中考科学培优讲义专题集训第21讲碳及其氧化物试题

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。第21讲 碳及其氧化物知识梳理【复习重点】一、碳的同素异形体及其性质1.金刚石：无色透明、正八面体结构,其原子排列又叫金刚结构。在常见物质中硬度最大,熔点高,导电性差,常作钻头及工艺品。2.石墨：深灰色,片状结构,质软,熔点高,有导电性、润滑性。可制铅笔芯、坩埚、润滑剂、电极或电刷等。3.活性炭：高温条件下通入水蒸气后形成的碳。黑色粉末状或颗粒状，表面积大,吸附力强。常用于去除异味和给溶液脱色。活性炭的吸附能力属于物理性质。其他还有无定形碳、纳米碳、足球烯等同素异形体。4.碳具有可燃性,常作燃料；碳具有还原性,可用于还原金属。二、二氧化碳1.二氧化碳的物理性质在通常情况下,二氧化碳是一种无色、无味的气体,相同条件下，它的密度比空气大,微溶于水。2.二氧化碳的化学性质（1）一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸。（2）二氧化碳跟水反应生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3,碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。碳酸很不稳定，易分解成水和二氧化碳：,使红色的石蕊又变成了紫色。（3）二氧化碳跟澄清石灰水等碱类物质反应：CO2+Ca（OH）2 =CaCO3+H2O（澄清石灰水变浑浊）,常用这一反应原理来检验某种气体是否是二氧化碳。3.二氧化碳的性质的验证实验（1）倾倒CO2的实验,根据现象“烧杯底部的蜡烛先熄灭”,验证“在相同条件下,CO2的密度比空气大,且CO2一般不能燃烧,也不支持燃烧”这一性质。（2）CO2的溶解性实验：向集满CO2的空塑料矿泉水瓶里加适量蒸馏水,振荡,塑料瓶子变瘪,证明CO2能溶于水。再加入紫色石蕊试液，溶液变红证明CO2溶于水时与水反应。4.二氧化碳的制取（1）工业制法：煅烧石灰石。（2）实验室制法：碳酸钙矿物与稀盐酸反应。制备装置与双氧水制氧气的类似。只能用向上排空气法收集,不能用排水法收集。注意验满和验证方法的不同。5.二氧化碳的用途在通常情况下，二氧化碳不支持燃烧,也不能燃烧,且比空气重,可用于灭火,是常用的灭火剂；用来生产碳酸饮料；固态的二氧化碳即干冰,主要用作制冷剂和人工降雨；用于贮藏粮食、水果、蔬菜；工业制纯碱和尿素；促进植物的光合作用,作气体肥料等。6.温室效应大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖,这种现象叫作温室效应。温室效应的危害：冰川融化和海平面上升等。能产生温室效应的气体不只是二氧化碳,还有甲烷、氟利昂等气体。三、一氧化碳1.一氧化碳的物理性质在通常状况下,一氧化碳是无色、无味的气体,难溶于水，它的密度略小于空气。在实验室应用排水集气法收集。因为一氧化碳的密度与空气的密度很接近,很难通过排空气法来收集。2.一氧化碳的化学性质（1）可燃性：一氧化碳能燃烧,发出蓝色火焰,放出大量的热,生成一种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体二氧化碳。（2）一氧化碳的还原性：能夺取含氧化合物中的氧,使其还原,常用于冶炼金属。3.一氧化碳有剧毒,实验中要注意尾气的处理。4.一氧化碳的用途：可作气体燃料，可用来冶炼金属。【复习难点】1.活性炭吸附性的应用。2.一氧化碳和二氧化碳的物理性质、化学性质,要求与用途或应用相结合进行复习。3.二氧化碳的实验室制法,可结合氧气、氢气的实验室制法进行对照学习。【易考点】1.碳的同素异形体的不同的原子排列结构、物理性质决定其用途不同。2.碳和一氧化碳的还原性,常见于探究实验题,如利用碳和一氧化碳的还原性来还原氧化铜或氧化铁等。3.二氧化碳性质的验证实验,如验证能溶于水、密度比空气大、水溶液显酸性等。4.温室效应与低碳经济。考点一 碳单质的物理性质及用途例1、下列选项中，不是碳的同素异形体的是()A.金刚石 B.石墨C.C60 D.煤炭【解题思路】金刚石、石墨是由碳元素组成的一种单质，C60是由碳元素组成的一种足球形状的单质，又名足球烯，这三者是碳的同素异形体。煤炭是一种混合物，不属于单质。【参考答案】D【方法归纳】本题考查利用同素异形体的概念来判断同素异形体，抓住两点：不同物质（单质），同种元素。【易错误区】注意理解同素异形体的概念，从两个关键点来判断，还要熟悉初中化学常见的同素异形体：金刚石、石墨和C60，红磷和白磷，氧气和臭氧。考点二二氧化碳的化学性质、实验室制法、气体的干燥综合应用例2、如下图所示为某小组设计的一个二氧化碳发生装置,对其优缺点的评价,错误的是（）A.所用材料均为家庭废品,有较好的资源利用意识B.使用碱石灰（主要成分为NaOH和生石灰）有利于得到干燥的二氧化碳气体C.将石灰石放入铜丝网,不用时可使反应中止,体现便利使用的设计思想D.利用拉动铜丝的设计,要注意保证装置的气密性良好,方能使实验成功【解题思路】二氧化碳的实验室制法：石灰石（或大理石）和稀盐酸在常温下进行反应。得到的二氧化碳能够和氢氧化钠反应,不能用碱石灰干燥二氧化碳。该实验中将石灰石放在铜网中,可以利用铜网来调节石灰石的高度,来控制反应的进行与否,由于是制取气体，所以一定要保证装置的气密性良好。【参考答案】B【方法归纳】本题较为综合,要熟练掌握CO2的化学性质、实验室制法、气体的干燥等知识。【易错误区】只记住碱石灰能吸水,忘记它还能吸收CO2。考点三 一氧化碳的性质例3、在如图所示的装置中通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X可以是（）A.H2 B.CO C.CO2 D.O2【解题思路】常见的能燃烧的气体有氢气、一氧化碳、甲烷,其中能与CuO反应的气体是氢气和一氧化碳；能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳。所以X与CuO反应应该生成二氧化碳,则这种气体是一氧化碳。【参考答案】B【方法归纳】物质的性质决定实验的现象,对常见物质的性质要了然于心,做题时才能应对自如。【易错误区】要抓住几个现象的关键点：还原、可燃、变浑浊等,否则无法选出正确选项。考点四碳及其氧化物性质的综合应用,根据性质推断物质例4、【无锡】AH均是初中化学中常见的物质,在一定条件下,它们之间有如图所示的转化关系。已知A和D的组成元素相同,常温下A、D均为无色液体；C、E、F、G均为无色气体,当G变成固体时,俗称“干冰”；B为黑色固体,H为红色金属单质。请回答下列问题：（1）写出G和H的化学式：G： ，H： 。（2）在反应中,属于化合反应的是 （填序号）。（3）在反应中,B的作用是 。（4）反应的化学方程式为,反应的化学方程式为 。【解题思路】因为固体二氧化碳叫作干冰,而G变成固体时,俗称“干冰”,所以G是二氧化碳；由A和B反应后还是生成了B,可知B是催化剂；B和F反应生成G和H,且由H为红色金属单质可知H是铜,则B是黑色的氧化铜；由A和D的组成元素相同且常温下均为无色液体,可知A、D为水和双氧水,因为A能制出D来,所以A是双氧水,D是水；反应是过氧化氢制氧气,所以C是氧气；反应是电解水生成氢气和氧气,所以E是氢气；由C和F能反应生成G,并且F是气体,可知F是一氧化碳。【方法归纳】找出突破口：G变成固体时,俗称“干冰”,说明G是二氧化碳；H为红色金属单质，说明H是铜；由A和B反应后还是生成了B,可知B是催化剂,又因为H是铜,所以B是氧化铜,再进一步分析即可。【易错误区】题目比较复杂,粗看找不到“突破口”,无从下手。探究提升例1、科学兴趣小组的同学们在实验室发现一些黑色粉末,是做“木炭还原氧化铜”的实验时剩余的药品,于是对其成分进行探究。【猜想与实验设计】小红猜测：黑色粉末是CuO。她设计了如下图所示的实验装置。【实验步骤】取适量该粉末放入玻璃管中,打开开关K通入CO,排尽空气后加热。【实验现象】A装置：黑色粉末逐渐变成红色。B装置：澄清石灰水变浑浊【实验结论】该黑色粉末是CuO。B装置中反应的化学方程式为 。【评价与反思】（1）小芸认为该实验装置存在安全隐患,需要改进的是 。小芸还认为小红的实验结论是有欠缺的,她认为该黑色粉末的成分 ,理由是 。（2）小红经过反思,改进了实验并确认了黑色粉末的成分。请填写下表：【解题思路】因为实验使用了有毒气体一氧化碳,因此必须考虑残余的一氧化碳的处理,所以应该增加尾气处理装置,如可以在尾气出口增加一个燃着的酒精灯。小红所检验的黑色固体来自于“木炭还原氧化铜”,因此黑色粉末还有可能是木炭。小红的实验“黑色粉末变红”可以证明所检验的黑色固体中确实有氧化铜,但是并不能确定有木炭。解决方案：1.可以直接加热黑色粉末,将产生的气体通过澄清石灰水检验,如果还能产生二氧化碳就说明黑色粉末中存在木炭。2.还可以进行定量实验,可以先称量黑色粉末的质量,然后将黑色粉末在空气中灼烧,因为如果黑色粉末中有木炭就会和空气中的氧气发生反应,而氧化铜质量不会改变。如果粉末质量减轻就可以判断黑色粉末中有木炭,若质量不变则黑色粉末是氧化铜。【参考答案】Ca（OH）2CO2=CaCO3H2O（1） 增加尾气处理装置一定含氧化铜，也可能是混有木炭粉的氧化铜含有木炭粉的氧化铜也能出现同样的实验现象（2）（其他方法：实验步骤：取少量黑色粉末称重,置于空气中充分加热冷却后再称重。实验现象和实验结论：若质量减少则该黑色粉末是木炭粉和氧化铜的混合物，若质量不变则该黑色粉末是氧化铜）【方法归纳】综合实验既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力，对这类题目要重点训练，尤其是实验的设计和评价。【易错误区】对碳和氧化铜的化学性质不够熟悉，在确认氧化铜样品中是否含有木炭粉的相关实验方案设计方面存在困难。【考点范围】碳和一氧化碳的还原性。例2、有A、B、C、D、E、F、G等7种实验装置,根据装置图回答下列问题（装置用序号表示）：（1）实验室制取二氧化碳应选用的发生装置是 ；收集二氧化碳时,可选用的装置是 ；若在实验室收集较纯净的氧气应选择的装置是 。（2）如装置F所示,点燃两支短蜡烛,然后沿烧杯内壁倾倒二氧化碳时,F中看到的实验现象是 ；证明CO2具有 的性质。（3）某同学选用G装置进行实验,看到与上一步实验F中完全相同的实验现象,他由此得出与上一步实验完全相同的结论。你认为此结论是否合理？ （填“合理”或“不合理”）。理由是 。【解题思路】A所用装置是加热固体制气体的装置；B所用装置是固液反应不需要加热制气体的装置,可以用于过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，稀硫酸和锌粒制氢气以及稀盐酸和石灰石制二氧化碳。二氧化碳气体能溶于水且与水反应,不能用装置C（排水法）收集,只能用装置E（向上排空气法）收集；氧气不易溶于水且不与水反应,收集较纯净的氧气应选择装置C。选用装置G进行实验,直接将气体通入烧杯底部,不论气体密度比空气大还是小,气体都会从下向上散逸,产生相同的现象,不能证明二氧化碳的密度大于空气。【参考答案】（1）B E C（2）蜡烛由下而上依次熄灭相同条件下密度大于空气,一般情况下不能燃烧且不支持燃烧（3）不合理不论气体密度比空气大还是小,都会从下向上散逸,产生相同的现象【方法归纳】掌握实验室制