點，表現(xiàn)出還原性時需高溫條件。③還原性是物質在化學反應中表現(xiàn)奪氧能力的性質。奪取氧的物質發(fā)生氧化反應，失去氧的物質發(fā)生還原反應。二氧化碳和一氧化碳(高頻考點)1．二氧化碳和一氧化碳物理性質比較物理性質二氧化碳一氧化碳色、態(tài)、味無色、無味氣體無色、無味氣體密度比空氣的大略小于空氣溶解性能溶于水難溶于水2.二氧化碳的化學性質與用途化學性質化學方程式說明與水反應H2O＋CO2=H2CO3H2CO3=H2O＋CO2↑生成的碳酸可使紫色石蕊溶液變紅色，碳酸不穩(wěn)定易分解與堿反應Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O①此反應可用于檢驗CO2②堿及其溶液需密封保存與碳反應CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO煤爐中的部分反應用途用于滅火，作化工原料，用作溫室氣肥，干冰常用作制冷劑3.一氧化碳的化學性質和用途項目反應現(xiàn)象化學方程式化學性質可燃性燃燒時產(chǎn)生藍色火焰，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO2還原性固體粉末由黑色變成紅色，澄清石灰水變渾濁(以還原氧化銅為例)CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加熱))Cu＋CO2毒性一氧化碳能與血液中的血紅蛋白結合，使血液失去輸送氧氣的能力，造成人體缺氧用途作燃料，用于冶煉金屬等4.二氧化碳與一氧化碳的轉化、鑒別與除雜項目方法化學方程式轉化CO轉化為CO2燃燒法2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO2還原金屬氧化物CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加熱))Cu＋CO2鑒別CO2轉化為CO通過灼熱的炭粉CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2COCO2和CO通入澄清石灰水Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O通入紫色石蕊溶液H2O＋CO2=H2CO3除雜CO中混有CO2通過灼熱的炭粉CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO通過氫氧化鈉溶液2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2OCO2中混有CO通過灼熱的氧化銅CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加熱))Cu＋CO2,二氧化碳的實驗室制取1.藥品：大理石（或石灰石）、稀鹽酸。

2.反應原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

3.發(fā)生裝置和收集裝置：（1）發(fā)生裝置：“固——液不加熱型”。氣體的發(fā)生裝置由反應物的狀態(tài)和反應條件決定。制取二氧化碳常用的發(fā)生裝置如下：（2）裝置連接時要注意以下兩點：

①長頸漏斗的下端管口必須插入到液面以下，否則生成的氣體會從長頸漏斗口跑掉；

②導氣管伸入容器內無需太長，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，氣體就無法從導管口排出。

（3）收集裝置：氣體的收集方法由氣體的密度和氣體的溶解性決定。二氧化碳能溶于水，密度比空氣的大，通常采用向上排空氣法收集（如右圖所示）。收集時要注意將導管插到瓶底。4.驗滿：將燃著的木條置于集氣瓶口，如木條熄滅，則二氧化碳收集滿了。5.檢驗：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，若觀察到石灰水變渾濁，說明有CO2生成。【重點解析】藥品選用應注意的問題：

（1）不能用濃鹽酸。濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體混入二氧化碳中，導致所收集的二氧化碳不純。

（2）不能用硫酸。因為硫酸跟碳酸鈣反應（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑）生成的硫酸鈣微溶于水，它覆蓋在石灰石的表面，阻礙了石灰石與硫酸進一步接觸，使反應難以繼續(xù)進行。

（3）不用碳酸鈉。因為碳酸鈉是固體粉末且易溶于水，它與鹽酸反應（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸鈉比石灰石價格高，不經(jīng)濟。知識點二、實驗室制取二氧化碳的研究與實踐

1.化學反應原理的確定：可以生成二氧化碳的化學反應有很多，例如：

（1）碳在氧氣（或空氣）中燃燒：C+O2CO2

(2)碳在高溫下還原金屬氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑

(3)石灰石高溫分解：CaCO3CaO+CO2↑

(4)大理石（或石灰石）與稀鹽酸在常溫下反應：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

(5)蠟燭、木柴、酒精、汽油等含碳物質的燃燒都可產(chǎn)生二氧化碳氣體。有二氧化碳生成的化學反應不一定都適用于實驗室制取二氧化碳。首先要考慮可操作性，其次再考慮哪個更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）雖然都能生成二氧化碳，但由于燃燒需要在氧氣（由空氣）中進行，放出大量的熱，對儀器、裝置的要求高而且復雜，燃燒后的高溫氣體收集也很困難，所以在實驗室里可操作性差；（2）和（3）需在高溫下進行，操作較復雜且消耗能源。（4）方案操作簡便，故實驗室通常選用大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應來制取二氧化碳。

2.實驗室制取氣體裝置的確定：制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分，其選擇依據(jù)如下：

（1）氣體發(fā)生裝置的選擇：由反應物的狀態(tài)和反應條件來確定。①若反應物只有固體，反應需要加熱時，應選擇下圖A所示的實驗裝置。②若反應物狀態(tài)為固體+液體，反應不需要加熱時，應選擇下圖B所示的實驗裝置。

（2）氣體收集裝置的選擇：依據(jù)氣體的物理性質（是否溶解于水、密度比空氣大還是?。┖突瘜W性質（是否與水、空氣發(fā)生反應）來選擇。

①氣體的密度大于空氣的密度（或相對分子質量大于29），可用向上排空氣法收集（上圖D）。

②氣體的密度小于空氣的密度（或相對分子質量小于29），可用向下排空氣法收集（上圖E）。

③氣體不易（或難）溶于水且不與水反應，可用排水法收集（上圖C）。

【重點解析】1.實驗室制取氣體的一般思路和方法：（1）首先要研究實驗室制取氣體的化學反應原理，即選擇合適的反應物和反應條件（如常溫、加熱、加催化劑等），還要選擇合適的實驗裝置，研究如何驗證制得的氣體等。（2）選擇反應時，要考慮原料易得，反應條件要求不高，操作簡便安全，反應速率適中，生成氣體不混入其他氣體，便于收集。（3）制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。選擇氣體發(fā)生裝置要根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件；選擇氣體的收集裝置應考慮氣體的密度和氣體的溶解性及氣體是否與水反應。（4）驗證氣體時，實驗現(xiàn)象要明顯。

2.氧氣、二氧化碳的實驗室制法比較：氣體名稱氧氣二氧化碳反應原理過氧化氫催化分解或高錳酸鉀受熱分解分解氯酸鉀大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應化學方程式2H2O22H2O+O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO32KCl+3O2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑發(fā)生裝置（注意：加熱高錳酸鉀制氧氣時，試管口處要放一小團棉花）收集裝置檢驗方法將帶火星的木條伸入集氣瓶內，木條復燃通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁驗滿方法將帶火星的木條靠近集氣瓶口，木條復燃，則證明滿了將燃著的木條靠近集氣瓶口，木條熄滅，則證明滿了二氧化碳對環(huán)境的影響1．二氧化碳對維持大氣中碳—氧平衡有重要意義。2．引起溫室效應加劇。引起溫室效應加劇的氣體除二氧化碳外，還有甲烷、臭氧、氯氟代烷等；溫室效應加劇的危害：導致全球氣候變暖，兩極冰川融化，海平面升高，淹沒部分沿海城市；使土地沙漠化，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)；引起暴雨、洪水等災害和極端氣候事件發(fā)生頻率和強度增加；影響自然生態(tài)系統(tǒng)，改變生物多樣性等。3．阻止溫室效應加劇的措施：減少使用化石燃料，使用清潔能源；促進節(jié)能產(chǎn)品和技術的進一步開發(fā)和普及，提高能源的生產(chǎn)效率和使用效率；大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐森林；采用物理方法或化學方法，人工吸收二氧化碳；在日常生活中每一個人都應該傳播“低碳”理念等。特別提醒①二氧化碳是空氣的成分之一，不是空氣污染物。二氧化碳參與碳—氧循環(huán)，是氧氣的間接來源，但空氣中二氧化碳含量增加會加劇溫室效應，只是影響環(huán)境，不會造成空氣污染。②二氧化碳是一種主要的溫室氣體，但加劇溫室效應的氣體不僅僅是二氧化碳，甲烷和臭氧等也是。③燃煤取暖時，煤爐邊放一盆水不能防止一氧化碳中毒。一氧化碳的產(chǎn)生是由于煤燃燒時氧氣不足所致，煤爐邊放一盆水，不能增加氧氣的量，無法防止煤發(fā)生不完全燃燒，同時，一氧化碳難溶于水，通常條件下也不與水反應，因此放一盆水并不能吸收煤燃燒生成的一氧化碳。以CO2為核心的物質網(wǎng)絡圖①2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO②C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(或C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑)③2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO2(或CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加熱))Cu＋CO2)④CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO⑤H2CO3=H2O＋CO2↑⑥H2O＋CO2=H2CO3⑦C6H12O6＋6O2eq\o(=,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O⑧6CO2＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(光),\s\do5(葉綠體))C6H12O6＋6O2⑨CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑(或CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑)⑩Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O?2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O?Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑(或Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑)碳和碳的氧化物(碳單質物理性質差異大的原因、碳和碳的氧化物的性質與用途)例1、（2019遼寧）金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質，下列關于碳單質的敘述中正確的是()A．都是黑色固體 B.在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳 C.都由碳原子直接構成 D.一定條件下，石墨轉化成金剛石是物理變化例2、（2020常州）石墨烯是一種由碳原子構成的碳納米材料，將石墨烯一層層疊起來就是石墨。下列說法錯誤的是()A．石墨烯與石墨的組成元素相同B．石墨烯與石墨的性質相同C．石墨烯屬于單質D．石墨烯在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳1、【2020本溪】下列關于金剛石與石墨的說法中正確的是（）A.都能導電B.都是黑色固體C.硬度都很小D.都由碳元素組成2、【2018四川】金剛石、石墨、C60物理性質有很大差異的原因是（）A．原子種類不同 B．原子大小不同C．原子排列方式不同 D．原子數(shù)目不同3、【2019山東】如圖為金剛、石墨和C60的結構模型圖，圖中小球代表碳原子。下列說法不正確的是（）A．原子的排列方式改變，則構成的物質種類改變 B．相同元素組成的不同物質，在足量的氧氣中完全燃燒，產(chǎn)物相同 C．相同元素組成的不同物質，化學性質相同 D．在特定的條件下，石墨既可轉化為金剛石，也可轉化為C60方法技巧掌握金剛石、石墨和C60的結構及主要物理性質，碳單質的化學性質，對比掌握一氧化碳和二氧化碳的性質與用途。解答有關新型碳單質的相關試題時，要從題中準確提取信息，再結合常見的碳單質的結構、性質對比，進行知識的整合后再答題。二氧化碳的實驗室制取例1、（2019江蘇）如圖是實驗室制取氣體的部分裝置，下列說法正確的是()A．裝置①和④組合可用于制取氧氣B．裝置②可獲得平穩(wěn)的氣流C．裝置②和③組合可用于制取二氧化碳D．裝置②和⑤組合可用于制取二氧化碳例2、（2018山東）根據(jù)下圖回答有關問題：甲乙丙圖甲是小組同學組裝的實驗室制二氧化碳氣體的發(fā)生裝置，該裝置的優(yōu)點是________；為了解裝置具有該優(yōu)點的原因，他們在裝置甲中連接壓強傳感器(如圖乙)，從而測定實驗中試管內氣體壓強變化的情況(如圖丙)。下列說法正確的是________(填序號，雙選)。Ⅰ.ab段試管中液面逐漸上升Ⅱ.bc段石灰石脫離接觸Ⅲ.c點對應操作為打開彈簧夾例3、【2020蘇州】用如圖所示裝置探究CO2能否與H2O反應。滴加鹽酸，待試管乙中液體變紅后，將其加熱至沸騰，紅色不褪去。下列說法正確的是（）A.甲中逸出的氣體只含CO2B.乙中液體變紅，證明CO2能與水反應C.加熱后紅色不褪去，說明碳酸受熱不分解D.欲達到實驗目的，可將鹽酸改為稀硫酸1．（2019蘇州中考）下列有關CO2實驗的圖示正確的是（）A．制取CO2 B．收集CO2 C．驗證CO2已集滿 D．驗證CO2能與水反應2．（2019宿遷中考）實驗室制取氣體時需要的一些裝置如圖所示，請回答下列問題：（1）寫出標有序號的儀器名稱：①。（2）實驗室制取氧氣和二氧化碳的發(fā)生裝置都可選用B裝置的原因是，其中實驗室制O2的化學方程式為。（3）若要制取并收集到干燥的氧氣，所選擇裝置的連接順序為：（填字母序號）。（4）若B裝置用于實驗室制取二氧化碳，則反應的化學方程式為。（5）實驗室用加熱無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物制取甲烷，甲烷密度比空氣小，難溶于水，收集裝置可以選擇（填字母序號，一種即可）；請寫出甲烷完全燃燒的化學方程式。3．（2019泰州中考）請回答下列實驗問題：（1）現(xiàn)提供下列裝置：①如圖E裝置中，甲儀器的名稱是。②實驗室用KClO3和MnO2混合制O2，發(fā)生裝置可選用（填裝置序號），用裝置C干燥O2，氣體由導管端（填“a”或“b”）進入，用E裝置收集O2的依據(jù)是。③英國化學家布萊克是第一個“捕捉”到CO2的人，實驗室制備CO2的化學方程式為；1774年德國化學家貝格曼將CO2通入紫色石蕊試液中，發(fā)現(xiàn)試液由紫色變?yōu)榧t色，此反應的化學方程式為。（2）對一定質量的粗鹽（含泥沙）進行初步提純。①實驗的主要步驟：稱量與溶解、過濾、蒸發(fā)；蒸發(fā)結束后用（填儀器名稱）將固體從蒸發(fā)皿轉移到紙片上，比較食鹽提純前后的狀態(tài)。②下列有關蒸發(fā)過程說法正確的是（填序號）a．蒸發(fā)時用玻璃棒不斷攪拌b．當蒸發(fā)皿中水分全部蒸干時，停止加熱c．蒸發(fā)時若有濾液濺出，則精鹽質量將偏低d．蒸發(fā)過程中，溶液中鈉元素質量增大4、【2020四川甘孜州】實驗室制取和收集氣體的裝置如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出圖中儀器X的名稱：__________。（2）用下列原理制取氣體可選用裝置A的是______（填數(shù)字序號）。①用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣②用鋅和稀硫酸反應制取氫氣（3）實驗室用B裝置制取二氧化碳，反應的化學方程式為。連接儀器后，先________，再加藥品。（4）若改用圖F所示充滿空氣的醫(yī)用塑料袋收集二氧化碳，則二氧化碳的導入端為_____（填“a”或“b”）。5．（2018?南京）碳及其氧化物性質的應用。（1）如圖所示，向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭，紅棕色消失，說明木炭具有能力，其原因是木炭具有的結構。（2）在書寫具有保存價值的檔案時，規(guī)定應使用碳素墨水，原因是。（3）將一定質量的金剛石在足量的氧氣中充分燃燒，固體全部消失，寫出反應的化學方程式；將生成的產(chǎn)物用足量的氫氧化鈉溶液來充分吸收并測定其質量，當金剛石的質量恰好等于時，則可證明金剛石是由碳元素組成的單質。（4）在實驗室里，檢驗二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氫氧化鈉溶液，理由是。（5）寫出碳在高溫時還原氧化銅的化學方程式，并計算要使80g氧化銅完全還原，需要碳的質量至少是多少？（在答題卡上寫出計算過程）方法技巧解答有關二氧化碳實驗室制取的試題時，一要掌握實驗室制取氣體的一般思路；二要掌握常見的一些裝置特點，結合實驗要求選擇裝置或選擇儀器組裝裝置；三要掌握氣體凈化時，先除雜，后干燥的原則。二氧化碳對環(huán)境的影響(低碳生活)例1(2019廣西)降低大氣中二氧化碳含量的科學研究具有重大意義。(1)大氣中，二氧化碳含量升高導致的環(huán)境問題是________(寫一條即可)。(2)科學家設想將二氧化碳以液態(tài)的形式封存于海底。壓強增大使二氧化碳由氣態(tài)變成液態(tài)的微觀解釋是________。(3)高溫下，利用特殊催化劑將二氧化碳與氫氣轉化為甲醇(CH3OH)的微觀示意圖如圖。該反應的化學方程式為