《碳和碳的氧化物》全章復(fù)習(xí)與鞏固（提高）責(zé)編：熊亞軍    【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握碳跟氧氣、氧化銅的反應(yīng)；了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)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(zhì)；了解二氧化碳的用途；知道溫室效應(yīng)。【知識網(wǎng)絡(luò)】
　　【要點梳理】知識點一、碳的單質(zhì)和碳的氧化物1.碳的單質(zhì)（金剛石、石墨）的物理性質(zhì)和用途： 　金剛石石墨外觀無色透明正八面體狀晶體深灰色磷片狀固體光澤加工琢磨后有光澤略有金屬光澤硬度最硬軟導(dǎo)電性無良好導(dǎo)熱性良好良好用途鉆探機鉆頭、刻刀、裝飾品等電極、鉛筆芯、潤滑劑等2.CO2和CO的比較：　CO2CO物理性質(zhì)無色、無味氣體，可溶于水，密度比空氣大，干冰易吸熱升華。無色無味氣體，難溶于水，密度與空氣接近，略小于空氣密度。化學(xué)性質(zhì)可燃性一般情況下既不能燃燒，也不支持燃燒。有可燃性2CO+O2 2CO2還原性沒有還原性，有較弱的氧化性C+CO2 2CO有還原性
CO+CuO Cu+CO2 與水反應(yīng)與水反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3 不能與水反應(yīng)與石灰水的反應(yīng)與石灰水反應(yīng)
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O 不能與石灰水反應(yīng)毒性無毒有劇毒主要用途可制汽水，作制冷劑，滅火，氣體肥料。可作氣體燃料和冶金工業(yè)的還原劑。3.一氧化碳和單質(zhì)碳的比較：　CCO相似點都具有可燃性、還原性，常用作燃料和作還原劑冶煉金屬不同點屬于固體單質(zhì)，常溫下具有穩(wěn)定性屬于氣體化合物，具有毒性【要點詮釋】
1.由于碳原子排列方式不同，導(dǎo)致金剛石和石墨在物理性質(zhì)上存在較大差異。2.由于CO和CO2的分子構(gòu)成不同，決定了二者性質(zhì)的不同。
知識點二、二氧化碳的實驗室制法
1.實驗室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑2.發(fā)生裝置和收集裝置的選擇：
（1）制取二氧化碳的反應(yīng)物是塊狀固體和液體，在常溫下進(jìn)行反應(yīng)，因此制取CO2的發(fā)生裝置與用過氧化氫溶液和二氧化錳制取O2的發(fā)生裝置相同（如下圖所示）。一般情況下，由于制取CO2時所需反應(yīng)物的量較大，常用下列儀器代替試管作為反應(yīng)器（如：錐形瓶、廣口瓶等）。（2）CO2能溶于水，且密度比空氣大，用向上排空氣法收集。
　　　　　　　　　　　　　　　
3.檢驗二氧化碳的方法：把氣體通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，證明生成的氣體是CO2。
4.驗證CO2氣體是否收集滿的方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則二氧化碳收集滿了。
5.除去二氧化碳?xì)怏w中雜質(zhì)的方法：實驗室制取的CO2氣體中混有的少量HCl氣體，可用將氣體通過碳酸氫鈉溶液的方法除去，混有的水蒸氣可通過濃硫酸除去。【要點詮釋】不用稀硫酸、濃鹽酸代替稀鹽酸，不用碳酸鈉、純凈碳酸鈣代替大理石或石灰石的原因：（1）用大理石或石灰石跟稀鹽酸反應(yīng)，速度適中，便于收集CO2氣體；大理石或石灰石原料價低易得。
（2）不用稀硫酸與大理石反應(yīng)的理由：剛開始二者反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣覆蓋在大理石的表面，阻止了酸與大理石的接觸，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行下去。
（3）不用濃鹽酸的原因：濃鹽酸易揮發(fā)出HCl氣體，會使生成的CO2中混有HCl氣體，使制得的CO2不純。
(4)不用純CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石）是因為它們與稀鹽酸反應(yīng)速度太快，很難控制，且藥品價格比石灰石要貴（成本較高）。
知識點三、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(xué)反應(yīng)原理，即選擇合適的反應(yīng)物和反應(yīng)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(yīng)時，要考慮原料易得，反應(yīng)條件要求不高，操作簡便安全，反應(yīng)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(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；選擇氣體的收集裝置應(yīng)考慮氣體的密度和氣體的溶解性及氣體是否與水反應(yīng)。4.驗證氣體時，實驗現(xiàn)象要明顯。
【要點詮釋】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(yīng)原理過氧化氫催化分解或高錳酸鉀受熱分解大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應(yīng)化學(xué)方程式2H2O22H2O+O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 發(fā)生裝置收集裝置檢驗方法將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復(fù)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(fù)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【典型例題】類型一、考查碳的單質(zhì)和碳的氧化物1.（廣州中考）如圖，將充滿CO2的試管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸餾水中，一段時間后，下列實驗現(xiàn)象描述正確的是（　?。?/span>①試管內(nèi)液面上升；②試管內(nèi)溶液變紅；③試管內(nèi)液面不上升；④試管內(nèi)溶液變藍(lán)；⑤試管內(nèi)溶液不變色A．①②          B．①④          C．②③         D．③⑤【思路點撥】二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸，呈酸性，因此能使紫色石蕊試液變紅。【答案】A【解析】二氧化碳能溶于水的，并且與水反應(yīng)，大試管內(nèi)氣體減少，壓強變小，燒杯中水面上升，故①正確；二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，呈酸性，能使紫色石蕊變紅，故而試管內(nèi)的液體變紅，故②正確。故選A。【總結(jié)升華】本題考查了二氧化碳的性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)已有的課本知識進(jìn)行。2．為了區(qū)別CO（可能混有氧氣）與CO2兩瓶無色氣體，下列方法中可行的是(    )
　　A．伸入燃著的木條
　　B．分別通入少量澄清石灰水，振蕩
　　C．分別觀察顏色、狀態(tài)、味道
　　D．分別通入少量稀硫酸，振蕩          【思路點撥】本題屬于鑒別題，掌握 CO2和CO理化性質(zhì)上的差異是解決此類問題的關(guān)鍵。
【答案】B
【解析】A伸入燃著的木條，由于CO具有可燃性，CO2沒有，所以易誤選A；因 CO中可能混有氧氣，若在爆炸極限內(nèi)時伸入燃著的木條可能會發(fā)生爆炸，所以不能用A方法。B可行，因CO2可使澄清的石灰水變渾濁，而CO不能。C不可行，二者都是無色無味的氣體。D中稀硫酸與CO和CO2都不反應(yīng)，所以D不可行。
【總結(jié)升華】CO、CO2的性質(zhì)及用途屬于易混知識點和中考熱點。對比法掌握CO、CO2二者的性質(zhì)和用途、會探究二者的性質(zhì)、能正確應(yīng)用二者的性質(zhì)解釋生活中的現(xiàn)象，是解題的關(guān)鍵。
3.小華同學(xué)用排水法收集了一大瓶沼氣池中氣體(圖1中的A)，為了弄清它的成分，進(jìn)行了有關(guān)實驗。請你與他一起完成以下探究活動：    【對氣體猜想】猜想I：全部是CH4；    猜想Ⅱ：全部是CO；猜想Ⅲ：是CO和CO2的混合氣體；   猜想Ⅳ：是CH4和CO2的混合氣體。【實驗和推斷】將A中的氣體依次通入B、C中，在D處點燃。                 A          B            C        D         ①        ②        ③圖1                                 圖2    (1)要將A中的氣體通入后面的裝置中，應(yīng)選圖2中的          (填序號)“注水裝置”。    (2)若B中石灰水變渾濁，則說明A中的氣體中含有               氣體。    (3)裝置C作用是                              。    (4)若D處倒扣的是涂有澄清石灰水的燒杯，出現(xiàn)渾濁，且B中無明顯現(xiàn)象，則“猜想           ”可能成立；若D處倒扣的是干冷的大燒杯，杯壁有水霧出現(xiàn)，有同學(xué)認(rèn)為“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同學(xué)認(rèn)為此現(xiàn)象不能證明收集到的氣體中一定含有CH4，理由是                               ；要排除這種干擾可采取的措施是                                                           。(5)采取(4)中的排除干擾措施后：若D處分別倒扣干冷的燒杯和涂澄清石灰水的燒杯，分別出現(xiàn)水霧和渾濁，且B中也出現(xiàn)渾濁，則證明“猜想           ”成立。
【答案】
　(1)②       (2)CO2     (3)除去氣體中的CO2   (4)I、Ⅱ    氣體通過B、C裝置時，會帶入水蒸氣(或A中導(dǎo)出的氣體本身可能含有水蒸氣)    在點燃前將氣體先通過（濃硫酸）干燥裝置       (5)IV【解析】（1）注水時不能讓A中氣體逸出，應(yīng)選②。（2）CO2能使澄清的石灰水變渾濁。（3）氫氧化鈉溶液可用來吸收氣體中的CO2。（4）D中涂有澄清石灰水的燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)渾濁，說明有CO2生成，而B中無明顯現(xiàn)象，說明A中無CO2氣體，猜想I、Ⅱ可能成立；氣體通過溶液時會帶走部分水分，為了實驗的嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)加入干燥裝置，除去水對實驗的影響。（5）D處出現(xiàn)水霧，說明有CH4存在，B中澄清石灰水變渾濁，說明有CO2存在，即猜想IV正確。【總結(jié)升華】明確各裝置的作用和特征物質(zhì)的相關(guān)反應(yīng)是解答關(guān)鍵。舉一反三：【變式1】金剛石可裝在鉆探機的鉆頭上，是由于　　    ；石墨可作鉛筆芯，是由于　　 ，可作潤滑劑，是由于　　    ；可作電極，是由于　　    ；活性炭可作防毒面具的濾毒劑，是由于　　       。
【答案】金剛石硬度大　  石墨很軟　  石墨具有潤滑性　  石墨具有導(dǎo)電性　 活性炭具有吸附性【變式2】下列關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)敘述正確的是(   )
　　A.碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑
　　B.碳的化學(xué)性質(zhì)很活潑
　　C.碳具有可燃性，碳在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有CO2
　　D.碳在高溫下能和氧化銅等金屬氧化物反應(yīng)
【答案】D【變式3】有關(guān)一氧化碳和二氧化碳的比較，下列說法正確的是（   ）
　  A．常溫下都是氣體，都難溶于水　　 　　B．都能與氧化銅反應(yīng)
　  C．都可由碳與氧氣反應(yīng)得到 　　　　　　D．都能與石灰水發(fā)生反應(yīng)【答案】C
類型二、考查二氧化碳的實驗室制法　4. 實驗室制取二氧化碳可以選用的發(fā)生裝置是（   ）                  A                B                 C           D【思路點撥】本題考查了氣體制取裝置的選擇。弄懂整套裝置的設(shè)計原理是解題的基礎(chǔ)。
【答案】B
【解析】制取二氧化碳一般選用石灰石（或大理石）和稀鹽酸為原料，且反應(yīng)不需加熱，屬于“固—液反應(yīng)，不需加熱”型，故應(yīng)選B。D裝置中產(chǎn)生的氣體直接從長頸漏斗中逸出，收集不到氣體，是一錯誤裝置。【總結(jié)升華】選擇氣體發(fā)生裝置時要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。5.實驗室常用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳。（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                   。（2）檢驗生成的氣體是二氧化碳的方法是                                           。【思路點撥】本題考查了二氧化碳制取及檢驗的方法。熟悉實驗裝置、原理等是解題的關(guān)鍵。【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑         （2）將生成的氣體通入澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁【解析】（1）稀鹽酸與石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；       （2）利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，檢驗二氧化碳?xì)怏w。【總結(jié)升華】實驗室制取二氧化碳，一般選用的試劑是稀鹽酸和大理石（或石灰石），不用稀硫酸代替稀鹽酸。。6. 下列有關(guān)“固—液反應(yīng)，不需加熱”的氣體發(fā)生裝置合理的是（   ）【答案】D【解析】A中導(dǎo)氣管太長，應(yīng)稍伸出塞子即可，故A不合理；B中漏斗頸太短，C中長頸漏斗末端未伸入錐形瓶的底部，這樣生成的氣體容易從漏斗或長頸漏斗中逸出，故B、C不合理；只有D是合理的。【總結(jié)升華】長頸漏斗的末端要伸入到液面以下，防止生成的氣體從漏斗口逸出。舉一反三：【變式1】（廣西中考）下列有關(guān)二氧化碳的說法正確的是（    ）    A．實驗室常用塊狀石灰石和稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w    B．二氧化碳用于滅火，既利用了它的物理性質(zhì)也利用了它的化學(xué)性質(zhì)    C．將二氧化碳?xì)怏w通入紫色石蕊溶液中，溶液呈紅色，說明二氧化碳顯酸性    D．將燃著的木條伸入一瓶氣體中，木條立即熄滅，證明瓶內(nèi)原有氣體是二氧化碳【答案】B  【解析】實驗室常用稀鹽酸和大理石（或石灰石）反應(yīng)制取二氧化碳，一般不用稀硫酸，因稀硫酸與石灰石反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在石灰石表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，不能大量的制取二氧化碳，A錯；二氧化碳用于滅火，利用了它的“不燃燒、不支持燃燒”的化學(xué)性質(zhì)和“密度比空氣大”的物理性質(zhì)，B正確；將二氧化碳通人紫色石蕊溶液中，溶液呈紅色，說明二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸具有酸性，但不能說二氧化碳具有酸性，C錯；D中現(xiàn)象只能說明瓶內(nèi)原有氣體不能支持燃燒，而不能支持燃燒的氣體不一定就是二氧化碳，例如氮氣、稀有氣體等一般也不支持燃燒，D錯。【變式2】請根據(jù)下圖所示實驗裝置回答有關(guān)問題。
　 　　　　　
　?。?）請?zhí)顚憳?biāo)號儀器的名稱：①             ，②             。
　?。?）實驗室中用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣時，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置為（填寫裝置代號，下同）             ，將藥品加入裝置前，應(yīng)進(jìn)行的操作是             。
　?。?）實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳?xì)怏w時，應(yīng)選用的收集裝置是            ；用該裝置收集的氣體所具有的物理性質(zhì)是                       ；制取二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)方程式為                                                 。【答案】
　?。?）酒精燈　 試管　 （2）B　 檢驗裝置的氣密性
　?。?/span>3）D      氣體的密度比空氣大      　 CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
  

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