第一部分 第三节 碳和碳的氧化物

第三、四节碳的单质和碳的氧化物考点梳理一、碳的单质

1、碳单质物理性质和用途2、碳单质的化学性质二、碳的氧化物

1、二氧化碳和一氧化碳的性质和用途2、二氧化碳的实验室制法

2.碳的几种单质的物理性质有很大的差异，

原因是

，但它们的化学性质相同。石墨金刚石●要点1碳的单质1.碳的单质主要包括：、和C60，

它们都是由碳元素组成的单质。原子的排列方式不同

要点梳理

碳单质物理性质用途金刚石能作钻探机的钻头石墨作电池的电极作铅笔芯的原料可用于打开生锈的锁活性炭用于防毒面具滤毒罐中C60能用作超导体3.碳单质的物理性质和用途：硬度最大，无色透明的正八面体导电性质软润滑性吸附性在超低温度状态下电阻极小化学式都是——C碳的化学性质(用化学方程式表示)用途常温下化学性质稳定，不易变质可燃性还原性4.碳单质的化学性质和用途：C＋O2CO2点燃2C＋O22CO点燃C＋2CuO2Cu＋CO2↑高温墨水书写档案、作画作燃料冶炼金属，作还原剂(1)图①为碳原子的结构示意图，常温下碳的化学性质

。

(填“活泼”或“不活泼”)。(2)图②③④对应三种碳单质：图②单质的名称是

，

图③单质的名称是

，图④单质的化学式是

。不活泼立体网状结构层状球状金刚石石墨C60【例1】(2013自贡)碳在地壳中含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广。根据所学知识回答：

考题研究

1.(2013兰州)2013年3月，浙江大学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”的说法不正确的是（）AA.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CO2

实战体验

●要点2二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比CO2CO色、味、态密度溶解性毒性可燃性无色、无味、气态无色、无味、气态密度比空气大密度比空气小易溶于水难溶于水无毒有毒,与血红蛋白相结合既不能燃烧也不能支持燃烧可燃火焰呈蓝色吸入过多导致窒息，所以进入地窖要做灯火实验●要点2二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比CO2CO还原性与水反应与碱反应检验方法无还原性有还原性，能还原Fe2O3生成碳酸不与水反应与NaOH反应不与NaOH反应①使澄清石灰水变浑浊②使紫色石蕊溶液变色③使燃着的木条熄灭①检验生成的气体②通过灼热的氧化铜，黑色粉末变红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊CO2

的用途和危害①干冰作制冷剂，用于

。

②CO2可用于灭火，利用了CO2的三条性质：

、、。③CO2可以作为气体肥料的原因：

。④大气中CO2含量增加，造成

。●要点3二氧化碳的用途与危害制冷不能燃烧不能支持燃烧密度比空气大促进植物进行光合作用温室效应●要点4二氧化碳的实验室制法如图是实验室制取CO2

的操作过程，

(2)反应原理(化学方程式)： (3)验证二氧化碳的方法：将气体通入澄清的石灰水中，澄清石灰水

变浑浊证明是二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为：

验满方法是(1)原料名称：和(4)收集CO2

的方法是，因为CO2的密度

且CO2，所以CO2不能用排水法收集。石灰石(大理石)稀盐酸CO2＋Ca(OH)2)CaCO3↓＋H2O将燃烧的木条放在瓶口，若木条熄灭则表示气体已经收集满CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O向上排空气法比空气的大可溶于水●要点7几个需要注意的问题1.实验室中制取二氧化碳时，需要注意三个问题：(1)不用碳酸钠粉末代替石灰石与稀盐酸反应制取CO2的原因是：

(2)不用稀硫酸与石灰石反应制取CO2的原因是：反应生成的CaSO4微溶于水，覆盖在碳酸钙表面阻止反应进一步进行。(3)不用浓盐酸与石灰石反应制取CO2的原因是：浓盐酸有挥发性，导致气体不纯净。

碳酸钠与盐酸反应速度太快，不便控制。2.在实验室中，制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。

确定气体发生装置时，应考虑反应物的状态和反应条件。

确定收集装置时，应考虑生成气体的密度和溶解性。

综上所述，制取CO2可用如图所示的装置。

其中长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，

形成液封，否则生成的气体会从其中逸出。3.构建碳的单质和化合物的关系网络如图放出

本网络图包括9个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化学性质，这是掌握本节内容的关键。其中CO与O2

反应的化学方程式为，该反应(填“吸收”或“放出”)热量。2CO＋O22CO2点燃3.构建碳的单质和化合物的关系网络如图1－4－4：放出

图1－4－4

本网络图包括9个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化学性质，这是掌握本节内容的关键。其中CO与O2

反应的化学方程式为，该反应(填“吸收”或“放出”)热量。

4.含碳元素的化合物大多数是有机化合物，但有机化合物不包括CO、CO2、H2CO3

以及碳酸盐。最简单的有机化合物是甲烷(CH4)，常见的有机化合物有乙醇(C2H5OH)和葡糖糖(C6H12O6)，它们燃烧都生成水和二氧化碳。2CO＋O22CO2点燃考点2二氧化碳的实验室制法【例2】(2013德阳)请根据下列装置回答有关问题：图1－4－6(2)若用上述装置制取二氧化碳，则A中发生反应的化学方程式为若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳气体，其装置接口的

连接顺序是(用接口字母顺序从左至右连接)、、、。

检验二氧化碳是否集满的方法是：。(1)有标号仪器的名称：①为

；②为

。

a

c

b

g用燃着的木条放在集气瓶口CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O锥形瓶水槽2.(2013大连)用以下装置进行气体的实验室制取和性质实验。图1－4－7

实战体验

(1)选择装置A用氯酸钾和二氧化锰制氧气的化学方程式为

，用排水法收集氧气的依据是(2)用装置B制二氧化碳的化学方程式为 ，检验二氧化碳已收集满的方法是 ，长颈漏斗末端位于液面下的原因是。。将带火星的木条放在瓶口，形成液封防止气体逸出

(3)将二氧化碳通入装置C中，紫色石蕊溶液变红的原因用化学方程式表示为

。氧气不易溶于水2KClO32KCl＋3O2↑MnO2△CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑若熄灭证明已满H2O＋CO2H2CO33.请根据图1－4－8中A、B两图回答下列问题。图1－4－8(1)仪器a的名称是。长颈漏斗(2)写出锥形瓶内反应的化学方程式：。(3)锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是。(4)如图1－4－8B所示，将一瓶二氧化碳气体慢慢倒入放着蜡烛的烧杯中，发现上层蜡烛先熄灭，原因是。长颈漏斗下端未伸入液面，造成气体逸出上层燃着的蜡烛先接触倒入的二氧化碳CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑考点3一氧化碳的性质和用途

【例3】(2012丽水)某气体可能由CO、CO2、H2、HCl中的一种或几种组成。为研究其组成，某兴趣小组的同学按如图1－4－9装置进行实验(有些固定装置已经省去)。请回答：图1－4－9

(1)若该气体中含有H2，则能观察到的实验现象是 。 (2)按上述装置进行实验，观察到A处没有明显现象，据此现象，你能确定气体中CO2

的存在吗？若能，请说明理由；若不能，请你在不影响其他气体检验的前提下，对上述装置提出一个简单的改进方案，使实验能确定CO2

是否存在。思路点拨H2

具有还原性，能使CuO

还原为红色光亮的铜，反应的化学方程式为H2＋CuOCu＋H2O。无水硫酸铜遇水变蓝色，实验室根据这一性质检验水的存在。若该气体中含有H2，则能观察到的实验现象是C处黑色粉末变红，D处白色粉末变蓝。△C处黑色粉末变红，D处白色粉末变蓝

本题难点在于：气体中可能含有HCl，如果HCl存在，通过装置A，HCl与Ca(OH)2

发生中和反应，即使气体中含有CO2，通过A时也会没有任何现象。因此，按上述装置进行实验，观察到A处没有明显现象，并不能确定气体中是否存在CO2。应该在A、B之间再增加一个A装置，如果这个装置中石灰水变浑浊，则证明原气体中有CO2；若不变浑浊，则原气体中不含CO2。答案(1)C处黑色粉末变红，D处白色粉末变蓝(2)在A、B装置之间再连接一个装有澄清石灰水的洗气瓶。空气O2CO

4.(2013德州)对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验(如。图1－4－10)，你认为试管A中的物质除木炭与氧化铜外，还包括 (1)根据你所学化学知识猜测：试管A中，除C、CuO外，还可能有物质(用化学式，下同)参与反应。除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的也可以还原氧化铜。写出相应的化学方程式：。要排除环境对该反应的影响，你认