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

1、九年化学级九年化学级第七章第七章 碳碳 45 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 45 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：

2、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 C

3、O 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+CO42SOH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，

4、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）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 CO22CO+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 H2O2H2+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

5、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 + CO2CO 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

6、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C5 .78无色、无味气体，有剧毒，比空气轻，难溶于水化学性质 不燃烧也不支持燃烧。 与水作用：H2OCO2H2CO3 与碱作用： CO2Ca(OH)2CaCO3H2O 氧化性： CO2C2CO高温 可燃性：2CO+O22CO2点燃 还原性：3CO+Fe2O32Fe+3CO

7、2高温 CuO+COCu+CO24. 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。CaCO3CaOCO2，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：CO322HCO2H2O，CO2CaCO3H2O2)(OHCa【典型例题典型例题】例 1 用足量氢气

8、、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 +2CuO2CuCO2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 +CuOCuCO221高温 21 CO+ CuO Cu+CO2 （3）求出三种还原剂的相对分子质量之和。 即 )1612( : )1221( :2:2COCHmmm28:6:214:3:1 答案：答案：1:3:14。例 2 将 18 克碳粉和 32 克氧气放在

9、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2OC2CO 12 32 44 xg32y12: x =32:32g, 32:32g = 44:y解得 x= 12g18g, 所以剩余碳：ggg61218解得

10、 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。COm2COn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= 44g22g=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22OCCO224 32 56 g18xy由 24:18g=32:x 解得 x=24g32g所以剩余 O2：32g24g

11、=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22OCO22CO 56 32 88 ng8m即 56: n= 32:8g 解得 n=14g32: 8g= 88:m 解得 m=22g 最后得到的 CO 质量为：42g14g=28g 解法 3： 316332182ggmmoc当碳与 O2完全反应生成 CO 时，4316122ocmm当碳与 O2完全反应生成 CO2时，83216122ocmm83316343 18g 碳与 32g O2完全反应时产物为 CO 和 CO2的混

12、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22OCCO224 32 56 1a1bx xaxba5624563224111xb56321点燃2OC2CO12 32 44 2a2by,4412443212222yaybayb44322 由 gyxgyxgbbgaa3244325632184412562432182121gygx2228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，31通过灼热足量的氧化铜，可得到铜的质量是（ ） A. 3.2 克 B.

13、 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。C7328121134412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 =7:1131)(11373yxyx 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187 yxx（克）设生成单质铜的质量为8 . 21872

14、. 7z CuOCO2COCu28 克 64 克 克 8 . 2z 解得 z克克克648 . 228克4 . 6z 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xCO2经 CO2COCO2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（ ）yxyA. 2x=y B. x=2y C. x=y D. 无法确定分析：分析：，高温CCO2CO2点燃22OCO22CO 克 克mm2 OHCaCOOHCaCO2322)( m 克 x 克 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

15、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。 Aa. . .B.b.c.dCDEefghi 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

16、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 H2SO4，2Ca(OH) 干燥 CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OCO2C2CO，CuO+COCu+CO2高温

17、 CO2CaCO3H2O，2CO+O22CO22Ca(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（ ）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 CaCO33. 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

18、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 2CO 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2O 点燃乙、丙、丁依次是（ ）A. C、CO、CO2

19、、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

20、 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