九年级化学第七章-碳-§4～5-一氧化碳、碳酸钙人教四年制版知识精讲

九年级化学第七章碳§4～5一氧化碳、碳酸钙人教四年制版【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，并生成使澄清石灰水变浑浊的气体。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：①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。②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+3CO24CO+Fe3O43Fe+4CO2c：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+H2b：实验室制法：甲酸脱水的方法。HCOOHH2O+CO↑（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）表1CO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①可燃性：在空气中能燃烧，发出蓝色火焰生成CO22CO+O22CO2②还原性3CO+Fe2O32Fe+3CO2①可燃性：在空气中能燃烧，发出淡蓝色火焰生成H2O2H2+O22H2O②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：H2H2OC+金属氧化物金属+CO2COCO2H2还原CuOC还原CuOCO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：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2CO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，凝固点为无色、无味气体，有剧毒，比空气轻，难溶于水化学性质①不燃烧也不支持燃烧。②与水作用：H2O＋CO2＝H2CO3③与碱作用：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O④氧化性：CO2＋C2CO①可燃性：2CO+O22CO2②还原性：3CO+Fe2O32Fe+3CO2CuO+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。CaCO3CaO＋CO2↑，（生石灰）（熟石灰）与水可制石灰水、石灰乳、石灰浆（3）用途：①建筑上石料；②制生石灰；③制水泥（4）CO32－的检验：①药品：稀盐酸，澄清的石灰水②现象：产生大量气泡，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。③原理：CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O，CO2＋＝CaCO3↓＋H2O【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：（1）先写出正确的化学方程式：H2+CuOCu+H2OC+2CuO2Cu＋CO2↑CO+CuOCu+CO2（2）将的系数都变成1，调整其他物质系数：H2+CuOCu+H2OC+CuOCu＋CO2↑CO+CuOCu+CO2（3）求出三种还原剂的相对分子质量之和。即答案：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：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。则有12324412:x=32:32g,32:32g=44:y解得x=12g<18g,所以剩余碳：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。则有441256即12:6g=56:m解得m=28g12:6g=44:n解得n=22g最后得到的CO2=44g－22g=22g答：产物为CO2和CO，其质量分别为22克和28克。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的质量为y。则有243256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563288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：42g－14g=28g解法3：∵当碳与O2完全反应生成CO时，当碳与O2完全反应生成CO2时，∴18g碳与32gO2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b2243256123244由[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，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：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。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（克）设生成单质铜的质量为28克64克克解得答案：。[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（）A.2x=yB.x=2yC.x=yD.无法确定分析：∵，克克∴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。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：①实验装置正确的连接顺序依次为（用小写字母表示）②各反应器中盛装的药品是ABCDE③D所起的作用是④写出实验中有关的化学反应方程式___，___，，。⑤I处逸出的少量气体需要引燃的原因是。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：①e、f、g、c、d、a、b、h、i②CuO，C，CaCO3和HCl，浓H2SO4，③干燥CO2④CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OCO2＋C2CO，CuO+COCu+CO2CO2＋＝CaCO3↓＋H2O，2CO+O22CO2⑤避免直接排放污染空气。【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.2NB.NC.0.5ND.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CO2B.CO2和Na2CO3C.C和COD.CO和CaCO33.下列物质不属于可燃气体的是（）A.CH4B.COC.O2D.H24.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、CO2B.CO、CO2、CC.H2、CO、CD.C、CO2、O26.下列物质中，具有可燃性和还原性的气体单质是（）①H2②C③CO④A.①②③B.①②C.①D.①②④7.一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、乙、丙、丁依次是（）A.C、CO、CO2、H2CO3 B.CO2、CO、C、H2CO3C.CO、C、CO2、H2CO3 D.CO2、CO、C、CaCO39.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.COB.CH4C.CO2D.H211.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.CO2B.NO2C.SO2D.SO312.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COB.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.加热条件