九年化学级第七章 碳 §4～5 一氧化碳、碳酸钙人教四年制版知识精讲

用心 爱心 专心 九年化学级九年化学级第七章第七章 碳碳 4 5 一氧化碳 碳酸钙一氧化碳 碳酸钙人教四年制版人教四年制版 同步教育信息同步教育信息 一 本周教学内容 第七章 碳 4 5 一氧化碳 碳酸钙 第二册 第五章 有机化合物 二 重点 难点 1 一氧化碳的物理 化学性质及其与 H2 CO2等性质的比较 2 碳酸钙的性质 用途 CO32 的检验方法与试剂的选用及现象描述 此部分内容涉及的实验 化学方程式较多 应在理解的基础上结合实验现象下功夫记 忆 尤其是各种含碳化合物之间的相互转化及 CO 与 CO2的性质差异是教学的难点所在 三 知识要点 1 一氧化碳 CO 的性质 制法和用途 1 主要物理性质 通常状况下 a 无色 无味的气体 b 比空气略轻 c 难溶于水 1 0 02 2 化学性质 a 可燃性 2CO O22CO2 现象 产生蓝色火焰 放出大量热 并生成使澄清石 点燃 灰水变浑浊的气体 注 注 CO 与 H2一样在与空气 或氧气 混合时 遇明火可能会发生爆炸 点燃前必须 验纯 方法同 H2 b 还原性 CuO COCu CO2 现象 黑色的粉末 变成光亮的红色 且产生气 体能使澄清石灰水变浑浊 注 注 实验顺序与 H2还原氧化铜的操作相同 即先通 CO 再加热 实验完毕 先停止 加热 继续通 CO 至试管冷却 尾气的处理 因 CO 有剧毒 不能随意放入空气中 处理的基本原则是将 CO 燃烧 掉转化为无毒的 CO2 其它 3CO Fe2O32Fe 3CO2 4CO Fe3O43Fe 4CO2 高温 高温 c 毒性 极易与人体血红蛋白相结合 使血红蛋白失去输送氧的能力 造成人体因缺 氧而死亡 3 制法 a 工业制法 CO2 C2CO C H2OCO H2 高温 高温 b 实验室制法 甲酸脱水的方法 HCOOHH2O CO 42SO H浓 4 检验方法 a 点燃待检验的气体 先用干燥的小烧杯罩在火焰上方 无水珠 再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方 若透明液体变浑浊 则证明该气体为 CO b 将待检验的气体通过灼热的 CuO 若出现红色物质 且产生的气体能使澄清的石 灰水变浑浊 则证明该气体为 CO 5 用途 a 作气体燃料 b 冶炼金属等 2 一氧化碳与氢气的性质比较 见表 1 用心 爱心 专心 表 1 CO 与 H2比较 名 称一氧化碳 CO 氢气 H2 物理性质 无色无味气体 有剧毒 比空 气稍轻 不溶于水 无色无味气体 比空气轻 不溶 于水 化 学 性 质 可燃性 在空气中能燃烧 发出蓝色火焰生成 CO2 2CO O22CO2 点燃 还原性 3CO Fe2O32Fe 3CO2 高温 可燃性 在空气中能燃烧 发出淡蓝色火焰生成 H2O 2H2 O22H2O 点燃 还原性 H2 CuOCu H2O 氢气 碳 一氧化碳是三种常见的还原剂 它们在化学性质上都有可燃性和还原性 氢气和一氧化碳在加热条件下有还原性 碳在高温条件下有还原性 常温下化学性质稳定 这三种还原剂能夺取某些氧化物中的氧使其还原 三种还原剂与常见金属氧化物反应的条件和规律 H2 H2O C 金属氧化物 金属 CO2 CO CO2 H2还原 CuO C 还原 CuO CO 还原 CuO 金属氧化物 指 CuO FeO Fe3O4 Fe2O3 总条件可记成 氢气 一氧化碳与氧化铜反应时用加热 其他都是高温 注意 注意 H2 C 和金属氧化物反应从反应类型上都属置换反应 而 CO 和金属氧化物反 应不属任何反应类型 其中碳和金属氧化物反应时生成的 CO2一定要标 因为反应 物均为固体 生成的气体要用 标明 3 一氧化碳与二氧化碳的性质比较 CO 与 CO2都是由 C O 两种元素组成的 属于碳的两种氧化物 由于是由碳原子结 合不同数目氧原子得到的产物 二者在物理 化学性质及用途上存在着很大差异 具体差 异见表 2 表 2 CO 与 CO2比较 名称二氧化碳 CO2一氧化碳 CO 俗名碳酸气 固态时叫干冰煤气 物理 性质 无色 无味气体 比空气重 溶于水 凝固点为C 5 78 无色 无味气体 有剧毒 比空 气轻 难溶于水 用心 爱心 专心 化 学 性 质 不燃烧也不支持燃烧 与水作用 H2O CO2 H2CO3 与碱作用 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 氧化性 CO2 C2CO 高温 可燃性 2CO O22CO2 点燃 还原性 3CO Fe2O32Fe 3CO2 高温 CuO COCu CO2 4 碳酸钙 1 大理石 石灰石的主要成分是 CaCO3 2 工业上是把石灰石高温煅烧 可制取生石灰 CaO 同时制得大量的 CO2气体 所以这个反应可看成是工业上制 CO2的方法 CaCO3CaO CO2 高温 22 OHCaOHCaO 生石灰 熟石灰 与水可制石灰水 石灰乳 石灰浆 2 OHCa 3 用途 建筑上石料 制生石灰 制水泥 4 CO32 的检验 药品 稀盐酸 澄清的石灰水 现象 产生大量气泡 生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 原理 CO32 2H CO2 H2O CO2 CaCO3 H2O 2 OHCa 典型例题典型例题 例 1 用足量氢气 木炭粉 一氧化碳做还原剂 分别将等质量的氧化铜在不同条件下全 部还原成铜 此时消耗氢气 木炭粉 一氧化碳三种还原剂的质量比为 解析 解析 1 先写出正确的化学方程式 H2 CuOCu H2O C 2CuO2Cu CO2 高温 CO CuO Cu CO2 2 将的系数都变成 1 调整其他物质系数 CuO H2 CuOCu H2O C CuOCu CO2 2 1 高温 2 1 CO CuO Cu CO2 3 求出三种还原剂的相对分子质量之和 即 1612 12 2 1 2 2 COCH mmm28 6 2 14 3 1 答案 答案 1 3 14 例 2 将 18 克碳粉和 32 克氧气放在密闭容器内 点燃使其燃烧 当燃烧完全后 碳粉和 氧气均消耗完 通过计算推导燃烧后的产物成分及其质量 解析 解析 碳在氧气中燃烧有两种情况 一种是完全燃烧 一种是不完全燃烧 在此题中 要注意碳和氧气的量在两种情况下的质量比值 通过讨论可知 既不是完全燃烧也不是不 完全燃烧 只能是部分碳完全燃烧 部分碳不完全燃烧 因而产物中既有 CO2 又有 CO 解法解法 1 设 32 克氧气与完全燃烧 需碳粉的质量为 生成 CO2的质量为 xy 则有 点燃 2 OC 2 CO 用心 爱心 专心 12 32 44 xg32y 12 x 32 32g 32 32g 44 y 解得 x 12g 18g 所以剩余碳 ggg61218 解得 y 44g 那么剩余的6 克碳必将与生成的 CO2反应产生 CO 设 产生的质量为 消耗的质量为 COm 2 COn 则有 高温 CCO2CO2 44 12 56 ng6m 即 12 6g 56 m 解得 m 28g 12 6g 44 n 解得 n 22g 最后得到的 CO2 44g 22g 22g 答 答 产物为 CO2和 CO 其质量分别为 22 克和 28 克 解法解法 2 设 18 克碳粉全部参与反应且不完全燃烧 需 O2的质量为 生成 CO 的质x 量为 y 则有 点燃 2 2OCCO2 24 32 56 g18xy 由 24 18g 32 x 解得 x 24g 32g 所以剩余 O2 32g 24g 8g 由 24 18g 56 y 解得 y 42g 那么剩余的O2必将与生成的 CO 反应产生 CO2 设 产生的 CO2质量为 m 消耗的 CO 质量为 n 则有 高温 2 2OCO 2 2CO 56 32 88 ng8m 即 56 n 32 8g 解得 n 14g 32 8g 88 m 解得 m 22g 最后得到的 CO 质量为 42g 14g 28g 解法 3 3 16 3 32 18 2 g g m m o c 当碳与 O2完全反应生成 CO 时 4 3 16 12 2 o c m m 当碳与 O2完全反应生成 CO2时 8 3 216 12 2 o c m m 8 3 3 16 3 4 3 18g 碳与 32g O2完全反应时产物为 CO 和 CO2的混合物 设生成 CO 质量为 x 消耗 C 质量为 a1 O2质量为 b1 设生成 CO2质量为 y 消耗质量为 a2 O2质量为 b2C 点燃 2 2OCCO2 用心 爱心 专心 24 32 56 1 a 1 bx xa xba56 24563224 1 11 xb 56 32 1 点燃 2 OC 2 CO 12 32 44 2 a 2 by 44 12443212 2 22 ya yba yb 44 32 2 由 gyx gyx gbb gaa 32 44 32 56 32 18 44 12 56 24 32 18 21 21 gy gx 22 28 例 3 在 CO 和 CO2的一种混合气体中 碳元素的质量分数为 将该混合气体 7 2 克 3 1 通过灼热足量的氧化铜 可得到铜的质量是 A 3 2 克 B 4 8 克 C 6 4 克 D 8 0 克 分析与提示 分析与提示 本题是根据混合气体中碳元素的质量分数 来确定 CO2和 CO 的质量比 然后确定该定量混合气中 CO 的质量 进而运用 CO 和 CuO 反应的化学方程式 来计算生 成单质铜的质量 在 CO 中 的质量分数为 在 CO2中 C 的质量分数为 C 7 3 28 12 11 3 44 12 设混合气中 CO 的质量为 x CO2的质量为 y 据氧元素质量守恒可得 解得 x y 7 11 3 1 11 3 7 3 yxyx 即混合气中 CO 的质量分数是 7 2 克混合气中含 CO 的质量为 18 7 yx x 克 设生成单质铜的质量为 8 2 18 7 2 7 z CuOCO 2 COCu 28 克 64 克 克 8 2z 解得 z 克 克 克64 8 2 28 克4 6 z 答案 答案 C 例 4 一定质量的 CO2气体通入石灰水中 最多能得到克沉淀 若将上述一定质量的x CO2经 CO2 CO CO2的一系列变化 假定无损耗 再通入定量的石灰水中 最多能得 到克沉淀 则与的关系是 yxy A 2x y B x 2y C x y D 无法确定 分析 分析 高温 CCO2CO2 点燃 2 2OCO 2 2CO 克 克mm2 OHCaCOOHCaCO 2322 m 克 x 克 用心 爱心 专心 2m 克 y克 2x y 选 A 例 5 利用下面提供的实验仪器和药品 设计一套完整的 正确的有关一氧化碳还原性和 二氧化碳化学性质的实验 A a B b c d CD E e f g h i 实验仪器 A B C D E 实验药品 稀盐酸 碳酸钙 氧化铜粉末 浓硫酸 木炭粉 氢氧化钙溶液 请回答下列问题 实验装置正确的连接顺序依次为 用小写字母表示 各反应器中盛装的药品是 A B C D E D 所起的作用是 写出实验中有关的化学反应方程式 I 处逸出的少量气体需要引燃的原因是 分析与提示 分析与提示 根据所给药品 确定有关一氧化碳的还原性实验用 CO 还原 CuO 而 CO 可用 C 和 CO2反应得到 而 CO2又可由 HCl 和 CaCO3制得 二氧化碳的性质实验可以 设计成将 CO2通入 Ca OH 2溶液药品中 浓 H2SO4可以作干燥剂 除去 CO2中含有的水蒸 气 防止在高温下 C 与 H2O 作用生成 CO 和 H2对实验有干扰 所以 整个思路是先制 取 CO2 经浓 H2SO4干燥后 在高温条件下通过灼热 C 粉 得到一氧化碳 再将 CO 通过 灼热氧化铜 将产生的 CO2通入石灰水 少量尾气 CO 引燃排空 答案 答案 e f g c d a b h i CuO C CaCO3和 HCl 浓 H2SO4 2 Ca OH 干燥 CO2 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O CO2 C2CO CuO COCu CO2 高温 CO2 CaCO3 H2O 2CO O22CO2 2 Ca OH 点燃 避免直接排放污染空气 CO 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 含有 CO 与 H2的混合气体 其分子总数为 N 当它们完全燃烧时 需 O2分子数是 用心 爱心 专心 A 2N B N C 0 5N D 无法确定 2 下列物质中 碳元素的化合价相同的一组是 A CO 和 CO2 B CO2和 Na2CO3 C C 和 CO D CO 和 CaCO3 3 下列物质不属于可燃气体的是 A CH4 B CO C O2 D H2 4 除去 CO 中混有的少量 CO2杂质 可将混合气体通过 A 蒸馏水 B 石灰水 C 浓硫酸 D 炽热的炭层 5 下列各组物质中 都能使黑色氧化铜变成红色铜的是 A H2 O2 CO2 B CO CO2 C C H2 CO C D C CO2 O2 6 下列物质中 具有可燃性和还原性的气体单质是 H2 C CO 2 CO A B C D 7 一氧化碳可以用排水法收集是因为它 A 无色 无气味 B 密度比空气小 C 难溶于水 D 能溶于水 8 甲 乙 丙 丁都是含有碳元素的物质 它们有如下关系 1 甲 丙乙 2 乙 丙 3 丁在常温下分解得丙 则甲 高温 2 O 点燃 乙 丙 丁依次是 A C CO CO2 H2CO3 B CO2 CO C H2CO3 C CO C CO2 H2CO3 D CO2 CO C CaCO3 9 某生知道蛋壳的主要成分是 CaCO3后 决定送给妈妈一个 无壳蛋 他取一杯某物 质 将蛋放入其中 则见蛋表面产生气泡 两天后就得到一个无壳蛋 则该杯物质是 A 酒 B 醋 C 酱油 D 食盐水 10 下列物质燃烧后既有 CO2生成 又有水生成的是 A CO B CH4 C CO2 D H2 11 CO 和下列某种气体混合后 氧元素的质量分数是 55 该气体是 A CO2 B NO2 C SO2 D SO3 12 下列关于 CO 的叙述 不正确的是 A 通常情况下 CO 是无色有刺激性气味的气体 B CO 可由 CO2还原制得 C CO 可夺取 CuO 中的氧 故具有氧化性 D CO 可跟人血液里的血红蛋白结合 故有剧毒 13 某混合气体通过灼热氧化铜反应后 将生成的无色无味气体通入澄清石灰水中 产 生白色沉淀 则原混合气体 A 一定是 CO B 可能是 CO 和 H2的混合气 C 一定是 CO 和 H2的混合气 D 可能是 CO 和 CO2的混合气 14 一氧化碳和二氧化碳 A 密度都比空气大 B 都是具有还原性的气体 C 都可以用碳与氧气起反应制取 D 都能溶于水 并使紫色石蕊试液变红 用心 爱心 专心 二 填空与简答题 15 一氧化碳是 色 味的气体 溶于水 密度比空气 16 一氧化碳燃烧时发出 色火焰 同时 一氧化碳燃烧的化学方程式为 根据一氧化碳的这一性质 它可以做 17 一氧化碳能跟氧化铜反应 生成铜和二氧化碳 说明一氧化碳具有 性 在该 反应中做 剂 反应的化学方程式为 三 计算题 18 取大理石 16 克 与足量的稀盐酸完全反应 生成的 CO2全部通入澄清石灰水 发现 石灰水增重 4 4 克 试求大理石中 CaCO3的质量分数 19 加热条件下 使足量的 H2与 C