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第3讲,碳和碳的化合物,知识梳理,一、碳单质的性质及用途1.物理性质（1）金刚石：无色透明，自然界中_最大的物质，不导电，不导热，可作钻头、刻刀、装饰品等。（2）石墨:深灰色，质软而滑腻,导电性与导热性良好,可作润滑剂、电极、铅笔芯等。（3）C60:形似足球，结构稳定。（4）活性炭:疏松多孔，具有很强的吸附性，能够吸附色素、异味，常用作防毒面具，净水材料等。,硬度,【小贴士】a.碳的几种单质的物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同。它们具有相同的化学性质。b.碳单质之间在一定条件下可以相互转化，该过程属于_变化。,化学,基础知识细细过,2.化学性质（1）稳定性：常温下化学性质稳定，不与其他物质发生反应,如古代字画能够长时间保存而不褪色；重要档案用碳素水笔书写等。（2）可燃性a.氧气充足（化学方程式）：CO2=CO2。b.氧气不足（化学方程式）：_。（3）还原性a.与Cuo、Fe2O3反应(化学方程式)：_。b.与CO2反应（化学方程式）：C+CO2=2CO。,点燃,高温,二、二氧化碳的制取1.工业法（化学方程式）：CaCO3=CaO+CO22.实验室制法(化学方程式）：_三、碳的氧化物1.二氧化碳（1）物理性质：通常状况下为无色无味的气体,_溶于水,密度比空气大。（2）化学性质：a.一般不燃烧，也不支持燃烧。b.与水反应（化学方程式）：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸不稳定，易分解（化学方程式）：_c.与碱溶液反应（化学方程式）：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(一般用于吸收二氧化碳气体)；_（一般用于检验CO2气体）,高温,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,能,H2CO3=H2O+CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,（3）用途：植物光合作用的原料、作灭火剂、制碳酸饮料、气体肥料、人工降雨等。（4）二氧化碳对生活和环境的影响对人体健康的影响：二氧化碳无毒但不能供给呼吸。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，如气闷、头昏等。温室效应a.加剧原因：化石燃料过度使用；森林不断减少。b.危害：使全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，导致土地沙漠化，农业减产等。c.防治措施：减少化石燃料的使用；开发新能源，如_、地热能等；大力植树造林、禁止乱砍滥伐。,太阳能,2.一氧化碳（1）物理性质：通常状况下为无色无味的气体,难溶于水,密度比空气略小。（2）化学性质：可燃性（化学方程式）：_。还原性（化学方程式）：与CuO反应_。与Fe2O3反应_。毒性：易与血红蛋白结合，使血液失去输氧能力，从而中毒。（3）用途：_、冶炼金属等。【小贴士】CO有毒性,在实验中应特别注意尾气处理,用煤等含碳燃料取暖时,一定要保持室内通风,防止CO中毒。,作气体燃料,四、自然界中碳、氧的循环：,氧气,二氧化碳,植物_作用,_的呼吸化石燃料的燃烧、动植物尸体腐烂、岩石分解等,人、动植物,光合,1通入二氧化碳，蜡烛熄灭的原因。现象：下层的蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。结论：CO2不能燃烧也不支持燃烧(化学性质)，CO2的密度比空气的密度大(物理性质)。,识记强化,2通入二氧化碳，紫色石蕊溶液变红色的实质。现象：将二氧化碳通入紫色石蕊溶液后，溶液变红色。结论(易错点)：CO2与水反应生成H2CO3，H2CO3显酸性，能使紫色石蕊溶液变红色(该反应不能用来检验CO2)。用反应方程式表示为：CO2H2O=H2CO3。,3二氧化碳没有毒性，但它不能供给呼吸，所以人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。4二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源。二氧化碳的增多会导致温室效应加剧，只是影响环境，不能算污染环境；而一氧化碳有毒，是空气污染物。,5二氧化碳与一氧化碳(1)比较,注：a.一氧化碳和二氧化碳化学性质差异大的原因：分子构成不同。b.CO难溶于水，冬天取暖时，紧闭房门，在房中放一盆水避免CO中毒的方法不可取。,（2）鉴别,(3)互为杂质时的除杂方法,重点实验轻松做,实验二氧化碳的实验室制取,1.实验原理(化学方程式)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO22.实验装置,【小贴士】组装仪器时，长颈漏斗要伸入液面以下，形成“液封”，防止气体从长颈漏斗中逸出。,3收集方法二氧化碳能溶于水，且密度比空气大，适宜用_收集。4检验和验满检验：将产生的气体通入澄清石灰水中，若_，则证明生成的是二氧化碳。验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若_，则证明已收集满。,向上排空气法,澄清石灰水变浑浊,木条熄灭,【小贴士】不能用燃着的木条检验收集的气体是否为二氧化碳。因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2，还可能是N2等气体。,重点实验轻松做,5制取二氧化碳药品的选择及分析(1)不能用稀硫酸代替稀盐酸：因为碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石的表面，阻止反应进一步发生。(2)不能用碳酸钠或碳酸钾代替大理石：因为碳酸钠或碳酸钾是粉末状固体，与稀盐酸反应速率太快，难以控制，不利于收集气体。(3)不能用浓盐酸代替稀盐酸：浓盐酸具有较强的挥发性，挥发出的HCl气体和制得的二氧化碳气体混合，使制得的气体不纯。6其他常见装置相对于装置A，装置B的优点是通过控制添加药品的速率，从而控制反应速率；装置C的优点是便于添加液体药品，能使反应随时发生和停止。,重点实验轻松做,7.拓展实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳，吸收时导管应插入液面以下，反应的化学方程式为CO22NaOH=Na2CO3H2O。例2017青岛根据下列装置图填空：【导学号95444009】,例题图1,(1)写出上图中标有序号的仪器名称：_；_。(2)实验室制取气体时，组装好仪器后，应先_，再添加药品。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，应选用的发生装置_(填装置序号)，该反应的化学方程式为_。(4)实验室选择气体发生装置时，应考虑的因素是_和_。【针对拓展】(5)收集二氧化碳选用_(填序号)，验满的方法是_，检验二氧化碳的方法是_。,酒精灯,集气瓶,检查装置的气密性,B,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,反应物的状态,反应条件,C,将气体通入澄清的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳,(6)若用G装置制取二氧化碳，长颈漏斗必须插入液面以下的原因是_。若用F装置收集二氧化碳气体，气体应该从_(填字母)端通入。,防止产生的气体从长颈漏斗中逸出,a,【解析】(1)题图中标有序号的仪器名称：酒精灯；集气瓶。(2)实验室制取气体时，组装好仪器后，应先检查装置的气密性，再添加药品。以免导致药品浪费、收集不到气体。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，应选用固液常温型的发生装置B,该反应的化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。(4)选择发生装置需考虑的因素是反应物的状态和反应条件。加热固体制取气体，发生装置为A，固体和液体常温下反应制取气体应选用的发生装置为B。选择收集装置需考虑气体的密度、是否与空气的成分反应、气体在水中的溶解性。,例题图2,甘肃、兰州三年中考,经典例题深度析,考点1碳单质的性质和用途,例12017本溪下列有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是()A均具有可燃性B均具有导电性C均由碳原子构成D均为无色透明的液体,【解题妙招】此题是对碳单质性质的考查，解题的关键是了解碳单质的性质和用途。这三种碳单质因其碳原子的排列方式不同，物理性质不同，但其化学性质相同。,A,例22017福建十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳，坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是【导学号95444012】()A金刚石属于有机物B金刚石燃烧过程放出热量C金刚石具有可燃性D聚集日光使温度达到金刚石的着火点,【解析】A.金刚石是由碳元素组成的单质，而有机物是有机化合物的简称，金刚石不属于有机物，故错误。B.金刚石是碳元素组成的单质，具有可燃性，燃烧过程放出热量，故正确。C.金刚石是由碳元素组成的单质，具有可燃性，故正确。D.聚集日光，能使温度达到金刚石的着火点，可使金刚石燃烧，故正确。,A,经典例题深度析,考点2二氧化碳、一氧化碳的性质和用途,例3下列关于CO2与CO的比较，错误的是【导学号95444013】()A组成：都是由碳元素和氧元素组成B性质：CO2能溶于水；CO难溶于水C用途：CO2可用作气体肥料；CO可用作气体燃料D危害：CO2会导致“温室效应”增强；CO会形成酸雨,D,【解析】A.一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，故正确。B.二氧化碳能溶于水，一氧化碳难溶于水，故正确。C.CO2可用于光合作用、灭火、化工产品的原料和气体肥料；CO可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，C正确。D.CO2会造成“温室效应”，CO有毒，极易使人中毒，但不能形成酸雨，D错误。,例42017沈阳能证明某无色无味气体是CO2的操作及现象是【导学号95444014】(),【解析】A.将燃着的木条伸入集气瓶，木条燃烧更旺，不可能是二氧化碳，因为二氧化碳不能燃烧、且不支持燃烧，故错误。B.将带火星的木条伸入集气瓶，木条燃烧更旺，说明瓶内气体能支持燃烧，不可能是二氧化碳，故错误。C.二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明某无色无味气体是CO2，故正确。D.将气体通入蒸馏水中，有气泡逸出，不一定是二氧化碳，也可能是氢气、氧气等气体，故错误。,C,【解析】A.生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气；氧循环过程中有其他物质水蒸气、二氧化碳等生成，故错误。B.碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气有其他物质生成，属于化学变化，氧循环过程中有其他物质水蒸气、二氧化碳等生成，属于化学变化，故正确。C.绿色植物的生长过程，既有光合作用，又有呼吸作用，既涉及碳循环，又涉及氧循环，故正确。D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故正确。,例52017威海关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是【导学号95444015】()A碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环B碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化C绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环D碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定,A,经典例题深度析,考点3二氧化碳的制取,例62017苏州节选实验室常用块状大理石和稀盐酸制取CO2气体。【导学号95444016】(1)写出实验室制取CO2的化学方程式：_(2)若用如图所示装置(固定装置省略)制CO2。连接好装置后，需检查装置的气密性。具体操作方法是：先_(填字母，下同)，后_，若导管口有气泡，放手后导管内上升一段稳定的水柱，则气密性良好。A用手捂住试管B将导管一端浸入水中(3)实验室收集CO2可用的方法是_(填字母)。A排水法B向下排空气法C向上排空气法,B,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,A,C,例6题图,经典例题深度析、,(4)实验室常用澄清石灰水检验CO2，写出反应的化学方程式_。,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,【解析】(1)实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，反应的化学方程式是CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。(2)在连接好装置后，将导管一端伸入水中，用手捂住试管，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。(3)二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以可用向上排空气法收集。(4)检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。,将气体的“检验”“验满”操作混淆,例4下列实验操作不能达到目的的是(),C,【错因剖析】(1)检验是利用物质的特性或特征现象来证明这种物质，可理解为“看看是不是”。如检验CO2可用澄清石灰水，能够使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2，检验CO2不能用燃着的或带火星的木条。(2)验满是已知这种气体，只要用简便的方法证明集气瓶是否已装满此气体，可理解为“看看满不满”。如把燃着的木条放在盛有CO2的集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满。,例82017黔西南州已知：二氧化碳气体既不溶于饱和NaHCO3溶液，也不与NaHCO3反应：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2某学生欲用黔西南州著名的万峰林风景区山上的石灰石和浓盐酸反应制取纯净干燥的二氧化碳气体，实验室提供了下列装置和药品。请回答相关问题：【导学号95444017】,例8题图,(1)仪器的名称是_，仪器的名称是_。(2)实验室制取二氧化碳气体的发生装置应选_(填序号)。实验室制取二氧化碳气体的反应原理_(用化学方程式表示)。若用该装置在实验室制取氧气，写出该反应的化学方程式_。(3)装置C中浓硫酸的作用是_。(4)为了得到纯净干燥的气体，C、D装置仪器接口顺序应选_。A.abcdB.badcC.dcbaD.cdab(5)若用装置E收集二氧化碳气体，则气体应从_(填接口字母序号)进入。,酒精灯,长颈漏斗,B,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,干燥气体,D,e,【解析】(1)通过分析题中所指仪器的作用可知，是酒精灯，是长颈漏斗。(2)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以实验室制取二氧化碳气体的发生装置应选B，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，实验室用过氧化氢制取氧气的反应物是液体，反应条件是常温、催化剂，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：。(3)浓硫酸具有吸水性，所以装置C中浓硫酸的作用是干燥气体。(4)实验室制取的二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气，饱和碳酸氢钠溶液可以吸收氯化氢，浓硫酸有吸水性，洗气应该长进短出，所以为了得到纯净干燥的气体，C、D装置仪器接口顺序为cdab。(5)二氧化碳的密度比空气大，所以用装置E收集二氧化碳气体，则气体应从e进入。,木炭还原氧化铁的反应,一氧化碳还原氧化铜的反应,C2CuO=2CuCO2,高温,木炭还原氧化铜的反应：,COCuO=2CuCO2,高温,本讲涉及的重要化学方程式整理,实验室制取二氧化碳的反应,二氧化碳与氢氧化钙的反应：,CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O,一氧化碳还原氧化铁的反应：,
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