2021屆中考化學(xué)一輪微專題復(fù)習(xí)學(xué)案：　碳和碳的化合物1.了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和主要用途。2.知道木炭和活性炭具有吸附性。3.知道不同元素可以組成不同的物質(zhì),同種元素也可以組成不同的物質(zhì)。4.知道碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)——穩(wěn)定性、可燃性、還原性。5.了解實驗室中制取二氧化碳的反應(yīng)原理。6.探究實驗室制取二氧化碳的裝置,并利用設(shè)計的裝置制取二氧化碳。7.知道二氧化碳、一氧化碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。8.了解二氧化碳、一氧化碳在生活和生產(chǎn)中的用途。9.了解自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)。10.知道溫室效應(yīng),了解防止溫室效應(yīng)進一步增強應(yīng)采取的措施。 名師考點精講             考點1　碳單質(zhì)的性質(zhì)及碳、氧循環(huán)1.碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途金剛石、石墨、C60是常見的碳單質(zhì),它們雖然都是由　碳元素　組成的,但屬于三種不同的物質(zhì);由于構(gòu)成它們的　碳原子的排列方式　不同,因此它們的物理性質(zhì)存在很大差異。 (1)金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)和用途物質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)模型色、態(tài)、形無色透明、正八面體形狀的固體深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體形狀似足球硬度天然存在的　最硬　的物質(zhì)質(zhì)軟　,有滑膩感—導(dǎo)電性不導(dǎo)電良好的導(dǎo)電性常態(tài)下不導(dǎo)電用途裁玻璃、切割大理石,作鉆頭、裝飾品等作電極、制鉛筆芯、潤滑劑、石墨炸彈等廣泛用于超導(dǎo)、催化、材料、醫(yī)學(xué)及生物等領(lǐng)域(2)木炭、活性炭的性質(zhì)及用途①木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),因此它具有較強的　吸附　能力,可用于吸附色素和異味。 ②活性炭的吸附作用比木炭強,常應(yīng)用于水的凈化、防毒面具里的濾毒罐、制糖工業(yè)、冰箱除味劑等。(1)石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化成金剛石,屬于化學(xué)變化。(2)活性炭的吸附性是物理性質(zhì)。2.碳的化學(xué)性質(zhì)和用途 化學(xué)性質(zhì)用途常溫穩(wěn)定性用墨書寫或繪制字畫等高溫或點燃可燃性充分燃燒:C+O2CO2;不充分燃燒:2C+O22CO;說明:相同反應(yīng)物在不同條件下反應(yīng)產(chǎn)物可能不同用作燃料高溫或點燃還原性現(xiàn)象:　黑色固體逐漸變?yōu)榧t色,澄清石灰水變渾濁　,該反應(yīng)中,CuO是　氧化劑　,C是　還原劑　;化學(xué)方程式:　C+2CuO2Cu+CO2↑用于冶煉金屬與CO2反應(yīng):　C+CO22CO1.對“同種元素不一定只組成一種單質(zhì)”的說法理解不透徹。如碳元素可組成金剛石、石墨和C60等單質(zhì),所以只含一種元素的物質(zhì)不一定是單質(zhì),也可能是幾種單質(zhì)組成的混合物。2.金剛石、石墨、C60等都是由碳元素組成的單質(zhì),構(gòu)成它們的碳原子的最外層電子數(shù)相同(都是4),因此,不同碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)相同。3.碳、氧循環(huán)(1)人和動植物的呼吸、化石燃料的燃燒等均能產(chǎn)生二氧化碳;而綠色植物的光合作用卻吸收二氧化碳,放出氧氣。(2)溫室效應(yīng)①產(chǎn)生原因:大氣中的　二氧化碳　、甲烷、臭氧等溫室氣體增多,導(dǎo)致全球氣候變暖。 ②危害:全球氣候變暖、兩極冰川融化、海平面升高、土地沙漠化等。③防治措施:減少使用化石燃料、開發(fā)和利用清潔能源、嚴(yán)禁亂砍濫伐、積極植樹造林等。 典例1　石墨烯可用機械剝離法從石墨中剝離制得。它是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體(如圖),圖中每一個小球代表一個碳原子。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料。科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。關(guān)于石墨烯,下列說法不正確的是(　　)A.石墨烯和金剛石都由碳元素組成B.石墨烯的導(dǎo)電性比銀強C.石墨烯中每個碳原子為三個六元環(huán)共用D.從石墨中剝離出石墨烯屬于物理變化【解析】石墨烯和金剛石都是由碳元素組成的單質(zhì),A項正確;由題意可知,石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電性最強的物質(zhì),B項正確;由題圖可知,石墨烯中的每個碳原子為三個六元環(huán)共用,C項正確;石墨和石墨烯屬于兩種不同的碳單質(zhì),故從石墨中剝離出石墨烯屬于化學(xué)變化,D項錯誤。【答案】 D 針對訓(xùn)練1.兩位英國科學(xué)家因在石墨烯材料方面的開創(chuàng)性研究獲得2020年諾貝爾獎。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì),下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是(　A　)A.金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì),可用來裁玻璃B.石墨有金屬光澤,有導(dǎo)電性,所以是一種金屬C.活性炭具有吸附性,可以吸附所有物質(zhì)D.金剛石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接構(gòu)成的【解析】石墨是一種非金屬單質(zhì),B項錯誤;活性炭具有吸附性,但不能吸附所有物質(zhì),C項錯誤;金剛石和石墨是由碳原子直接構(gòu)成的,足球烯(C60)是由C60分子構(gòu)成的,D項錯誤。考點2　二氧化碳的實驗室制取實驗室常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,其原理為　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　(用化學(xué)方程式表示)。 考點3　碳的氧化物1.二氧化碳、一氧化碳的性質(zhì)和用途的比較物質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)用途二氧化碳(CO2)無色、無味的氣體,密度比空氣　大　,能溶于水(1體積水大約能溶解1體積二氧化碳)不燃燒也不支持燃燒可用于制作碳酸飲料、滅火、植物的氣體肥料(光合作用的原料)、化工產(chǎn)品的原料,固態(tài)二氧化碳——“干冰”可用于人工降雨和作制冷劑等能與水反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為　CO2+H2OH2CO3能與澄清石灰水反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O一氧化碳(CO)無色、無味的氣體,密度略小于空氣,　難　溶于水①可燃性,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　2CO+O22CO2　;②還原性,寫出其還原氧化銅的化學(xué)方程式:　CO+CuOCu+CO2　;③毒性作氣體燃料(水煤氣的主要成分)、冶煉金屬等1.一氧化碳有毒,因為一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合,從而使血紅蛋白不能再與氧氣結(jié)合,使人體缺氧導(dǎo)致中毒,與二氧化碳含量過高使人窒息死亡有著本質(zhì)的區(qū)別。二氧化碳沒有毒,但空氣中二氧化碳的含量過高會使人頭暈,甚至窒息死亡。2.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液變紅的實質(zhì)是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸使紫色石蕊溶液變紅。3.對物質(zhì)的性質(zhì)與組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系缺乏正確理解。如CO和CO2因分子構(gòu)成不同而導(dǎo)致它們在性質(zhì)上有很大的差異。CO能進一步與氧結(jié)合生成CO2,故CO具有還原性。CO2可提供氧,具有氧化性。2.一氧化碳和二氧化碳的鑒別鑒別方法現(xiàn)象和結(jié)論分別通入澄清石灰水中能使澄清石灰水變渾濁的是二氧化碳,無明顯現(xiàn)象的是一氧化碳分別通入紫色石蕊溶液中能使紫色石蕊溶液變紅的是二氧化碳,無明顯現(xiàn)象的是一氧化碳分別通過灼熱的氧化銅能使黑色固體變紅的是一氧化碳,無明顯現(xiàn)象的是二氧化碳典例2　下列關(guān)于CO2、CO的說法不正確的是(　　)A.CO是許多氣體燃料(如水煤氣)的主要成分B.冬天用煤火取暖時,在煤爐上放一壺水不能防止CO中毒C.CO2無毒,當(dāng)空氣中的CO2超過正常含量時,不會對人體健康產(chǎn)生影響D.大氣中的CO2能起到對地球保溫的作用【解析】二氧化碳無毒,但是當(dāng)空氣中的二氧化碳含量過高時,可能會使人頭暈,甚至窒息死亡,C項錯誤。【答案】 C 針對訓(xùn)練2.下列有關(guān)一氧化碳和二氧化碳的說法不正確的是(　C　)A.一氧化碳和二氧化碳都是碳的氧化物B.1個二氧化碳分子比1個一氧化碳分子多1個氧原子C.一氧化碳和二氧化碳都能用于冶煉金屬D.一氧化碳和二氧化碳在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化【解析】一氧化碳具有還原性,能用于冶煉金屬;二氧化碳不具有還原性,不能用于冶煉金屬,C項錯誤。3.某研究小組發(fā)現(xiàn),維C泡騰片(保健藥品,主要成分如圖1)溶于水,有許多氣泡產(chǎn)生(如圖2)。該小組同學(xué)進行如下探究。探究一:該氣體的成分【猜想與假設(shè)】小華說:該氣體可能是CO2、O2、CO、H2、N2。小明說:不可能含有N2,因為　反應(yīng)物中不含氮元素(或不遵循質(zhì)量守恒定律)　。 小芳說:不可能含有CO和H2,因為從藥品安全角度考慮,H2易燃易爆,CO　有毒　。 該小組同學(xué)認(rèn)為該氣體可能含有CO2、O2中的一種或兩種。【進行實驗】實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象①將氣體通入澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁②將帶火星的木條伸入該氣體中帶火星的木條沒有復(fù)燃【得出結(jié)論】(1)由實驗①可知,該氣體中肯定含有　CO2　。 (2)由實驗②　不能　(填“能”或“不能”)確定該氣體中不含氧氣,理由是　氧氣的含量較低時,帶火星的木條也不能復(fù)燃　。 探究二:維C泡騰片溶液的酸堿性向維C泡騰片溶液中滴加石蕊試液,溶液變紅,說明溶液顯　酸　性。  實驗突破                實驗　二氧化碳的實驗室制取 1.實驗藥品:大理石或石灰石、稀鹽酸。說明:(1)不可用稀硫酸代替稀鹽酸,因為生成的硫酸鈣微溶于水,覆蓋在碳酸鈣表面,會阻止碳酸鈣與硫酸接觸,使反應(yīng)難以繼續(xù)進行。(2)不可用碳酸鉀、碳酸鈉代替大理石或石灰石,因為碳酸鉀、碳酸鈉是粉末狀固體,與稀鹽酸反應(yīng)的速率太快,不利于控制和收集。(3)不可用濃鹽酸,因為濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體,會使制得的二氧化碳不純,且影響二氧化碳性質(zhì)的檢驗。2.實驗原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。3.實驗裝置(1)實驗室制取少量二氧化碳時可選擇甲裝置;制取較大量二氧化碳時可選擇乙、丙裝置;乙裝置的優(yōu)點是便于添加液體,丙裝置的優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的速率。(2)注意:①實驗室用甲、乙裝置制取二氧化碳時,長頸漏斗下端管口須插入液面以下形成“液封”,以防生成的氣體從長頸漏斗逸出。②干燥二氧化碳可選用濃硫酸(若用戊裝置干燥二氧化碳,氣體應(yīng)從a端通入)。(3)選擇收集裝置的依據(jù):CO2的密度比空氣大且易溶于水并與水反應(yīng),所以選用向上排空氣法收集,即選擇丁裝置。(4)收集二氧化碳也可用戊裝置,氣體由a端進入,在b端驗滿。4.實驗步驟(1)查:檢查裝置的氣密性。(2)裝:將藥品裝入試管或錐形瓶中,通過長頸漏斗或分液漏斗添加稀鹽酸。(3)收:收集二氧化碳。(4)驗滿:將燃著的小木條放在集氣瓶口,若木條熄滅,則說明二氧化碳已收集滿。5.二氧化碳的檢驗(1)操作:將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,若澄清石灰水變渾濁,則證明氣體是CO2,相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。(2)注意:檢驗二氧化碳不能用燃著的木條,因為能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳,也可能是氮氣等不支持燃燒的氣體。6.二氧化碳的吸收實驗室常用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。說明:澄清石灰水也可吸收二氧化碳,但由于氫氧化鈣微溶于水,其溶液的濃度較小,故一般不用澄清石灰水來吸收二氧化碳。7.二氧化碳的凈化、干燥及體積的測量用稀鹽酸和大理石(或石灰石)反應(yīng)制取CO2時,由于反應(yīng)過程中放出熱量,會揮發(fā)出少量HCl氣體,從而使制得的CO2氣體中含有HCl、H2O等,可用飽和NaHCO3溶液(與HCl反應(yīng),與CO2不反應(yīng))除去HCl,再用濃硫酸干燥,最后將CO2氣體通入用植物油液封的盛水集氣瓶中,測得量筒內(nèi)水的體積即為生成的CO2的體積(如圖所示)。其中,在水面上方加一層植物油的目的是避免CO2與水接觸而部分溶解,減小測量誤差。此外,植物油上方原有的空氣對實驗結(jié)果沒有影響。 針對訓(xùn)練1.下圖是實驗室中常見裝置,回答下列問題。(1)儀器a的名稱是　錐形瓶　。 (2)用裝置A進行實驗時,首先應(yīng)　③　(填序號)。 ①加藥品　　　②加熱　　　③檢查裝置氣密性(3)用A裝置制取氣體的不足之處是　不能控制反應(yīng)的速率(合理即可)　。 (4)若要收集干燥的CO2,可將含有水蒸氣的CO2從裝置B的　m　(填“m”或“n”)端導(dǎo)入,試劑X是　濃H2SO4　;再用裝置　E　(填“C”“D”或“E”)收集。 (5)向集滿CO2的集氣瓶中加入澄清石灰水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　。 2.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了氣體的制取和收集后,對相關(guān)知識進行總結(jié),請你一起參與,并完成下面內(nèi)容。(1)為了便于控制反應(yīng)速率,實驗室制取氫氣應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和收集裝置為　BD(或BE)　,一般不選用稀鹽酸制取氫氣的原因是　鹽酸易揮發(fā),導(dǎo)致收集的氫氣不純　。 (2)實驗室現(xiàn)用F裝置制取二氧化碳?xì)怏w。①請寫出實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式:　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　。 ②檢查裝置的氣密性:關(guān)閉活塞K,將干燥管放入帶有水的燒杯中,若觀察到　干燥管內(nèi)液面低于燒杯內(nèi)液面　,則表明該裝置的氣密性良好。 ③將裝有石灰石的干燥管放入裝有稀鹽酸的燒杯內(nèi),同時打開活塞K,干燥管內(nèi)發(fā)生反應(yīng),一段時間后,關(guān)閉活塞K,反應(yīng)停止,其原理是　關(guān)閉活塞K后,干燥管內(nèi)還能繼續(xù)反應(yīng)生成CO2氣體,使得裝置內(nèi)氣壓大于外界大氣壓,將干燥管內(nèi)液體排至燒杯中,使石灰石和稀鹽酸完全分離,反應(yīng)停止　。        

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