碳及其氧化物

1、碳及其氧化物 2一、：碳的几种单质1、金刚石（C）是天然存在的最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。2、石墨（C）质软，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极等。3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。木炭是疏松多孔的结构，有吸附性，活性炭的吸附作用更强，如制糖工业利用其来脱色，防毒面具里的滤毒罐也是利用活性炭来吸附毒气。焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。4、C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。注意： 1、铅笔里面其实不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。（H代表Hard，坚硬的；B代

2、表Black，黑的。6B最软，颜色最深；6H最硬，HB软硬适中。）2、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。二、碳单质的化学性质各种单质碳的物理性质差异很大，但它们的化学性质完全相同。1、常温下的化学性质稳定原因：碳原子的最外层有4个电子，既不容易得电子，也不容易失去电子。应用：档案材料一般用碳素墨水书写；古代书画历经百年也安然无恙；木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。2、可燃性：不完全燃烧(氧气不充足)：2C+O22CO 木炭+氧化铜铜铜澄清的石灰水完全燃烧(氧气充足): C+O2CO23、还原性：C+2CuO2Cu+CO2 （置换反应） 应用：冶金工

3、业现象：黑色粉末逐渐变成红色，澄清的石灰水变浑浊。注意： 1、：碳在常温下的化学性质稳定。碳参与的反应条件一般为点燃、高温或加热。2、：可利用碳的还原性将其应用在冶金工业上。三、二氧化碳1、物理性质：无色无味气体，密度比空气大，能溶于水。高压低温下可得固体-干冰。2、化学性质:1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸2)与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红。碳酸不稳定,易分解。H2CO3 = H2O+ CO2 3)能和碱反应生成碳酸盐和水。能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 本反应可用于检验

4、二氧化碳。能和氢氧化钠反应。2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 此反应可用于吸收大量的二氧化碳。4、二氧化碳能与炽热的碳反应，生成一氧化碳。该反应的化学方程式为：CO2+C2CO5、二氧化碳与水被绿色植物利用，而进行光合作用的反应，合成有机物（主要是淀粉）。该反应的化学方程式为：6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。3、用途：灭火（依据：二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大）既利用其物理性质，又利用其化学性质。干冰用于人工降雨、制冷剂利用其物理性质。温室肥料。作制碳酸氢铵、碳酸钠（纯碱）的工业原料。4、二氧化碳对环境的影响二氧化碳对环境的影响，客观地说是两方面的。（1）有利的方面

5、是：它能促进绿色植物进行光合作用，满足人和动物所需的有机物的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环。（2）不利的方面是：二氧化碳含量猛增，导致温室效应。温室效应的危害：全球变暖；地球上的病虫害增加；海平面上升；气候反常；土地沙漠化等。（3）对策：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料 开发新能源如、太阳能、风能、地热等清洁能源。大力植树造林、严禁乱砍滥伐森林。注意： 1、灭火既有其物理性质（密度比空气大），又有其化学性质（不燃烧也不支持燃烧）。2、二氧化碳在与碱反应时，先与水反应生成碳酸；碳酸再与碱反应。所以反应中二氧化碳会转化为碳酸根。反应的类型判断为复分解反应。

6、3、二氧化碳过多排放会引起温室效应，但不是空气污染物，也不形成酸雨。四、一氧化碳的性质1、物理性质：常温下是无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水2、化学性质: （H2、CO、C具有相似的化学性质：可燃性 还原性）1）可燃性：2CO+O22CO2 （可燃性气体点燃前一定要检验纯度） 实验现象：发出蓝色的火焰；生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。2）还原性： CO+CuOCu+CO2 应用：冶金工业 现象：黑色的氧化铜变成红色，石灰水变浑浊。实验操作要领： 实验开始先通气，排净空气再点灯；实验完毕先撤灯，冷却之后再停气。先通后点防爆炸，先撤后停防氧化。一氧化碳有毒性，切记不要排空中。可点可集可

7、利用，都是为防污染生。3）有毒：一氧化碳有毒，会引起煤气中毒。机理：一氧化碳被吸进肺里，与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。 预防：适当通风。注意： 1、CO2与CO都是由碳、氧两种元素组成的，但化学性质截然不同，这是由于它们的分子结构不同而造成的结果。2、可将一氧化碳、氢气、碳的还原性结合在一起进行记忆。3、由于一氧化碳在常温下是气态，更易与反应物接触，所以其还原效果要比碳单质要好。五、自然界中的碳循环：考点突破【典型例题1】如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法错误的是（ ）A这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2B这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排

8、列方式不同C常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼D碳纳米管在室温下能贮存和凝聚大量的H2【典型例题2】如图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是A充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡B在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色C该实验的反应原理为FeO+COFe+CO2D在实验过程中，尾气可以直接排放到空气中【典型例题3】下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。 请回答下列问题：（1）将A、E装置连接收集CO2时，应将A装置的导管a与E装置的导管 （选填“b”或“c”）相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是 。（2）将A、B装置连接，观察到

9、的现象是 ，可验证二氧化碳的性质是 。（3）将A、C装置连接，可验证二氧化碳与氢氧化钙反应，该反应的化学方程式为： 。（4）用E装置收集满一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，观察到的现象时 ，这些现象说明二氧化碳具有的物理性质 ，化学性质 ， 。【典型例题4】自然界中的碳循环对人类活动有重大影响。（1）CO2经光合作用转化为有机物，该过程将太阳能转化为 能。（2）葡萄糖（C6H12O6）完全燃烧的化学方程式为 。（3）若呼吸作用产生的CO2若不能及时排出，滞留在血液中会使血液的pH （填“不变”、“变大”或“变小”）。跟踪训练1、2013年3月，浙江大学

10、实验室里诞生了世界上最轻的材料“碳海绵”。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”的说法中不正确的是()A. 常温下化学性质活泼 B. 具有吸附性C. 在一定条件下可还原氧化铜 D. 在氧气中完全燃烧的产物是CO22、自然界中有几千万种含碳物质，并循环转化。下列说法正确的是()A人的生命活动离不开碳循环 B森林的减少对碳的循环没有影响C金刚石中碳原子间没有间隔 D地下的煤中碳原子是静止不动的3、在公共场所利用“活性碳+超滤膜+紫外线”组合工艺可获得直饮水，其中活性碳的主要作用是()A还原 B导电 C吸附 D消毒4、 “两型”社会，提

11、倡“低碳”生活，下列有关碳及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室内放一盆水能防止一氧化碳中毒C大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用D金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物5、温室效应有功有过，产生温室效应的主要气体是CO2，下列认识错误的是()A.CO2 能使干燥石蕊纸花变红 B.CO2 能使澄清石灰水变浑浊C.“低碳”是指较低的CO2排放 D.温室效应为人类提供了适宜的生存温度6、下列关于碳及其化合物的说法，正确的是()A.CO和CO2都可将氧化铜还原成铜 B. 铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼C.在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒

12、D. CO2的排放不是导致酸雨的原因7、下列关于二氧化碳的说法错误的是()A二氧化碳可用于制碳酸类饮料 B二氧化碳是一种有刺激性气味的有毒气体C干冰可用于人工降雨 D二氧化碳的消耗途径主要是植物的光合作用8、科学研究发现：金星大气层的成分之一是三氧化二碳（C2O3）,实验证明三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳的说法中，正确的是()AC2O3能使澄清石灰水变浑浊 BC2O3在O2中充分燃烧的产物为CO2CC2O3在任何条件下都不能还原氧化铜 DC2O3中碳的化合价为4价9、在实验室中，同学们用如下图装置制取纯净的CO2，下列说法不正确的是()。A中固体反应物也可用Na2CO3

13、固体代替B中没有白色沉淀产生，说明CO2气体中已经不混有HCl气体C中浓H2SO4的作用是吸收CO2气体中混有的H2OD将燃着的小木条放在中的集气瓶口，可以检验集气瓶是否收集满CO210、如图所示是研究植物某一生命活动过程的装置，下列说法错误的是()A该实验可用于检验植物呼吸作用产生CO2B装置甲的作用是吸收鼓入空气中的CO2，避免对实验造成干扰C装置丙中的植物换成萌发的种子，装置丁中也会出现浑浊现象D若装置丙不被遮光，从装置丁出来的气体能使带火星的木条复燃11、二氧化碳是与人类生产、生活有密切关系的气体。（1）甲同学用右图装置对二氧化碳的性质进行验证。打开K，反应一段时间后，观察到装置中烧杯

14、下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是 ，具有的化学性质是 ；观察到装置中澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为 。关闭K，装置中能观察到的现象是 。作为制取二氧化碳的发生装置，装置的优点是 。（2）乙同学利用右图装置验证二氧化碳与水的反应，为说明使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳，应该采取的实验操作顺序是 （填序号，可重复选用）。从b端通氮气 将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中从a端通二氧化碳 从分液漏斗中滴加适量水12、在干冰、一氧化碳、熟石灰、活性炭、酒精等物质中，请选出适当的物质按要求填空：（1）能消除冰箱中异味的物质是 。 （2）能中和酸性土壤的物质是 。（3

15、）能用于人工降雨的物质是 。（4）严禁在公共场所吸烟，是因为在吸烟时会产生有毒气体，其中某种有毒气体是 。13、（2013江苏扬州）科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”，实现碳循环。（1）步骤1的化学方程式为 。（2）为确定步骤2中的碳酸钙是否完全分解，设计的实验步骤为：取少量固体于试管中，滴加过量 溶液，若观察到试管内 ，则分解不完全。（3）上述设想的优点有 （填字母序号）。a原料易得且可循环利用 b充分利用太阳能 c可全地域全天候使用（4）CO2是宝贵的碳氧资源。CO2和H2在一定条件下可合成甲酸（HCOOH），此反应中CO2与H2的分子个数比为 ，若要检验1%甲酸水溶

16、液是否显酸性，能选用的有 。a无色酚酞溶液 b紫色石蕊溶液 cpH试纸（5）请列举CO2的另两种用途 ， 。14、碳及碳的化合物在人类生产生活中应用广泛，随着科技的发展，含碳元素的新材料不断涌现。根据所学知识回答下列问题：（1）关于金刚石、石墨、C60的认识，正确的是 （填序号）。A这三种物质都很软，可作润滑剂； B这三种物质碳原子的排列方式相同；C这三种物质完全燃烧后的产物都是CO2； D这三种物质都能导电。（2）由+4价的碳元素与1价的氢元素形成的化合物的化学式为 。（3）倡导“低碳”生活，让我们积极行动起来。请举一例在日常生活中符合这一主题的做法 。（4）X、Y、Z是初中化学常见的物质，

17、它们之间有如图所示的转化关系。X是有毒气体，Y是不支持燃烧的气体，请回答问题。写出X的化学式 ；写出YZ反应的化学方程式 ；在自然界中，Y转化为O2的主要途径是绿色植物的 。15、多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。（1）根据表1提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。物质用途金刚石切割玻璃石墨作电极活性炭净水对应特征 表1（2）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案资料室发生的火灾，下列说法正确的有 。A液态二氧化碳气化后不会污染档案资料B二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气C液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点（3）过多的二氧化碳加剧了“温室效应”，写出一条减少二氧化碳

18、排放的建议 。（4）二氧化碳是一种宝贵的资源。固定和利用二氧化碳的一个成功范例是：在高温高压下，CO2和NH3可以合成尿素CO（NH2）2，同时生成水。该反应的化学方程式为 。（5）目前，人类以化石燃料为主要能源。化石燃料有煤、 和天然气，它们都属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。（6）天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为 。（7）从表2数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点有 。燃料种类1g物质完全燃烧产生二氧化碳的质量/g放出的热量/kJ甲烷2.7556碳3.673216我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。(1)实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有_(填序号)。A反应物的状态 B气体的密度 C反应的条件 D气体的溶解性(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器：仪器的名称是_。实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时，不可能选择的仪器是_(填序号)。(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化学方程式为：_。为了完成该实验，有四位同学组装了以下发生装置，你认为最合适的一