第10講　碳和碳的氧化物
1. 碳單質(zhì)的主要性質(zhì)和用途。　2.二氧化碳的主要性質(zhì)和用途?！?.一氧化碳的主要性質(zhì)和用途。4. 自然界的碳循環(huán)?！?.碳和碳的氧化物之間的轉(zhuǎn)化。
1. 碳的單質(zhì)主要包括?　　　　、?　　　　和C60等。它們都是由碳元素組成的單質(zhì)， 其物理性質(zhì)差異很大的原因是?　　　　　　　　　　　　，但它們的化學(xué)性質(zhì)?　　　　。
2. 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途：金剛石是自然界中?　　　　的物質(zhì)，可制作鉆頭。石 墨能?　　　　，可作電池的電極；?　　　　，可作鉛筆芯的原料；?　　　　，可作 固體潤滑劑?；钚蕴坑?　　　　，可作吸附劑。
3. 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及用途。
二、二氧化碳的性質(zhì)與用途
三、二氧化碳對生活和環(huán)境的影響
由于人類消耗的?　　　　急劇增加，同時森林遭到破壞，大氣中的CO2含量不斷上升，造成?　　　　，給人類帶來危害。
（1）減緩溫室效應(yīng)的措施。
①減少使用?　　　　　　　　等化石燃料，更多使用?　　　　等清潔燃料。
②大力?　　　　，嚴(yán)禁?　　　　。
（2）在自然界中氧氣和二氧化碳的循環(huán)的途徑。①動植物呼吸；②含碳燃料的燃燒；③植物的光合作用。能實現(xiàn)“二氧化碳→氧氣”的轉(zhuǎn)化是?　　　　，能實現(xiàn)“氧氣→二氧化碳”的轉(zhuǎn)化是?　　　　。（填序號）
四、一氧化碳的性質(zhì)與用途
五、碳、一氧化碳、二氧化碳的轉(zhuǎn)化（用化學(xué)方程式表示）
1. C轉(zhuǎn)化成CO2：
（1）?　　　　　　　　　　　?。唬?）?　　　　　　　　　　　　。
3. CO轉(zhuǎn)化成CO2：
4. CO2轉(zhuǎn)化成CO：?　　　　　　　　　　　　。
例1　石墨烯是由碳元素組成的非常優(yōu)良的納米材料，具有超強的導(dǎo)電、導(dǎo)熱 性能。下列關(guān)于石墨烯的認(rèn)識錯誤的是（　　）
　　【分析】根據(jù)題意，石墨烯是由碳元素組成的一種單質(zhì)，具有超強的導(dǎo)電、 導(dǎo)熱性能。石墨烯具有超強的導(dǎo)熱性，所以可作散熱材料，故A說法正確。石墨烯是由碳元素組成的，屬于單質(zhì)，不屬于化合物，故B說法錯誤。石墨烯具有超強的導(dǎo)電性，可作新型電池的電極，故C說法正確。石墨烯是由碳元素組成的，完全燃燒生成二氧化碳，故D說法正確。故選B。
【點評】本題是一道信息題，解題的關(guān)鍵是了解碳的化學(xué)性質(zhì)，并能結(jié)合題意 正確地提取信息。
例2　右圖所示實驗中，①④為用紫色石蕊溶液潤濕的棉球，②③為浸過紫色 石蕊溶液的干燥棉球。下列能準(zhǔn)確描述實驗現(xiàn)象的是（　　）
　　【分析】二氧化碳能和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸顯酸性，能使石蕊溶液變紅 色。因此，通入二氧化碳，用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球②③都不變色，用紫 色石蕊溶液潤濕的棉球①④都變紅。又由于二氧化碳的密度比空氣的密度大，所 以④比①先變紅。故選A。
【點評】合理設(shè)計實驗并科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確的實驗 結(jié)論的前提。因此，要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識 奠定基礎(chǔ)。
例3　兩個軟塑料瓶中分別充滿CO和CO2兩種無色氣體，下列物質(zhì)中不能將二 者鑒別出來的是（　　）
　　【分析】試劑能將二者鑒別出來，它必須與兩種氣體結(jié)合后呈現(xiàn)不同的現(xiàn) 象，因此需要從二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)差異考慮。一氧化碳具有還原性和可 燃性；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，并能使紫色石蕊溶液變紅。A：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳則不能，所以澄清石灰水能鑒 別二者。
B：二氧化碳能溶于水并與水反應(yīng)，一氧化碳難溶于水，可以用塑料瓶分別裝 滿兩種氣體，再加入水，蓋上蓋，待一段時間后看塑料瓶的變化，變癟的是二氧 化碳，所以水能鑒別二者。C：二氧化碳通入紫色石蕊溶液中能使溶液變紅，一氧化碳則不能，所以紫色 石蕊溶液能鑒別二者。D：一氧化碳和二氧化碳都不能與氯化鈉溶液反應(yīng)，所以氯化鈉溶液不能鑒別 二者。故選D。
【點評】鑒別物質(zhì)時，加入試劑后必須呈現(xiàn)不同的現(xiàn)象，才能鑒別出來，因此 應(yīng)從需要鑒別的兩種物質(zhì)的性質(zhì)差異入手。
A組1. 下列物質(zhì)或方式中的“碳”，主要不是針對碳單質(zhì)的是（　C?。?br/>2. 下列物質(zhì)的用途與性質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系不合理的是（　B?。?br/>3. 下列關(guān)于碳和碳的氧化物的說法中，不正確的是（　D?。?br/>4. 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，金星大氣層的成分之一是三氧化二碳（C2O3），實驗證明三氧化二碳的化學(xué)性質(zhì)與一氧化碳相似。下列關(guān)于三氧化二碳的說法中，不正確的是（　A　）
5. 下列關(guān)于二氧化碳和一氧化碳性質(zhì)的比較，不正確的是（　B?。?br/>6. 向石蕊溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，再進(jìn)行加熱，溶液顏色的變化順序正確的是 （　B?。?br/>7. 如右圖所示，甲瓶中盛放的是濃硫酸，乙瓶中盛放的是用石蕊溶液染成紫色的干 燥小花。若關(guān)閉閥門Ⅰ，打開閥門Ⅱ，紫色小花不變色；若關(guān)閉閥門Ⅱ，打開閥門Ⅰ， 紫色小花（　A?。?br/>8. （1）不少科學(xué)家認(rèn)為地球表面變暖及一些異常氣候與大氣中二氧化碳的含量增加有一定的關(guān)系。下列反應(yīng)都能放出二氧化碳?xì)怏w，試分析判斷，會向自然界排放大量“溫室氣體”——二氧化碳的主要化學(xué)反應(yīng)是 ?（填序號）。
（2）下列反應(yīng)都能吸收二氧化碳?xì)怏w：
試判斷：對維持大氣中的CO2氣體總量平衡至關(guān)重要的是 ?（填序號）。
（3）根據(jù)對（1）（2）的分析，你認(rèn)為為保護(hù)人類賴以生存的地球，我們應(yīng)如何 防止大氣中的二氧化碳含量增加？
?。
減少化石燃料的燃燒（或使用氫能、核能、太陽能等清潔能源）、植樹造林　
9. 會用化學(xué)的眼光看物質(zhì)世界，是學(xué)習(xí)化學(xué)知識后應(yīng)有的素質(zhì)。請結(jié)合下列材 料填空。
材料：一氧化碳是一種沒有顏色、沒有氣味的氣體，它能夠燃燒，燃燒時放出大量 熱，火焰呈藍(lán)色。
（1）從化學(xué)物質(zhì)的類別看，CO屬于 （填“單質(zhì)”或“化合物”）。
（2）從能量變化的角度看，放出大量熱是 轉(zhuǎn)化為 ?。
（4）從微觀變化的角度，“CO燃燒”的微觀模型示意圖如下圖所示，請把下圖 “反應(yīng)”框中的內(nèi)容補充完整。
10. 下圖是小明設(shè)計的實驗室用木炭和一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置圖。試回答 下列問題：
（1）實驗一：用酒精噴燈加熱左邊管內(nèi)的固體，觀察到黑色固體變成 ?色，澄清石灰水變渾濁。該Y形管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ? ， ?。
②甲中玻璃管中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ?。
③實驗過程中的尾氣不能直接排入大氣中的原因是 ? ?。
④小明同學(xué)認(rèn)為此裝置有待優(yōu)化，可用如圖丙所示的裝置進(jìn)行處理，圖丙與圖 甲所示的裝置相比，主要的優(yōu)點是 ?，也可先將尾氣儲 存在瓶內(nèi)，然后再處理。圖乙是他設(shè)計的貯氣瓶，尾氣應(yīng)從 （填“a”或 “b”）口通入。
尾氣中含有有毒的CO，會污染
①洗氣瓶A中的實驗現(xiàn)象是 ?。
⑤小徐同學(xué)質(zhì)疑：CO能否使澄清石灰水變渾濁？為此，他進(jìn)行了以下設(shè)計：在CO 通入CuO之前先通過澄清石灰水（即在盛CuO的硬質(zhì)玻璃管的左端再接入一個盛澄 清石灰水的洗氣瓶），來確定CO能否使澄清石灰水變渾濁。請判斷小徐的設(shè)計是否 有必要，并說明理由 ? ?。
沒有必要，因為在反應(yīng)開始前，要先通一會兒CO排凈空氣，
完全可以通過觀察A中的澄清石灰水來確定CO能否使澄清石灰水變渾濁　
B組1. 通過下列實驗得出的結(jié)論，正確的是（　C?。?br/>①既可說明甲烷具有可燃性，又說明了甲烷是由氫元素和碳元素組成的②既可說明二氧化碳的密度比空氣的大，又說明了二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒③既可說明水是由氫元素、氧元素組成的，又說明了水分子中氫原子和氧原子的個 數(shù)之比為2∶1④既可探究可燃物的燃燒條件，又說明了白磷的著火點比紅磷低⑤既可說明二氧化碳易溶于水，又說明了二氧化碳具有酸性
2. 下列關(guān)于碳和碳的氧化物的知識網(wǎng)絡(luò)圖（如右圖所示，圖中“→”表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，“……”表示相互能反應(yīng)）的說法正確的是（　C　）
3. A～G都是初中化學(xué)常見的物質(zhì)，其中B、E、G是單質(zhì)，其余均為化合物。A為黑 色固體，G為紅色固體，氣體C可用于滅火。它們相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（部分 反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件已略去）。
（1）寫出物質(zhì)D、G的化學(xué)式：
D ，G ?。
（2）反應(yīng)②的轉(zhuǎn)化過程，在自然界中稱為 ?作用。
（3）反應(yīng)①的反應(yīng)條件是 ，其基本反應(yīng)類型是 ?。
（4）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。
反應(yīng)③： ?；
反應(yīng)⑤： ?。
4. 某研究小組利用下圖所示的裝置探究碳的氧化物的性質(zhì)（固定裝置略）。已知碳酸鎂加熱會發(fā)生類似碳酸鈣分解的反應(yīng)。
（1）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)： ?（用化學(xué)方程式表示）。
（2）裝置C的作用是 ，無水CaCl2的作用是 ?。
（3）裝置D中發(fā)生的反應(yīng)： ?（用化學(xué)方程式表示）。
（4）圖中裝置E是安全瓶，能防倒吸，從實驗安全考慮，本實驗還應(yīng)在裝置 ? 之間添加裝置E。
5. 某城市酸雨污染較為嚴(yán)重，這主要是因為大量燃燒含硫量高的煤，此外，各種機 動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。
【提出問題】通過實驗證明煤中含有碳元素和硫元素。
（3）甲同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示的A、B兩步實驗。實驗操作如下：
實驗現(xiàn)象：A中稀高錳酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁。得出結(jié)論：煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳，證明煤中含有碳元素和硫元素。（4）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗方案不合理，其理由是 ? ?。
二氧化碳和二氧化硫都能
使澄清石灰水變渾濁，不能說明煤燃燒產(chǎn)生二氧化碳　
【實驗探究】根據(jù)上述資料，甲同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計了實驗方案進(jìn)行探究。
（5）丙同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示的實驗（部分裝置在圖中略去）。實驗操作如下：
上圖中C裝置的作用是 ?。實驗原理： ? ?。
B中稀高錳酸鉀溶液褪色說明有二氧化硫，證明煤中有硫元素；D中澄
清石灰水變渾濁說明有二氧化碳，證明煤中有碳元素　
1. （2023·長沙）在生活、生產(chǎn)中，碳單質(zhì)應(yīng)用廣泛。下列有關(guān)含碳物質(zhì)的性質(zhì)或用 途正確的是（　A　）
2. （2023·丹東）書寫具有保存價值的檔案時，規(guī)定使用碳素墨水，主要原因是 （　D?。?br/>3. （2023·吉林）下列有關(guān)金剛石和石墨的說法，錯誤的是（　C?。?br/>4. （2023·大慶）近年來研究發(fā)現(xiàn)，以新形態(tài)存在的碳單質(zhì)在諸多領(lǐng)域中有重要的應(yīng) 用前景。下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法錯誤的是（　A?。?br/>5. （2023·益陽）化學(xué)觀念是化學(xué)課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)之一。下列從不同化學(xué)觀念 角度對CO和CO2的認(rèn)識錯誤的是（　D?。?br/>6. （2023·重慶一中模擬）下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的描述正確的是（　B?。?br/>7. （2023·北京）下列關(guān)于CO2的實驗室制取及檢驗的說法不正確的是（　C　）
8. （2023·云南）碳及其化合物存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：C→CO?CO2?X（“→”表示 一種物質(zhì)會一步轉(zhuǎn)化成另一種物質(zhì)）。下列有關(guān)說法錯誤的是（　B?。?br/>9. （2023·連云港）取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥紙花，并進(jìn)行如下實驗：
下列說法正確的是（　D?。?br/>10. （2023·臨沂）碳及其部分化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（圖中“→”表示一種物 質(zhì)可轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，X表示反應(yīng)物）。下列說法錯誤的是（　B　）
11. （2023·北京）用如圖實驗研究CO2的性質(zhì)。
（1）可證明CO2能與水反應(yīng)的現(xiàn)象是 ? ，密度比空氣大的現(xiàn)象是 ?。
（2）燃著的木條熄滅，由此可得出CO2具有的性質(zhì)是 ?。
2處紫色石蕊紙花不變色，3處紫色石蕊紙花
3處紫色石蕊紙花比1處先變成紅色　
12. （2023·瀘州）工業(yè)上可用焦炭與赤鐵礦冶煉鐵。實驗室用如圖所示裝置模擬冶 煉鐵并探究其產(chǎn)物。回答下列問題：
（1）酒精噴燈加熱前，先打開活塞K1和K2，關(guān)閉K3，將氣囊中N2鼓入。通N2的目 的是 ?。
（2）通適量N2后，關(guān)閉活塞K1和K2，打開K3，點燃酒精噴燈進(jìn)行實驗。B裝置中盛 放的試劑是 （填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“氯化鈣溶液”）， 用于檢測氣體產(chǎn)物之一 ?（填化學(xué)式）。

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