第六单元 碳和碳的氧化物
考标要求 | 备考指津 |
1.知道金刚石、石墨等碳单质的一些物理特性，初步了解它们的用途，感受物质的多样性；知道碳单质在常温下化学性质稳定，在高温下能跟一些物质反应。 2．知道二氧化碳和一氧化碳的主要性质和用途，并能以此解释日常生活中的一些现象。 3．初步学会在实验室制取二氧化碳的基本方法，并会检验CO2的存在。 4．初步了解温室效应及防治温室效应采取的措施。 5．了解自然界中碳的循环。 | 1.金刚石、石墨在物理性质上的差异、原因和无定形碳中的木炭、活性炭的吸附性能，结合实际考查碳的稳定性、可燃性和还原性一直是学业水平考试命题的热点，题型包括选择题、填空题、简答题，并以综合实验题、探究题形式考查碳的还原性。 2．二氧化碳的性质和用途是历年来考查必考内容，常结合生产生活实际和社会热点进行考查，如植物的光合作用、温室效应等。历年来，对二氧化碳的性质探究，特别是运用二氧化碳的性质解释生活中的一些化学现象分析其用途，根据化学现象分析二氧化碳的性质及环保问题的考查将成为热点。 3．在一氧化碳的性质中将侧重一氧化碳毒性的考查：如实验尾气的处理、煤气的泄漏、处理煤气中毒的正确方法等，CO的可燃性和还原性，CO与Fe2O3反应的实验探究也将是考查热点。 4．二氧化碳的实验室制法在注重基础题的前提下，综合实验是学业水平考试考查的热点，它集气体的制备、除杂、干燥、验证于一体，全面考查综合能力，题型常以实验题形式出现。 5．联系生产生活实际判断自然界中的碳循环。 |
| |
考点梳理
考点一、碳的单质
1．碳单质的存在形式
碳的单质有金刚石、石墨和C60，由于它们的碳原子排列方式不同，导致它们在物理性质上存在很大差异。
2．金刚石、石墨的物理性质和用途的比较
| 金刚石 | 石墨 |
态 | 无透明、正八面体形状的固体 | 深灰有金属光泽而不透明的细鳞片状固体 |
硬度 | 石龙二中是天然物质中最硬的物质 | 是最软的矿物之一 |
导电、导热性 | 不导电、不导热 | 导电、导热 |
熔点 | 很高 | 高、耐高温 |
组成元素 | 碳 | 碳 |
主要用途 | 作钻石、制玻璃刀 | 作铅笔芯、作电 极、作润滑剂等 |
| | |
3．木炭和活性炭
木炭和活性炭具有吸附性，可以用作吸附剂，除去食品和工业产品中的素，消除异味和吸收有毒气体。
4．C60
(1)构成：每个C60分子由60个碳原子构成，化学性质稳定电解质饮料。
(2)用途：主要应用于材料科学、超导体等方面。
温馨提示 由石墨转化为金刚石是化学变化；吸附作用是物理变化。
考点二、单质碳的化学性质
1．稳定性
在常温下，单质碳的化学性质不活泼，受日光照射或跟空气、水分接触，都不容易起变化。
2．可燃性
3．还原性
(1)与CuO反应
①中化学方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑；
②中化学方程式为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
(2)与CO2反应
反应的化学方程式为C＋CO22CO。
(3)应用
用于冶金工业。如焦炭把铁从它的氧化物矿石中还原出来的反应为2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑。
考点三、二氧化碳
1．性质
(1)物理性质
(2)化学性质
操作 | 现象 |
| 现象：蜡烛自下而上依次熄灭，说明CO2密度比空气大，既不燃烧也不支持燃烧 |
| 现象：紫石蕊溶液变成红，该实验说明了CO2能与H2O反应生成H2CO3，反应的化学方程式为CO2＋H2O===H2CO3 |
| 现象：澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O |
| |
2.CO2对生活和环境的影响
(1)用途
①用于灭火：是因为CO2不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大；②制冷剂、人工降雨：固体二氧化碳叫“干冰”，升华时吸收大量的热；③光合作用；④化工原料；⑤气体肥料。
(2)温室效应
①成因：大气中的CO2能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使地球变暖。能产生温室效应的气体有：CO2、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。
②危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。
③缓解措施：减少使用煤广东电大、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；大力植树造林、严禁乱砍滥伐等。
3．制取
(1)工业制法
高温煅烧石灰石，反应方程式为CaCO3CaO＋CO2↑。
(2)实验室制法
①反应原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
温馨提示 在二氧化碳实验室制法中，不能用稀硫酸与块状石灰石反应来制取CO2，这是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4，它会覆盖在CaCO3的表面，阻碍反应的进行。若用浓盐酸与石灰石反应来制取CO2，会导致浓盐酸中的氯化氢气体混入产生的CO2气体内，使制得的CO2气体不纯。
②制取装置
实验室常用的制取二氧化碳的装置如图所示。
考点四、气体发生装置和收集装置的综合探究
1．气体发生装置
一般根据反应条件(是否加热、加催化剂等)和反应物状态(固体和固体反应、固体和液体反应或液体和液体反应等)设计发生装置，如下图所示：
(1)固＋固，可选用图A的装置。可制取O2等气体。
(2)固＋液―→，可选用图B或C的装置。可制取O2、H2、CO2等气体。
PDF 文件2．气体收集装置
一般根据气体的溶解度、气体的密度设计收集装置，如下图所示：
收集方法 | 气体性质 | 优缺点 |
A.向上排空气法 | 密度比空气大 | 纯度不高、干燥 |
B.排水法 | 难溶于水 | 纯度高、不干燥 |
C.排空气法 | — | 纯度不高、干燥 |
D.向下排空气法 | 密度比空气小 | 纯度不高、干燥 |
| | |
考点五、一氧化碳
1．物理性质
2.化学性质
(1)可燃性：纯净的CO在空气中点燃时，能产生蓝火焰，放出大量的热。化学方程式为2CO＋O22CO2。
(2)还原性：CO还原CuO反应的化学方程式为CO＋动力基因论坛CuOCu＋CO2。
(3)剧毒性：CO极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成体内缺氧，甚至危及生命。
3．用途
作燃料、冶炼金属。
4．CO、CO2的鉴别方法
(1)用澄清石灰水：CO2能使澄清石灰水变浑浊，CO不与石灰水等碱溶液反应。
(2)用点燃法：CO能燃烧，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，而CO2不能燃烧。
(3)用灼热的CuO和澄清石灰水：CO能与灼热的CuO反应，生成红固体，且能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，而CO2则不与CuO反应。
(4)用紫石蕊试液：CO2通入到紫石蕊试液中能产生使紫石蕊试液变红的碳酸，而CO不能。
考点六、气体混合物分析实验
初中化学实验中，气体成分(如H2、CO、CO2、H2O等)的分析实验占很大的比重。
通常用无水CuSO4粉末检验H2O(气态)的存在，若白CuSO4粉末变成蓝，说明存在H2O(气态)。
用灼热的CuO粉末检验H2和CO，黑粉末变成红，有水珠生成，说明存在H2；生成的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明存在CO。(气体通过灼热的CuO前，必须干燥)
CO2的存在对检验CO产生干扰，所以有时要先除去CO2且确认CO2已除尽，才能检验CO。
自主测试
1．(2012四川宜宾，3)下列关于碳单质的说法中正确的是( )。
A．C60的相对分子质量为720
B．金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同
C．木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来
gtssD．石墨很软，不能用于制石墨电极
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，其画用墨汁的主要成分为炭黑，它能使画很长时间不褪，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
3．当氧化铜中混有少量炭粉时，提纯的方法是( )。
A．隔绝空气加热混合物 B．在氢气流中加热混合物
C．在氧气流中加热混合物 D．加入足量盐酸，待反应终止后过滤
4．节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排放。下列有关二氧化碳的说法正确的是( )。
A．二氧化碳通入紫石蕊溶液，溶液变为红，说明二氧化碳具有酸性
B．二氧化碳的过度排放会加剧温室效应，因此应禁止使用化石燃料
C．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化
D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火试验，是因为二氧化碳有毒
5．(2012浙江绍兴，3)由图可知，大气中CO2浓度大约从1800年起急剧增加，下列解释合理的是( )。
大气中CO2浓度随时间变化图
A．大量火山的喷发 B．气候的自然波动
C．浮游生物的光合作用 D．人类大量使用燃料
6．在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。下图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是( )。
7．下列有关“固液反应，不需加热”的气体发生装置合理的是( )。
8．下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述正确的是( )。
A．一氧化碳和二氧化碳均有可燃性 B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒
C．一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属 D．可用烧碱溶液鉴别二氧化碳气体
9．为了区别CO(可能混有氧气)与CO2两瓶无气体，下列方法中可行的是( )。
①伸入燃着的木条
②分别通入滴有紫石蕊溶液的水中
③分别通入少量澄清石灰水，振荡
④分别通入少量NaOH溶液，振荡
⑤分别通入少量稀硫酸，振荡
A．①②③ B．②③ C．③④⑤ D．①②⑤
10．某无气体可能含有H2、CO、CO2和N2中的一种或几种。当混合气体通过紫石蕊溶液时没有变，又通过灼热的氧化铜时有红物质生成，再通过澄清石灰水时，石灰水变浑浊，则下列有关该气体的组成叙述正确的是( )。
A．一定不含CO2，肯定含H2 B．一定含CO，可能含H2
C．一定含H2和CO中的其中一种 D．一定含H2与N2两种气体
归类精析
[归类示例一]碳单质的性质及用途
【例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( )。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议