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第3课时 碳和碳的氧化物【复习目标】1.了解碳单质的物理性质和用途，知道碳单质的化学性质。2.理解二氧化碳的主要性质，以及二氧化碳的用途。初步学会实验室制备二氧化碳的方法（反应原理、实验步骤、收集与检验方法等）。了解实验室里制取气体的一般思路和方法3.了解一氧化碳的物理性质、化学性质及用途。【复习重点和难点】1、理解二氧化碳的主要性质，以及二氧化碳的用途。2、了解实验室制取二氧化碳的化学反应原理、探究实验室制取二氧化碳的装置、了解实验室里制取气体的一般思路和方法。【学习过程】一、知识梳理：考点一：碳的单质性质、用途 （1）金刚石：物理性质：金刚石是无色、透明的正八面体形状的固体，是天然存在的最硬物质，不导电，不导热，无润滑性。用途：用于划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等。（2）石墨：物理性质：石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体，质软，导电性优良，导热性良好，有润滑性。用途：用于电极、铅笔芯、润滑剂等。（3）几种无定形碳的比较：颜色、状态制法用途木炭灰黑色的多孔性固体木材隔绝空气加强热作燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭，有吸附作用活性炭灰黑色的多孔颗粒状固体木炭在高温下用水蒸气处理净化多种气体和液体，作防毒面具，有吸附作用焦炭浅灰色多孔性固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，作橡胶制品的填料（4）其他碳单质：C60分子：是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。碳纳米管：由碳原子构成的管状大分子。考点二：碳的化学性质（1）在常温下，具有稳定性。（2）碳跟氧气反应：在氧气充足的条件下，碳在氧气充分燃烧，生成二氧化碳，放出热量；在氧气不充足的条件下，碳发生不充分燃烧，生成一氧化碳，放出热量。（3）碳跟某些氧化物的反应（还原性）：木炭还原氧化铜实验现象：导出的气体使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末中有红色固体生成。注意：碳单质作还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温；操作时注意试管口要略向下倾斜；配置混合物时木炭粉应稍过量些，目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化。（4）常见的反应：C + 2CuO 2Cu + CO2； C + CO2 2CO。3、氧化还原反应有得失氧的反应叫做氧化-还原反应。得到氧的为还原剂，还原剂被氧化，发声氧化反应，得到的产物是氧化产物；失去（提供）氧的为氧化剂，氧化剂被还原，发声还原反应，得到的产物是还原产物；考点三：碳的氧化物1、二氧化碳的性质：物理性质：一般情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体,沸点为-78.5,密度比空气大,能溶于水。化学性质：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，不能供给呼吸，二氧化碳与水反应能生成碳酸，能使澄清的石灰水变浑浊。2、用途：（1）灭火：因为二氧化碳不能燃烧又不支持燃烧，同时二氧化碳的密度又比空气大，因此常用二氧化碳灭火。（2）干冰：固态的二氧化碳叫干冰，可用作制冷剂和人工降雨。（3）绿色植物的光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。3、一氧化碳的性质及用途：（1）物理性质：通常情况下，是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。（2）化学性质：一氧化碳具有可燃性，点燃后与氧发生反应生成二氧化碳；一氧化碳具有毒性，煤气中毒就是一氧化碳引起的；一氧化碳具有还原性。（3）用途：用作气体燃料；冶炼金属。考点四：二氧化碳的制取实验室制取气体实验的设计思路与方法（1）需要研究实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。（2）需要研究制取这种气体所采用的实验装置。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。气体发生装置：a反应物的状态：固体与固体反应；固体与液体反应；液体与液体反应。b反应条件：常温；加热；加催化剂等。气体收集装置：a排空气法：密度比空气大用向上排空气法；密度比空气小用向下排空气法。b排水法：不易溶于水、不与水发生反应时，可用排水法。（3）二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较反应物状态反应条件气体密度与空气相比是否与水反应二氧化碳固体和液体无比空气大是氧气固体加热比空气大否固体和液体无比空气大否5、实验室制取二氧化碳（1）反应药品：稀盐酸跟大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）反应。（2）反应原理：CaCO32HClCaCl2H2OCO2（3）发生装置的选择：由于反应物是块状的大理石火石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的二氧化碳能溶于水，因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下，由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多，常用大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶。（4）收集装置的选择：收集二氧化碳可根据它的性质去考虑：因为二氧化碳溶于水，并且部分与水反应生成碳酸，故不用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大，故可用向上排空气法收集。（5）实验步骤：检查装置的气密性；装块状药品大理石或石灰石；塞紧双空胶塞；由长颈漏斗加液体；收集气体。（6）注意事项：长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸散；反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；不加热；集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以利于排净空气。（7）验满、检验及净化： 验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明瓶内已充满二氧化碳。检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明是二氧化碳气体。净化：若制取二氧化碳中混有少量的氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠容液的洗气瓶（除去氯化氢气体），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。6、二氧化碳的工业制法：高温 （1）原理：高温煅烧石灰石，产生生石灰，副产品是二氧化碳。（2）化学方程式：CaCO3 CaOCO2考点五：二氧化碳的用途及对环境的影响：温室效应：大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。 导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其余的还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。温室效应会使两极冰川融化，海平面上升，淹没部分沿海城市，会使土地沙漠化加快，农业减产。防止温室效应的措施有：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；更多的利用太阳能、风能、水能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐。二、题型、方法归纳：本单元是中考必考内容，主要考查二氧化碳的性质、制取、碳单质的性质、用途等内容一氧化碳的性质、用途，常见题型有选择题、填空题和实验探究题为主。三、典例精讲：1.下列对一些事实的解释不正确的是 （ ） A.用碳素墨水书写档案：常温下单质碳的化学性质稳定B.石墨能够做电池的电极材料：石墨较软C.焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来：焦炭具有还原性D.制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖：活性炭具有吸附性22015年3月2日，全球首批量产石墨烯手机在重庆首发。石墨烯是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片，用石墨烯与铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金，下列对石墨烯和烯合金的说法错误的是 ）A石墨烯在一定条件下能与氧气反应 B石墨烯在常温下化学性质活泼C烯合金具有优良的导电性 D烯合金是一种新型材料3下列对一氧化碳的认识中，错误的是（ ） 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下列关于碳及其化合物的说法，正确的是 （ ） A二氧化碳是导致酸雨的主要气体B可以用燃烧法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳C中国古代字画经久不褪色，因为常温下碳的化学性质不活泼DCO和CO2都是非金属氧化物，都能与NaOH溶液反应5.根据下图回答问题。（1）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为_。实验室用过氧化氢溶液制取氧气，选用的发生装置是_（填字母序号）。用C装置收集氧气时，检验O2的方法是_。（2）实验室可以用装置D制取并收集二氧化碳气体。收集时，检验CO2已经收集满的方法是_，检验CO2的方法是_（用化学方程式表示）。（3） 检查装置E的气密性：可以看到_，说明气密性良好。（4） 实验F中观察到的实验现象是_，反应的化学方程式为_。参考答案三、典例精讲：1.B【解析】A、用碳素墨水书写档案，是因为常温下单质碳的化学性质稳定，正确，B、石墨能够做电池的电极材料，是利用石墨具有优良的导电性，错误，C、焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，是利用焦炭具有还原性，正确，D、糖工业中用活性炭来脱色以制白糖，是因为活性炭具有吸附性，正确，故选B2【解析】A.石墨烯由碳原子构成，碳一定条件下可与氧气反应，所以石墨烯在一定条件下能与氧气反应，正确；B.碳常温下化学性质稳定，故石墨烯在常温下化学性质稳定，错误；C.石墨烯与铝合金，研制出一种具备特殊性能的烯合金，依然具有金属的性质，所以具有优良的导电性，正确；D.烯合是一种新型材料，正确故选：B3C【解析】因CO不能溶于水，也不跟水发生反应，故即使室内放水，也不能防止煤气中毒。最好的方法应是保持房间的通风4C【解析】二氧化硫是造成酸雨的主要气体，A错误；二氧化碳中混有的少量一氧化碳，一氧化碳不能点燃，可将混合气体通过灼热的氧化铜除去一氧化碳，B错误；二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，一氧化碳不能，D错误。故选C5.【解析】：根据化学方程式的书写、装置的选择依据、氧气的检验方法、二氧化碳的验满方法、检验方法气密性的检查方法进行分析。（1）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2； A；用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明瓶中是氧气。（2） 用燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满二氧化碳气体。Ca(OH)2 + CO2= CaCO3+ H2O（3）导管口有气泡冒出 （4）铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe + 2O2点燃 Fe3O4
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