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第六单元碳和碳的氧化物,考标要求)单元学业水平考试内容目标要求第六单元12345678(44)说出空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。b(46)能结合实例说明二氧化碳的性质和用途。c(47)初步学习二氧化碳的实验室制取方法。a(48)了解自然界中的氧循环和碳循环。b(50)了解吸附、沉降、过滤和蒸馏等净化水的常用方法。b(34)初步学习运用简单的实验装置和方法制取某些气体。a(38)二氧化碳的实验室制取与性质。b(60)知道可以用铁矿石炼铁。a,单元知识架构),知识整理)基本认识1物质的组成和构成_决定_物质的性质，性质_决定_物质的用途，用途_反映_物质的性质。2物质的组成和构成_相同_，性质_相同_。3物质的组成相同，构成(或_原子排列_方式)不同，性质_不同_。碳的单质1物理性质(1)金刚石、石墨金刚石石墨色态_无_色透明、_正八面体_形状的固体_深灰_色、有_金属_光泽而不透明的细鳞片状固体硬度天然物质中_最硬_的物质_很软_，有滑腻感续表金刚石石墨导电性_不能导电_具有优良的导电性能_用途裁玻璃、切割大理石等制铅笔芯、作电极、作润滑剂等(2)木炭具有_疏松多孔_的结构，因此它具有_吸附_能力，但活性炭的吸附能力比木炭的还要强。木炭可用于食品、工业产品中除去_色素_、_异味_等；活性炭可用于防毒面具中吸附毒气、制糖业中脱色以制白糖等。(3)C60：1个C60分子是由_60_个碳原子构成的，形似足球，分子很稳定。C60广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。【注意事项】由石墨转化为金刚石是化学变化，吸附作用是物理变化。碳单质在物理性质上有很大差异的原因是它们的碳原子排列方式不同。2单质碳的化学性质(1)稳定性：在常温下，碳的化学性质_稳定_。(2)可燃性：充分燃烧生成二氧化碳：_CO2(充足)CO2_。燃烧不充分生成一氧化碳：_2CO2(不足)2CO_。(3)还原性木炭还原氧化铜：装置：如图所示。现象：_黑色固体变成红色_、_澄清石灰水变浑浊_。原理：碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，其化学方程式为_C2CuO2CuCO2_。此反应中，CuO中氧元素被碳夺去，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做_还原_反应。木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有_还原_性，称为还原剂。碳与其他氧化物的反应：工业上利用焦炭进行炼铁，其化学方程式为_3C2Fe2O34Fe3CO2_。在高温下，碳还能使二氧化碳转变为一氧化碳，其化学方程式为_CO2C2CO_。【注意事项】酒精灯加网罩可以使火焰集中、提高温度，也可以使用酒精喷灯。实验结束时，应先将导管撤出，目的是防止液体倒流炸裂试管。碳与二氧化碳的反应为吸热反应。常见的还原剂有木炭、一氧化碳、氢气。二氧化碳的性质和用途(一)二氧化碳的性质1二氧化碳的物理性质二氧化碳在常温常压下是_无_色、_无_味、密度比空气密度_大_，_能_溶于水的气体。在一定条件下会转化为固体，固体二氧化碳叫_干冰_，易_升华_，常用作致冷剂。2二氧化碳的化学性质(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧，_不能_供给呼吸。(2)能与水反应：_CO2H2O=H2CO3_。(3)能与灼热的单质碳反应：_CCO22CO_，该反应是_吸热_(选填“吸热”或“放热”)反应。(4)能与碱反应：能使澄清的石灰水变浑浊：_Ca(OH)2CO2=_CaCO3H2O_。能与氢氧化钠溶液反应：_2NaOHCO2=Na2CO3H2O_。【注意事项】二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊可用于检验某气体是否含有二氧化碳。对“阶梯蜡烛熄灭实验”“空软塑料瓶变瘪实验”及“紫色小花变色实验”要能描述现象、解释原因，并能得出正确的实验结论。(二)二氧化碳的作用与用途1对生活和环境的影响(1)二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身_无_毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。因此，在人群密集的地方应_注意通风换气_。(2)温室效应：_二氧化碳_的过多排放会引起温室效应。造成温室效应的原因有：人类消耗_能源_的急剧增加，_森林_遭到破坏。减轻温室效应的措施有：减少_化石燃料_的燃烧，使用_清洁_能源、植树造林等。2用途(1)利用二氧化碳_灭火_(既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质)。原因：二氧化碳的_密度_比空气大；一般情况下，二氧化碳既_不能_燃烧，也不能支持燃烧。(2)干冰(固态二氧化碳)_升华_吸收大量的热，因此干冰可用于_人工降雨_、作制冷剂、营造舞台云雾效果等。(3)二氧化碳是_光合作用_的原料之一：作气体肥料，可以提高农作物的产量。(4)其他：如制碳酸饮料、作化工产品的原料等。【注意事项】二氧化碳用于制碳酸饮料，既与物理性质(能溶于水)有关，又与化学性质(能与水反应)有关。二氧化碳用于灭火，既与物理性质(密度比空气大)有关，又与化学性质(一般情况下不能燃烧，也不能支持燃烧)有关。二氧化碳的检验与验满所用试剂不同：检验用澄清石灰水，验满用燃着的木条。一氧化碳的性质与用途1物理性质：通常情况下，一氧化碳是_无_色、_无_味的气体，密度比空气略小，_难_溶于水。2化学性质(1)毒性：一氧化碳吸进肺里能与人体内血液中的_血红蛋白_结合，使人体不能吸收氧气而中毒。因此，冬天用煤火取暖时，一定要注意室内_通风_，防止一氧化碳中毒。(2)可燃性：一氧化碳燃烧时产生_蓝_色火焰，放出热量，其化学方程式为_COO22CO2_。(3)还原性：一氧化碳还原氧化铜：_COCuO_CuCO2_；一氧化碳用于高炉炼铁：_3COFe2O32Fe3CO2_。【注意事项】收集一氧化碳应采用排水法，因为一氧化碳难溶于水，而一氧化碳密度与空气非常接近且有毒，所以不可以用向下排空气法收集。二氧化碳的实验室制法1反应原理(1)药品：块状大理石和稀盐酸。(2)化学反应原理：_CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2_；工业上制取二氧化碳的原理：_CaCO3CaOCO2_。(用化学方程式表示)2实验原理(1)发生装置：如图左半部分，长颈漏斗下端要伸到液面以下(防止产生的气体从漏斗口逸出，不易或不能收集到气体)。(2)收集：_向上排空气法_(二氧化碳密度比空气大、不与空气反应、无毒；因二氧化碳_能溶于水_，一般不用排水法收集)。如图的右半边。(3)检验：将气体通入_澄清石灰水_中，若无色溶液_变浑浊_，则为CO2，反应的化学方程式是：_Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O_。(4)验满：用燃着的木条放到集气瓶口，若木条熄灭，则证明CO2已集满。【注意事项】实验室制取二氧化碳时，固体一般不用碳酸钠、液体一般不用稀硫酸。用石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳气体，若用排空气法收集，其中会含有少量的氯化氢气体和水蒸气，可将气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液，再通过浓硫酸溶液的方法实现除杂净化。实验装置中要注意长颈漏斗的下端要浸入到液面下；验满气体时，燃烧的木条放到集气瓶口。二氧化碳的性质实验1“阶梯蜡烛燃烧实验”把两支一高一低的短蜡烛固定在烧杯内，点燃。取收集满二氧化碳的集气瓶，沿烧杯内壁缓慢倾倒二氧化碳。观察到的现象：_蜡烛由低到高依次熄灭_。实验说明：_二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧_，同时说明二氧化碳的密度比空气密度大。2二氧化碳溶于水生成碳酸的实验向两支试管中分别加入2 mL蒸馏水，然后各滴入12滴石蕊溶液，观察试管中溶液的颜色。将其中一支试管静置，向另一支试管中通入二氧化碳，观察现象，并与静置的试管中溶液的颜色进行对比。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察现象。()向蒸馏水中滴入,紫色石蕊溶液)()向其中一支试管,中通入二氧化碳)()将通入二氧化碳的试管加热(1)实验()中溶液变_红_色。(2)实验()中加热之后，溶液又变为_紫_色，解释出现此现象的原因：_碳酸不稳定，受热易分解_。(3)另取一支试管，向其中注入澄清石灰水，然后通入二氧化碳，现象：_澄清石灰水变浑浊_。【注意事项】证明二氧化碳溶于水生成碳酸，可用“浸有紫色石蕊溶液的小花变色的实验”。如实验图所示：,典题精讲)【例1】(2016云南中考)金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是()A构成它们的原子大小不同B构成它们的原子数目不同C金刚石、石墨和C60由不同种原子构成D金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同【解析】本题考查物质构成的奥秘碳单质的结构和性质，重点考查碳的重要单质金刚石、石墨和C60的性质与结构的关系。物质的结构决定物质的性质，物质的性质体现物质的用途，是化学学科的核心理念。教材通过金刚石、石墨及C60的结构及用途的图片呈现，以对比的形式充分形象地体现了这一理念。【答案】D【例2】(2016云南中考)化学是一门以实验为基础的学科，请结合图示回答问题。,A),B),C),D),E)(1)仪器a的名称是_。(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法的选择无关的是_。(填图中字母)a颜色b密度c溶解性d与氧气是否反应(3)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为_，选用的发生装置是_(填字母，下同)，收集装置是_。(4)氮气在很多领域用途广泛，实验室用加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制取氮气。实验室制取氮气应选择的发生装置是_。(填图中字母)氮气密度略小于空气，难溶于水。收集氮气时可用排水集气法，但不宜用排空气法。除排水集气法外，你还能想到的方法是：_。(5)为验证CO2气体中含有CO，某同学设计了如图所示装置，并通过实验验证了CO2气体中含有CO。根据图示回答下列问题：装置G的作用是_；I装置玻璃管中观察到的实验现象是_。【解析】本题考查常见气体的制备和性质。氧气和二氧化碳的实验室制取与性质属于课标中要求完成的8个基础实验中的2大实验，是学习和运用化学实验技能和科学探究方法的重要实验活动。第(1)小题考查常见仪器的识别，落脚点是水槽，较为常见，较为常规，难度不大。第(2)小题考查气体的性质与气体收集方法的关系，通常只考虑密度和溶解性，本题加入颜色和是否与氧气反应，使知识更全面，试题更加新颖。第(3)小题考查实验室制取氧气的原理、发生装置和收集装置。氧气的制取是重点，也是难点，试题常规，考点熟悉。第(4)小题考查实验室制取氮气的发生装置和收集方法。属于信息给予题，要求学生根据所给信息和已有的知识选择制取装置和选择氮气的收集方法。氮气的收集方法对学生思维的开放性、知识的运用能力要求较高。第(5)小题以验证CO2气体中含有CO为背景，重点考查二氧化碳和一氧化碳的性质，要求考生理解实验目的，弄清实验流程，实验过程涉及的化学反应较多，对学生的能力要求较高。该题属于中等难度试题。【答案】(1)水槽；(2)a；(3)2KMnO4K2MnO4MnO2O2；C；E；(4)A；用气囊收集；(5)检验CO2是否除尽；黑色固体逐渐变为红色 ,单元过关)一、选择题1下列不属于空气污染物的是(A)A二氧化碳 B一氧化碳C二氧化硫 D二氧化氮2要除去装有空气的密闭容器内的氧气，且不混入其他气体，在其中燃烧的可燃物最好是(D)A硫粉 B木炭C铁丝 D红磷3下列对一氧化碳的认识中，错误的是(C)A一氧化碳有可燃性，可用作燃料B一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属C室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒D分子的不断运动，能使一氧化碳向四周弥漫4把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中，石蕊试纸不变色。将CO2气体通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色。再将该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，冷却到原温度后，再次通入CO2，溶液又变红色。上述实验现象不能说明的是(D)ACO2能和水发生化学反应BCO2的水溶液具有酸性C加热能使CO2水溶液的酸性减弱DCO2具有酸性5利用如图所示装置，能完成实验室制取气体的是(C)A用制取氧气 B用制取二氧化碳C用制取氧气 D用制取二氧化碳6(2017江西中考)金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是(A)A原子排列方式不同 B原子大小不同C原子种类不同 D原子数目不同7(2017来宾中考)关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是(A)A都属于碳单质 B都由碳原子构成C都具有导电性 D完全燃烧产物不同8(2017北京中考)下列方法能区分氧气和二氧化碳两瓶气体的是(D)A闻气味B观察颜色C倒入适量氢氧化钠溶液D将燃着的木条伸入集气瓶中9(2017枣庄中考)2017年5月18日，我国首次在南海神狐海域试采“可燃冰”(天然气水合物)成功。下列关于“可燃冰”说法正确的是(B)A“可燃冰”外形像冰，是天然气冷却后得到的固体B“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”C通常状况下，天然气和水就能结合成“可燃冰 ”D“可燃冰”储量巨大，属于可再生能源10(2017南京中考)按如图所示装置，持续通入气态物质X，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水CuSO4变蓝，澄清石灰水变浑浊，则X不可能是(A)A氢气和水蒸气 B氢气和二氧化碳C一氧化碳和氢气 D一氧化碳和水蒸气11(扬州中考)下列属于温室气体的是(D)AH2 BN2CO2 DCO212(2017广安中考)第47个世界地球日，主题是“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法不宜提倡的是(C)A少开私家车多采用公共交通工具出行B对废旧金属进行回收利用C经常使用一次性筷子，塑料袋等D开发和利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等，减少对化石能源的依赖二、填空与简答13(2015昆明中考)化学是与我们的生产和生活紧密相关的学科。有四种气体：a.O2；b.CO；c.N2；d.CO2。请选择合适的序号填空：(1)用于供给动植物呼吸的是_a_。(2)会造成温室效应的是_d_。(3)与人体内血红蛋白结合引起中毒的是_b_。(4)用作保护气、化工原料、充入食品包装中用于防腐的是_c_。14物质的结构决定物质的性质。观察如下示意图，回答问题。,金刚石),石墨),C60),木炭)(1)从宏观看以上四种物质都是由_碳_元素组成的。(2)石墨可以导电，金刚石不能，从微观看石墨和金刚石的物理性质不同的原因是_碳原子_的排列方式不同。 15(2017邵阳中考)如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。其中A为黑色单质，D为紫红色单质，B、C是组成元素相同的两种气态化合物。“”表示物质间的转化关系(部分反应物、生成物及反应条件已省略)。请回答：(1)C的化学式是_CO2_。(2)B的一种用途_作燃料(或冶炼金属或作还原剂)_。(3)AD反应的化学方程式是_C2CuO2CuCO2_。16(2017云南中考)A、B、C、D为初中化学常见的物质，B和E组成元素相同，它们之间存在如图所示的转化关系。请根据信息和图示回答问题(反应条件和部分生成物已略去)。(1)B的化学式_CO_，D的化学式_CaCO3_。(2)写出A转化为E的化学方程式：_CO2CO2_。三、实验与探究17在实验室利用以下装置进行气体的制取和性质实验。用装置A制二氧化碳的化学方程式为_CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2_。装置C中两支蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳不能燃烧、_不支持燃烧_、_密度比空气大_。18(2017曲靖中考)化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题。(1)图中a仪器的名称是_集气瓶_。(2)实验室加热高锰酸钾固体制取氧气的化学反应方程式为_2KMnO4K2MnO4MnO2O2_。若用G装置收集氧气，气体应从_b_(选填“b”或“c”)端通入。(3)实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，发生装置最好选用C，与B装置相比，C装置的优点是_可以控制反应的发生和停止_，收集装置可选用D、E、F中的_F_，其化学反应方程式为_CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2_。四、分析与计算19钙是维持人体正常功能所必需的元素。如图所示为某种补钙剂“钙尔奇”说明书的一部分。取1片钙尔奇，放入盛有10 g稀盐酸的烧杯中，其中碳酸钙跟盐酸恰好完全反应(其他成分与盐酸不反应)。烧杯内物质质量变为11.34 g。试计算：(1)每片钙尔奇中含碳酸钙的质量。(2)服用这种补钙剂，每人每天摄入钙元素的质量。(3)所用稀盐酸中溶质的质量分数。 钙尔奇 Caltrate主要成分：CaCO3规格：每片2.0 g用法：口服用量：一日2次，每次1片解：(1)设每片钙尔奇中碳酸钙的质量为x，盐酸中溶质的质量为y。根据质量守恒定律，可知生成二氧化碳的质量为：2 g10 g11.34 g0.66 g，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O100 73 44x y 0.66 gx1.5 gy1.095 g(2)每片钙尔奇中钙元素的质量为：15 g(100%)0.6 g，根据“一日2次，每次1片”可知，每人每天摄入的钙元素的质量为：0.6 g21.2 g；(3)盐酸中溶质的质量分数为：100%10.95%答：(1)每片钙尔奇中含碳酸钙的质量是1.5 g；(2)服用这种补钙剂，每人每天摄入钙元素的质量是1.2 g；(3)所用稀盐酸中溶质的质量分数是10.95%。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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