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【得分宝典】初中化学 专题05 碳和碳的氧化物及燃烧知识结构展示 第一章 碳和碳的氧化物概述二氧化碳的性质、制法及用途是历年来中考必考的内容。预计今后中考中有关二氧化碳的性质、制法、用途的开放性、综合性题目会有所增加。特别是运用二氧化碳的性质解释生活中的化学现象和分析其用途，根据化学现象分析二氧化碳的性质及对环境和农业发展等问题的考查将会迅速成为中考命题的热点；同时综合性实验将是中考命题的另一个热点，它将集气体的制取、除杂、干燥、验证气体的性质于一体，全面检测学生的综合实验能力及探究能力。关于单质碳及一氧化碳，今后中考命题会将其他气体或单质和碳与一氧化碳组合，比较其异同点，找出鉴别、分离、除杂的方法；或将气体燃烧，通过对其现象的观察、产物的检验、推断气体的组成；或用关于单质碳及co对空气污染的研究成果作为新信息，考查有关基础知识及运用知识的能力。而对于燃料及其利用的知识和现代社会生活联系紧密，所占分值有不断增大的趋势，今后中考命题的趋势有：（1）联系生产、生活实际，研究燃烧的条件、灭火原理及防火措施，考查学生解决实际问题的能力；（2）依据课本知识进行迁移，考查对某些防火、防爆安全措施的理解程度；（3）各种燃料（氢气、甲烷、酒精、煤、石油、天然气）的使用前景以及由此带来的各种环境问题等内容。题型主要有选择题、填空题为主，开放性、综合性的试题将会增加。知识梳理1碳单质 2碳的氧化物 知识点一 碳单质及其化学性质考纲解读基础巩固1 碳单质的物理性质。（1）金刚石是自然界中 的物质，可用作玻璃刀的刀头和钻头等。（2）石墨是 的矿物之一，有 ，可作电极；有 ，可作润滑剂；质软，可 作 。（3） 活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有很强的 ，可作冰箱除臭剂，活性炭还可用 在 的滤毒罐中来吸附有毒气体，自来水厂用活性炭 。（4）金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是 。（5）把石墨转化为金刚石属于化学变化。2碳单质的化学性质。（1）碳在点燃的条件下，在空气（或氧气）中具有 。氧气充足时生成 ，反应 的化学方程式为 。氧气不足量时，生成 ，反应的化学方程式为 。（2） 在高温条件下，碳具有 ，即夺取某些含氧化合物里的 ，使其他元 素 。高温下可以与cuo、co2等物质发生化学反应，反应的化学方程式分别 为：_、_。其中碳与_的反应是吸热反应。 碳与氧化铜反应的现象是_ _。参考答案：1 （1）硬度最大 （2）最软 导电性 滑腻感 铅笔芯（3）吸附性 防毒面具 净水 （4）碳原子的排列方式不同2（1）可燃性 co2 c+o2co2 co 2c+o22co （2）还原性 氧元素 还原 c+2cuo2cu+co2 c+co22co cuo、 co2 黑色固体变成红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊实验探究拓展实验： 探究石墨是由碳元素组成的单质现用下图所示的实验装置及药品证明“石墨是由碳元素组成的单质”这一结论。 问题1：实验前需要测哪几个数据？问题2：实验后需要测哪几个数据？问题3：如何通过这些数据说明上述结论？（石墨已烘干，所带微量水分略去不计）。参考答案：问题1：实验前测得石墨的质量为m1；容器b及浓硫酸的质量和为m2；容器c及澄清石灰水的质量和为m3。问题2：容器b及浓硫酸的质量和为m2；容器c及澄清石灰水的质量和为m3。问题3：将石墨在充满o2的容器a中燃烧至无任何残留物，从测得的数据知m2= m2。则m1=（m3m3）12/44100%，即说明石墨是由碳元素组成的单质。重点突破一直击考点：考点一 碳单质的物理性质及用途 本考点主要以选择题和填空题的形式出现。由同种元素组成的几种不同单质：金刚石、石墨、c60、碳纳米管等，这些单质的物理性质差别很大，其原因是碳原子的排列方式不同；但它们的化学性质相同，其原因是决定它们化学性质的是碳原子。【例1】（2012顺义）下图是金刚石、石墨、c60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是 （ ） a这四种物质都很软，可作润滑剂b这四种物质碳原子的排列方式相同c这四种物质完全燃烧后的产物都是co2d这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子【解析】金刚石是天然物中最硬的物质，不能作润滑剂。从图中可知，构成四种物质的碳原子排列方式不同；从四种物质的构成来看，不同的碳单质每一个碳原子连接的碳原子个数不相同；四种物质的组成元素只有碳元素，因此这些物质燃烧时均生成二氧化碳。【答案】c【点评】本考点主要考查碳单质的性质，将新科技成果与碳的性质有机的结合在一起，主要考查考生分析问题、解决问题以及应用知识的能力。考点二 碳单质的化学性质本考点常以选择题和实验探究题的形式出现。解题依据是：对比h2、c、co的化学性质，比较其相似性。【例2】李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为：c+2cuo2cu+co2他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有co产生。查阅资料：co气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。实验验证：（1）点然a处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是_。（2）装置b中发生的实验现象是_，该反应的化学方程式是 _；（3） c装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明有_气体生成，证明李洋同学是判 断是正确的。 实验反思：(4) 李洋同学对co产生的原因进行了分析：原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生co；原因二：反应c+2cuo2cu+co2中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了co；原因三：请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理：_。 【解析】（1）根据反应信息“c+2cuo2cu+co2”，则红色物质是cu；（2）co2能使澄清石灰水变浑浊，原因是生成不溶于水的caco3沉淀；（3）因为co气体使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝，说明有co气体产生；（4）原因一是木炭与cuo反应生成cu和co，原因二木炭与生成的co2反应生成co；（5）为了防止co扩散到空气中污染空气，可增加收集装置或燃烧掉co。【答案】（1）cu或铜 （2）石灰水变浑浊 ca(oh)2+ co2= caco3+ h2o （3）co （4）c+cuocu+co或co2+c2co (5)尾气处理或点燃尾气或尾气收集【点评】本题属于信息题，主要考查碳的还原性、co2气体的检验及尾气处理等知识，同时考查学生分析问题、解决问题的能力以及知识的迁移能力。二走出误区（1） 金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是这两种单质中碳原子的排列不同。在金 刚石晶体中，碳原子相互交错地排列成立体结构，形成一个牢固的整体，因而质地特 别坚硬。而石墨晶体中的碳原子呈层状排列，很容易发生层之间的滑动、散开，所以 石墨很软。正如由砖砌成的建筑物一样，上下层砖竖缝对齐的建筑物就没有竖缝交叉 的建筑物牢固。由此可知，金刚石、石墨是由碳元素组成的两种不同的单质；一种元 素可以组成多种不同的单质，多种单质可能由一种元素组成，如金刚石和石墨、红磷 和白磷；混合物含有的元素可能是一种或多种。因而金刚石和石墨在一定条件下隔绝 空气可以相互转化，这个变化属于化学变化。（2） 虽然以上碳的两种单质因为碳原子排列不同，物理性质有很大差异，但由于它们都是 由碳原子构成的，因此它们具有相同化学性质可燃性和还原性。【例1】下图所示物质的用途中，主要是利用其化学性质的是 ( ) 错解：c原因：对物理性质和化学性质的概念和内涵不理解。正解：b原因：a是用玻璃刀裁玻璃，利用了金刚石的硬度，是物理性质；c是用石墨做干电池的电极，利用了石墨的导电性，是物理性质；d是天安门华表，是利用大理石的物理性质；b是定向爆破拆除楼房是利用液氧炸药，在有限的空间内急剧燃烧而爆炸，是化学性质，故选b。误区二 不清楚“碳”与“炭”的区别。 碳指碳元素，核电荷数为6的同一类原子的总称。炭指具体物质，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑，这些炭单质的名称中用字“炭”。各种无定性炭是由人工制造的碳单质，它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成，不是完全由碳元素组成如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，为表示区别，常写“炭”。在化合物中就要写“碳”，因这里是指碳“元素”。【例2】（2012牛山）科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳 片”(示意图如下)，碳片是世界上最薄的材料。下列说法错误的是 （ ） a碳片是一种单质 b碳片和c60是同一种物质 c在一定条件下，碳片可还原氧化铁 d碳片在氧气中完全燃烧的产物是co2 碳在空气中可与氧气反应，但生成的产物是什么？要看参加反应的氧气的质量是否充足。（1）氧气量充足时，碳充分燃烧， c+o2co23 : 8 : 11（2）氧气量不充足时，碳不充分燃烧， 2c+o22co 3 : 4 : 7当m g碳与n g氧气反应时。m/n=3/8时，恰好完全反应生成co2；m/n3/4时，生成物质有co，且c有剩余；3/8m/n3/4时，生成物质既有co2也有co；m/n=3/4时，恰好完全反应生成co。以煤（主要成分是碳）为例，如果氧气很充足（通常供热的锅炉用电动鼓风机吹入空气），煤燃烧的很旺，生成的产物就是二氧化碳，放出大量的热：c+o2co2。暂停供热后关闭鼓风机，用湿煤把炉火压住。这时炉火燃烧不旺，碳不充分燃烧，生成物主要是一氧化碳，同时也放出热量： 2c+o22co。碳燃烧时放热，可以作为能源。但碳燃烧的产物二氧化碳排放过多时，会引起温室效应，而一氧化碳又是有毒气体，所以碳不是理想能源。【例3】（2012东北育才中学）两份质量相等的碳，一份与足量的o2完全反应生成co2，另一份与o2反应全部生成co，则前者与后者消耗o2的质量比为 （ ）a3:4 b3:8 c2:1 d1:2错解：d原因：错解a、b是没有读懂题意，误把co和co2两种元素的质量比当成了消耗氧气的质量比；错解d两个反应的前后循序颠倒了。正解：c原因：由燃烧产生的co2和co的两个方程式对比，产生co2时c和o2计量数之比为1:1，产生co时c和o2的计量数之比为2:1，即生成co2与生成co需要o2的比为2:1。巩固复习1 轻轨电车是近年来城市发展的一种无污染的新型交通工具，当轻轨电车开动时，轻轨电 车与架空电线的接触点由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有耐高温、 不易氧化、能导电的性质，你认为接触点上的材料应选用 （ ）a金刚石 b铝 c石墨 d铜2中国科学技术大学科学家在440和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石 （化学式为c）和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小，它将给天然金刚石开采 业带来极大挑战。下列说法不正确的是 （ ）a金刚石是一种单质 b碳是非金属元素c该反应是置换反应 d该反应中生成了新的原子3 金刚石、石墨、木炭和c60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的 是 （ ）a都是黑色固体b在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳c碳原子的排列方式相同d一定条件下，石墨转化为金刚石是物理变化4 某课外化学活动小组对碳与氧气反应时氧气的用量与产物成分的关系进行研究：取12 g 碳与给定质量的氧气在密闭的容器中燃烧，测得以下数据：氧气的质量（g）816243240产物的成分cococo和co2 co2 co2 产物的质量（g）1428364444从上表数据变化中，你得出碳与氧气反应时，产物的成分与氧气用量的关系是：（1）_；（2）_；（3）_。（不必填满）提高训练5下列对一些事实的解释错误的是 （ ） 6以下获取氢气的途径中，从绿色能源的角度看，较有发展前途的是 （ ） 电解水 利用太阳能分解水 使用高效催化剂分解水 水煤气法：c+h2o(气)co+h2 热裂法：ch42h2 +c a b c d7. （2012顺义）“低碳生活”倡导我们在生活中所耗用的能量、材料要尽量减少，从而减低 二氧化碳的排放量。下列做法不符合“低碳生活”理念的是 （ ） a教科书循环使用 b多用电子邮箱、qq等即时通讯工具 c夏天为了更凉快，把室内空调温度设置到很低d提倡乘坐公共交通工具、骑自行车或步行等出行方式8 （2012和田）据报道，科学家已经研制出世界上最薄的材料碳膜片，其厚度只有一 根头发的二十万分之一。如下图所示，这种碳膜片形状如蜂巢，是由碳原子构成的六边 形单元向外延展而成，下列有关碳膜片的说法中，正确的是 （ ） a碳膜片属于单质 b碳膜片与c60是同一种物质c碳膜片属于人工合成的有机高分子材料 d碳膜片在氧气中完全燃烧的产物和碳在氧气中完全燃烧的产物不同 10（2012潞河）利用下图装置可进行气体性质的探究实验。甲的玻璃管中盛放黑色粉末(cuo 或c)，乙的洗气瓶中盛放无色溶液(澄清石灰水或naoh溶液)。(1) 写出仪器的名称：a_，b_。(2)根据要求填表：实验甲乙实验一：探究co与cuo的反应。反应的化学方程式：_氧化剂:_澄清石灰水的作用:_实验二：探究co2与c的反应(b换成酒精喷灯)反应的化学方程式：_反应类型:_naoh溶液的作用:_(3)上述两实验中，在导管c的尖嘴处都用火柴点燃，其目的是否完全相同?简述理由。_。 知识点二 co2的性质和制取考纲解读基础巩固1二氧化碳的物理性质。 通常情况下，二氧化碳是一种 色 体，密度比空气 ，溶解性 。在加热 冷却的条件下，二氧化碳会变成无色液体，甚至雪状固体，通常把固体二氧化碳叫做 “ ”。2二氧化碳的化学性质。（1）蜡烛的灭火试验说明二氧化碳具有 的化学性质。（2）二氧化碳通入水中生成 ，反应的化学方程式为 。（3）二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水会 ，生成 色沉淀，反应的化学方程式 为 ，这个反应可用来鉴定co2。（4）在高温下二氧化碳与碳的反应，反应的化学方程式为 。3二氧化碳的用途。（1）根据二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧且密度大于空气的性质，可用来 。（2）二氧化碳是一种工业原料。4石灰石的用途。 石灰石、大理石的主要成分都是 ，其主要用途为： 、 、 。 可用于工业上制取二氧化碳反应的化学方程式 。5实验室制取二氧化碳。（1）药品：实验室通常采用 跟 （或 ）其反应制取二氧化碳。（2）反应原理：用化学方程式表示 。（3）所需仪器： 、 、 、 、 。（4）收集co2的方法： 。（5）验满的方法： 。（6）检验方法：把气体通入 中，若出现 ，表明该气体为二氧化碳。（7）操作时注意：加药品前先 ；长颈漏斗下端应伸入到 ，导气管在 反应器内不能 。6 灭火器的种类。 通常使用的灭火器有 、 和 等。na2co3和盐酸反应 与泡沫灭火器的反应原理相似，写出na2co3和盐酸反应 。参考答案：1无 气 大 能溶于水 干冰2（1）不燃烧，也不支持燃烧 （2）h2co3 co2+h2o=h2co3 （3）变浑浊 白 co2+ca(oh)2=caco3+h2o （4）c+co22co 3灭火4碳酸钙 建筑材料 制水泥 制玻璃 caco3cao+co25（1）稀盐酸 石灰石 大理石（2）caco3+2hcl=cacl2+h2o+ co2（3）锥形瓶 集气瓶 长颈漏斗 导气管 双孔橡皮塞（4）向上排空气法（5）把燃着的木条放在集气瓶的瓶口，看是否熄灭（6）澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊（7）检查装置的气密性 液面以下 太长6泡沫灭火器 干粉灭火器 液体二氧化碳灭火器 na2co3+2hcl=2nacl+h2o+co2实验探究问题1：描述i中发生的现象是什么？问题2：实验iii中可能出现的实验现象是什么？问题3：实验iv中可能出现的实验现象是什么？问题4：根据你所学的知识，你认为上述哪几种现象结合在一起足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙？问题5：上述实验中你认为什么实验是多余的？参考答案：问题1：鸡蛋壳逐渐溶解，有大量气泡产生，鸡蛋壳浮在溶液的上面。问题2：实验iii中蜡烛自上而下依次熄灭。问题3：实验iv中溶液由紫色变成红色。问题4：i中的鸡蛋壳逐渐溶解，并有大量气泡产生，ii中有沉淀生成，两种现象结合足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。问题5：iii和iv是多余的。重点突破一直击考点考点一 二氧化碳的性质和用途 本考点主要以选择题和实验题的形式进行考查。（1）以二氧化碳的化学性质为切入点，将二氧化碳通入紫色石蕊试液时，石蕊试液变红，实质是二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，而不是二氧化碳的作用。（2）要由二氧化碳能与石灰水反应，拓展到二氧化碳能与所有的碱溶液反应。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用于检验二氧化碳气体的存在，其反应实质是二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成了难溶于水的碳酸钙。（3）能运用二氧化碳的性质解释一些化学现象。由于二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧，密度比空气大，解释二氧化碳灭火的原理和适用范围；同时利用二氧化碳的性质解释一些生活问题。如打开盛汽水的瓶盖后有大量液体冒出的原因；人进入二氧化碳含量过高的山洞或菜窖导致窒息死亡，要与一氧化碳中毒的原因区别开。（4）树立二氧化碳在碳和碳的化合物的体系中的桥梁地位，掌握好碳和碳的化合物之间的转化关系： 从关系图中不难看出，在这一知识体系中，二氧化碳起着“承上（单质碳）启下（碳酸、碳酸钙，乃至有机物甲烷、乙醇等）”的角色。【例1】（2012黄冈中学）呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（na2o2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，兴趣小组同学在老师的指导下，进行了如下探究，请你一起参与。【查阅资料】过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。【设计实验】浩明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应，并验证反应产物。 （1）下列是实验室常用的仪器：a是二氧化碳气体的发生装置，装配该装置时，应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外，还需要的仪器有（填名称） 、 。实验室制取二氧化碳的化学方程式 。该装置在实验室还可以用来制取氧气，写出用该装置制取氧气的化学方程式 。实验室选择制取气体的发生装置，主要依据是 、 。（2） 用d所示的方法收集氧气，其依据是 ；收集氧气时，还可以选用 法收集。检验d装置试管内收集到中的气体是否氧气的方法、现象及结论是：待d中气体集满后，把试管移出水面，然后 。（3）c中氢氧化钠的作用是吸收没有参与反应的co2，如果没有连接这个装置，可能导致的后果是 。（4）检验b中反应后剩余固体的成分。实验步骤实验现象实验结论及方程式取少量b中反应后的固体于试管中； ； 。 反应后生成的固体是碳酸钠。写出步骤的化学方程式 【反思与评价】（1）通过上述实验，明明同学认为na2o2与co2反应除了生成na2co3和o2，还有可能生成nahco3。你认为他的结论 （选填“正确”或“不正确”），理由是 。写出na2o2与二氧化碳反应的化学方程式 。（2）请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的优点是 。【解析】本题综合考查实验的探究能力及分析解决问题的能力。实验室中制取二氧化碳不需要加热，（1）a是二氧化碳气体的发生装置，装配该装置时，应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外，还需要的仪器有锥形瓶、长颈漏斗；其反应的化学方程式为：caco3 + 2hcl cacl2 + h2o + co2；该装置在实验室还可以用来制取氧气，反应的化学方程式2h2o22h2o + o2 。实验室制取气体的发生装置需根据反应状态和反应条件选取；（2）因为氧气不易溶于水，所以可以用d排水取气法收集；同时由于氧气的密度比空气大，因此还可以用瓶口向上排空气法收集；检验d装置试管内收集到的气体是否是氧气的方法、现象及结论是：待d中气体集满后，把试管移出水面，然后用带火星的木条伸入试管中，木条复燃，该气体是氧气；（3）c中氢氧化钠的作用是吸收没有参与反应的co2，如果没有连接这个装置，可能导致的后果是影响氧气的纯度；（4）根据提供的资料，二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，要检验b中反应后剩余固体的成分，可以取少量固体b中反应后的固体于试管中，滴加少量稀盐酸，然后将产生的气体通入澄清的石灰水，能观察到有气泡产生并且使澄清的石灰水变浑浊，证明有二氧化碳气体生成，进一步证明二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠。在反思与评价中，明明同学认为na2o2与co2反应除了生成na2co3和o2，还有可能生成nahco3是不正确的，因为在反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律，生成物中也不应该有氢元素。na2o2与二氧化碳反应的化学方程式2na2o2 + 2co2 2na2co3 + o2，呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的优点是吸收呼吸产生的二氧化碳，同时生成氧气。mno2【答案】（1）锥形瓶 长颈漏斗 caco3 + 2hcl cacl2 + h2o + co2；2h2o2 2h2o + o2 反应物的状态 反应是否需要加热（或反应条件） （2） 氧气不易溶于水 向上排空气 用带火星的木条伸入试管中，木条复燃，该气体 是氧气 （3）影响氧气的纯度（其他合理答案亦可） （4） 反思与评价（1）不正确 反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成nahco3 2na2o2 + 2co2 2na2co3 + o2 （2） 吸收呼吸产生的二氧化碳，同时生成氧气【点评】本题主要考查实验探究能力，以呼吸面具为题材考查知识的迁移能力。考点二 二氧化碳与农业生产和环境 本考点常以简答题、实验探究题的形式出现。根据二氧化碳在自然界中的存在与循环，解释二氧化碳的生态平衡问题（温室效应、大棚蔬菜的高产措施等）；并运用二氧化碳的性质；针对控制二氧化碳的排放量及研究吸收和利用二氧化碳等问题提出建议。【例2】不少科学家认为地球表面变暖及一些异常气候(如年初发生在我国南方部分地区的雪灾)与大气中二氧化碳的含量增加所形成的“温室效应”有一定的关系。 (1)下列反应都能放出二氧化碳气体，试分析判断，会加剧“温室效应”的主要化学反应是 (填序号)。 点燃 石油+氧气 二氧化碳+水(2)下列反应都能吸收二氧化碳气体，试判断，对维持大气中的二氧化碳气体总量平衡至关重要的是 (填序号)。 (3)根据对(1)(2)的分析，你认为，为保护人类赖以生存的地球，我们应采取哪些措施以防止大气中二氧化碳含量的增加? 。【解析】（1）造成温室效应的气体co2主要来自化石燃料煤、石油、天然气的燃烧；（2）自然界消耗co2主要是植物的光合作用；（3）防止温室效应可减少化石燃料的使用，增大绿化面积、开发利用新能源。【答案】(1) (2) (3)减少化石燃料的燃烧(或使用氢能、核能、太阳能等清洁能源) ；植树造林【点评】造成温室效应的原因是人类过量地向大气中排放co2等气体。要减缓温室效应，可从减少排放co2、吸收co2两方面考虑，温室效应既是全世界的大课题，又与我们每个 2二氧化碳的检验和吸收。 二氧化碳的检验是为了证实其存在，而吸收是为了将其全部除去。二者的目的不同，所用的试剂和操作要求也不一样。检验一瓶无色无味的气体为二氧化碳时，通常用澄清石灰水，观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊（这一反应通常也可以用来检验某些可燃物质的燃烧产物中含有二氧化碳，从而判断此可燃物中含有碳元素）。用石灰水检验二氧化碳反应灵敏、现象明显，但要吸收二氧化碳则不宜选用石灰水。因为氢氧化钙微溶于水，所能吸收的二氧化碳量十分有限。为了吸收完全，一般选用浓度较大的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，其反应的化学方程式为：co2+2naoh=na2co3+h2o；co2+2koh=k2co3+h2o，生成的碳酸钠或碳酸钾都能溶于水，所以这两个反应都没有明显的现象，不可以用来检验二氧化碳。【例3】（原创）某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止。为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。实验一 选择合适浓度的硫酸操作：在28时，用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：试管编号12345硫酸浓度（%）1520253035气体体积（ml）3547555142实验二 选择合适的反应温度操作：往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5ml相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：试管编号abcde温度（）4050607080现象和比较有少量气泡气泡比a号试管多气泡明显比b号试管多大量气泡产生，与常温用盐酸反应相似反应激烈，迅速产生大量气体请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：（1）稀硫酸与大理石反应，在28时，选用硫酸的浓度最合适为 %，因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是 。（2）在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为 ，因为温度高于或低于该温度对反应的影响是 。在最合适反应温度时硫酸与大理石反应的化学方程式为 。（3） 除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加 操作，更有利于气体的制备。（4）你认为该研究小组还可以研究_对该反应速率的影响。（5)在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用 （填编号）。【解析】（1）在相同的时间内，生成的气体越多，化学反应速率越快；（2）实验室制取气体时，反应速率要适中，太快、太慢都不利于气体的收集；（3）反应中可以通过摇晃装置的方法避免硫酸钙覆盖在大理石上。【答案】（1）25 生成气体体积较少（2）70 温度过低反应过慢，温度过高反应剧烈，不利于收集气体 caco3 + h2 so4 caso4 + co2+ h2o （3）摇动试管（或摇动装置）（4）碳酸钙固体颗粒大小（答案合理均可，例如“大理石纯度”等） （5）丙【点评】本题主要考查实验探究能力。考点四 二氧化碳的制取装置和操作本考点常以选择题、实验探究题的形式出现。根据试剂的状态和反应条件选择气体的发生装置，除实验室制取h2、o2、co2外，试题中还可能出现的气体有nh3、h2s、ch4。【例4】某小组在实验室里制取co2时，用到了下列装置，请回答有关问题：(1)能用b装置收集co2，是因为co2的密度比空气 。(2)用b装置收集co2时，检验是否收集满的方法是将燃着的木条放在 。(3)将生成的co2通入石蕊试液中，试液变红，原因是co2与 反应生成了碳酸。(4)将a装置改成c装置，通过拉动铜丝可以控制底部破损的小试管升降。这一改进的主要 目的是 (选填序号)。 a.使反应随时发生或停止 b.使破损的小试管得到利用 c.生成更多的co2(5)如果在实验室利用a装置制取氧气，该反应的化学方程式为 。【解析】此题主要考查co2的实验室制法及相关的化学性质，难度中等。（1）co2密度比空气大，所以可利用向上排空气法收集；co2能溶于水且和水发生化学反应，所以不能用排水法收集；（2）co2的验满方法一般是将燃着的木条放到集气瓶的瓶口，如果木条熄灭，证明已经集满；（3）co2可与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红；（4）c装置改进后通过拉动铜丝来实现两种反应物的接触或脱离，达到使反应随时发生或停止的目的。如果利用a装置制取氧气，应采用过氧化氢溶液催化分解法。【答案】(1)大 (2)集气瓶口 (3)水(或h2o) (4)a (5)【点评】第（4）小题在解答时要抓住题给关键词“改进的主要目的”，避免从“废物利用”的角度出发，从而误选b。二走出误区：【例1】下列有两组实验，请根据实验中的问题写方程式。写出实验一中“更高”的化学方程式： 。写出实验二反应“更快”的化学方程式： 。错解：不理解co2和h2o反应。原因：不明确co2和h2o反应消耗co2气体的量和co2与naoh反应消耗co2的量。 正解：co2+2naoh = na2co3+ h2o mg+2hcl= mgcl2+ h2原因：（1）co2能溶于水且部分co2与水反应，但大部分co2不能溶于水也不与水反应；但co2与naoh反应生成na2co3和h2o，导致试管中co2几乎全部与naoh反应，压强远小于外界大气压，试管几乎充满液体。（2）镁比铁活泼，与相同的酸反应，镁产生的气泡快。【例2】某校研究性学习小组的同学对金属镁在空气中燃烧的产物进行探究。甲同学根据所学知识认为镁在空气中燃烧的产物就是氧化镁。请你用化学方程式表示甲的观点： 。乙同学认为，空气中存在大量的氮气，镁也可能和氮气反应。他设计了如下装置进行实验： 镁条燃烧完后取出蒸发皿观察，发现蒸发皿中除有白色固体外还有少量的淡黄色固体。能支持乙同学观点的实验现象除生成淡黄色固体外还有 。丙同学对上述实验中的淡黄色固体进行了研究：向蒸发皿中的固体上滴加少量水，发现有刺激性气味的气体产生，淡黄色固体转变成白色。请你写出上述反应的化学反应方程式： 。错解：对镁条和co2气体的反应不理解，不能判断淡黄色固体是mg3n2。写出常见错误答案原因：不能掌握mg和co2的反应，本题第（3）较难，镁条再氮气中也能燃烧生成淡黄色的固体是mg3n2，再有就是不能根据题给信息写出化学方程式：mg3n26h2o3mg(oh)22nh3。正解：2mgo22mgo，2mgco22mgoc钟罩中的水面上升大大超过钟罩容积的15 mg3n26h2o3mg(oh)22nh3原因：镁在空气中燃烧，除跟氧气反应生成氧化镁外，还跟二氧化碳反应生成氧化镁。空气中o2的体积分数约为15，co2的体积分数很小，只有镁和n2反应，钟罩中的水面上升才能大大超过钟罩容积的15。淡黄色固体是mg3n2，根据有刺激性气味的气体产生和淡黄色固体转变成白色，可知它跟水发生了复分解反应。误区三 “二氧化碳的溶解性”与“二氧化碳与水反应”混淆二氧化碳能溶于水，又能与水反应生成碳酸，前者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的化学性质。二氧化碳溶于水生成碳酸，但实际上二氧化碳溶于水后，只有其中的1%与水结合成碳酸，其他部分仍以二氧化碳分子溶在水里。碳酸是不稳定的，从来也没有以纯酸的形式分离出来过。因此，我们说：碳酸不能脱离水溶液而存在；或者说实验室里不贮存碳酸。二氧化碳通入紫色石蕊试液中，试液变红，是由于碳酸电离出h+的缘故，而不是二氧化碳的作用。【例3】小刚和小丽两位同学用下图所示装置进行实验，验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。 a b（1）小刚关闭k，通入二氧化碳 ，a、b中均无明显变化。b 中盛放 溶液。（2）小刚打开k，继续通入二氧化碳。b中反应的化学方程式为 。 此步实验目的是 。小丽认为：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。（3）小丽用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 ml上述溶液放入a、b中，关闭k，通入约500 ml二氧化碳，a、b中均无明显变化。此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，其理由是 。错解：没有读懂题意，不理解装置图的含义。实验室制取二氧化碳有以下几点需要注意的问题：（1）原料选择应选石灰石或大理石，而不应该选择caco3或na2co3，因为caco3和na2co3反应速率太快。（2）co2的检验不能用燃着的木条，因为氮气等不支持燃烧的气体同样可以使木条熄灭，检验气体要求物质的性质具有独特性。（3）发生装置在选择仪器时，容器可用试管、锥形瓶、广口瓶、烧瓶等，长颈漏斗也可不用，若用必须伸入液面以下。【例4】化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果与实验的重要作用是分不开的。结合下列实验装置图，回答下列问题：（1）写出指定仪器的名称：_；_。（2）下面四种途径都可以得到氧气： 写出实验室中通过甲、乙两种途径制取氧气的化学方程式：甲：_；乙：_。化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作，从实验原料和反应过程的绿色化考虑，你认为在中学化学实验室中，甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，_（填“甲”、 “乙”或“丙”）途经更能体现化学实验的绿色化追求。（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是_（填字母代号）。用排水法收集氧气完毕后，停止加热时的操作顺序是先_，然后_，以防止水倒吸入热的试管中，造成试管炸裂。（4）实验室制取二氧化碳时，可选用的发生装置是_（填字母代号）。收集二氧化碳通常用c装置，而不选用d或e装置，试从二氧化碳的性质的角度来分析其原因_。错解：对制取氧气的几种方法没有掌握。写出常见错误答案原因：注意实验室制取氧气和实验室制取二氧化碳的