第六单元 碳和碳的氧化物（复习讲义）-2024人教版九年级化学上册（解析版）

第六单元碳和碳的氧化物

复习讲义

A复习目标

1.掌握碳单质（金刖石、石墨、C60）的物理性质、化学性质及用途，理解其物理性质差异的

原因。

2.熟练掌握二氧化碳和一氧化碳的性质（物理性质、化学性质）、用途及相关化学方程式明

夏习目标

确二者的区别与联系。

3理.解碳、二氧化碳、一氧化碳之间的转化关系，能进行相关物质的鉴别、除杂和简单计算。

4.认识二氧化碳发环境的影响（温室效应）及一氧化碳的毒性，树立环保和安全意识。

重占八、、.•

1.碳单质、二氧化碳、一氧化碳的化学性质及相关化学方程式。

2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别、除杂方法及相互转化“

3.碳和一氧化碳的还原性实验及应用。

4.二氧化碳的用途及对环境的影响。

重点和难点

难点：

1碳.和一氧化碳还原性的实验原理、现象及化学方程式书写。

2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别与除杂（尤其是混合气体的分离）。

3.运用本单元知识进行综合计算（如含杂质物质的反应计算）。

4.埋解结构决定性质、性质决定用途的化学思想。

知识体系构建

晌理性如

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破冰/指辑方式不H

1________________决定件理

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化学件*和飘

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决定体现co:可他样；

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■知识点一碳单质的性质和用途

一、碳单质的物理性质比较

石墨C金刚石cC&

碳单质

碳原子枸成碳原子构成C60分子构成

■

微观结

.馨

构

深灰色的有金属光泽不透明的细鳞无色透明的、正八面体形e

物理性

片状固体，耐高温，质地较软，有状的固体。天然存在的最

质形状四足球，很稳定

滑腻感,有良好的导电性。硬的物质。

作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔制装饰品（钻石）、制钻头、用于超导、催化、

用途

芯、做坨烟，作机械高温润滑剂切割大埋石、玻璃材料科学等领域

性质差

金刚石和石墨物理性质差异大的原因:碳原子的排列方式不同

异

*C<o中的60是指：一个Coo分子中含有60个碳原子。

*同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如02和03混合；红磷和白磷混合等）

*同种元素组成的纯净物才是单质。

石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。

r......-.....-.......-.....-...-.........".....;

!特别提醒

:1.一种元素可以组成多种不同的单质。如碳元素形成的单质有金刚石、石墨、C60等氯元素可以组成氯।

I气、臭氧等。同种元素组成的不同单质之间的转化属于化学变化。I

12.金刚石、石墨都是由碳元素形成的单质，但物理性质差异很大因为碳原子的排列方式不同。可见物质1

|的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。;

I..............................-.....-.....................

I■效果检测

I.（24-25九年级下•重庆石柱・期中）从石墨材料中可以剥离出石墨烯，它与金刚石、石墨一样，都只由碳

元素组成。下图是金刚石、石墨C60和石墨烯的微观结构示意图，则①-⑧中关于它们的说法，错误的是（）

金刚石石墨c«,石墨烯

①它们都是单质；

②它们在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳；

③它们的结构中碳原子的排列方式都相同；

④它们的物理性质相异；

⑤它们都是黑色固体；

⑥它们都质软可作润滑剂；

⑦它们的化学性质不同；

⑧一个C&）分子由60个碳原子构成

A.①②④⑧B.③④⑤⑧

C,④®®®D.③⑤⑥⑦

【答案】D

【解析［①金刚石、石墨、Cco和石墨烯都只由碳元素组成，由同种元素组成的纯净物是单质，所以它们都

是单质，正确；

②因为它们都只含碳元素，根据质量守恒定律，在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳，正确；

③从微观结构示意图可以看出，它们的结构中碳原子的排列方式不同，如金刚石中碳原子呈.正四面体网状

结构排列，石墨中碳原子呈层状排列，C60分子由60个碳原子构成足球状结构，石墨烯是由碳原子构成的

二维平面结构，错误；

④由于碳原子排列方式不同，导致它们的物理性质差异很大，如金刚石硬度大，石墨质软等，正确；

⑤金刚石是无色透明的固体，不是黑色固体，错误：

⑥石墨质软可作润滑剂，但金刚石硬度很大，C60和石墨烯也并非都质软可作润滑剂，错误；

⑦它们都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，错误；

⑧由C60的化学式可知，个C60分了由60个碳原了构成，正确。

综上①-⑧中关于它们的说法，错浜的是③⑤⑥⑦。

故选D。

2.（2025•山东青岛•二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和©6。等。下列有关碳单质的说

法中正确的是（）

A.金刚石和石墨都是黑色固体

B.金刚石、石墨、C6G都由原子直接构成

C.碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳

D.金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同

【答案】D

【解析】A、金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色、有金属光泽的固体，说法错误，不符合题意；

B、金刚石、石墨都由碳原子构成，C6G由C#分子构成，说法错误，不符合题意；

C、碳单质具有可燃性，在空气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，说法错误，不符合题

意：

D、金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，符合题意。

故选:Do

■知识点二无定形碳

物质的结构决定性质，性质决定用途。活性炭的吸附性

①木炭和活性炭：有疏松多孔结构,具有吸附性,可吸附色素、异味等。

木炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。红典水

口活性炭

活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具谑毒罐中过滤毒气，

红墨水褪色

制糖工业中白糖脱色,用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。

④焦炭：用于冶炼金属。

⑤炭黑：制造黑色染料•，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。

（碳和炭的区别：“碳”是元素名称，并不指具体某种物质；“炭”表示由碳元素组成的具体物质）

.............................................................................................—

;特别提醒

i木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附功能，可以吸附气体或溶液里的色素。期中孔隙越多，

：跟气体或溶液的接触面积越大，吸附能力越强。吸附过程属于物理变化，吸附性属于物理性质。

L..................................................................................................................................................................................

I■效果检测

1.（24-25八年级下•山东济南•期末）下列物质与其用途的对应关系，不正确的是（）

A.石墨——润滑剂B.金刚石——制作切割工具等

C.活性炭制造掘进机钻头D.炭黑制造蕨素墨水

【答案】C

【解析】A、石墨是一种碳的同素异形体，具有良好的润滑性能。它常被用作面温或高压环境下的润滑剂。

A正确。

B、金刚石是天然存在的最硬物质，也是碳的同素异形体。其极高的硬度使其适合用于制作切割工具、钻

头或研磨材料。B正确。

C、活性炭是一种多孔结构的碳，具有强吸附性，常用于净化空气、水或防毒面具中。C不正确。

D、炭黑是一种无定形碳，颗粒细小，颜色深黑且稳定，常用于制造颜料、橡胶增强剂或墨水。D正确。

故选Co

2.（24-25八年级下•山东淄博・期末）下列对于碳单质的认识不正确的是（）

A.金刚石是天然存在的最硬的物质

B.石墨有金属光泽，能导电，属于金属单质

C.活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味

D.炭黑在常温下性质非常稳定

【答案】B

【解析】A、金刚石为天然存在最硬的物质，该选项认识正确：

B、石墨具有金属光泽，且能导电，但石墨为碳单质，属于非金属单质，该选项认识不正确；

C、活性炭具有疏松多孔的结构，则具有吸附性，能吸附色素和异味，该选项认识正确；

D、炭黑的主要成分为碳，碳单质在常温下化学性质稳定（不易与其他物质反应），则化学性质稳定，该选

项认识正确。

故选Bo

胸识点三碳单质的化学性质

碳的几种单质物理性质各异，而亿学性质却相似。

1.常温下化学性质不活泼（原因:碳原子的最外层电子数为4,不易得失）

用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。

2.可燃性（作燃料）

氧气充足，碳完全燃烧氧气不足，碳不完全燃烧

反应物

C+0--C022C+O2—2C0

质量比3：83：4

反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同

co2co

结论CoTo^\Cm(c)

J__Lm(O2)

84

证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：

应用点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳牛.成，

从而证明该物质含有碳元素。

3.还原性

木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论

生成了红色的铜和二氧化微：

①黑色粉末逐渐变成光亮的红色;

化学方程式：一

②澄清石灰水变浑浊。

C+2CuO迫2Cu+CO2T

实①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因：防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。

验②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提盲温度。

分③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。

析④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气乂被氧化。

析⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应，

4.氧化还原反应

①碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）

碳+某些金属氧化物」A金属单质+CO2T

②氧化还反应分析

”CuO.关丢级元素：有氧化桂：是室化利「被述戚，发生述康反应

C+2CuO晅退2Cu+CO介

1夺取氮元素,有还原性，是还原剂，被氧化,爰生氮化反应

氧化反应：物质结合氧元索的反应。还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。

氧化剂：化反应中提供氧元素的物质,具白氧化性，如CuO；

还原剂：在反应中得到氧元素的物质,具有还原性，如c、CO、H2等：

③碳与二氧化碳反应：C+CO?遹通22co（吸热反应）

④补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。

:易错提醒

j1.相同的元素可以组成不同的物质，如碳元素可以组成金刚石、石墨等多种单质，氢、氧元素可以组成

i水和过氧化氢。因此，判断物质的分类不能只根据元素的种数来判断。

，2.金刚石、石墨、C60等碳单质，物理性质不同，但化学性质相似。

|3.由于碳原子最外层电子数为4,很难得失电子，所以碳单质在常温下化学性质稳定很难与其他物质发

|生化学反应。古代的字画（用墨书写、绘制）能保存至今而不变包，就是因为墨汁中的炭黑常温下化学性

:质稳定。

|4.木炭与氧气反应的现象与氧气的浓度有关如红热的木炭在氧气中比在空气中燃烧剧烈，在充足的氧气

|中反应生成二氧化碳，氧气不充足时反应生成一氧化碳。

I..........................................................................................

IIf效果检测

1.（24-25八年级下•黑龙江绥化•期末）下列说法不能说明碳在常温下化学性质稳定的是（）

A.用碳素墨水书写档案B.古代的水墨画保存百年不褪色

C.钻石恒久远，一颗永流传D.炭雕能吸附室内甲醛

【答案】D

【解析】A、用碳素墨水书写档案，是因为碳在常温下化学性质稳定，能使档案长期保存，该选项能说明；

B、古代的水墨画保存百年不褪色，是因为墨中含碳，碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明；

C、钻石（主要成分是碳）恒久远，一•颗永流传，是因为碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明：

D、炭雕能吸附室内甲醛，是因为活性炭具有吸附性，属「物理性质，与碳的化学性质稳定无关，该选项不

能说明。

故选D。

2.（24-25八年级下•上海黄浦♦期末）《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜

砂入炉，与木炭同煨，火力到时，铜质如流，泻出成蛇”。氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200C左右;

铜的熔点为1083℃o

A

（1）铜砂的主要成分为碱式碳酸铜[Cm（OH）2co3],受热时发生反应的化学方程式为Cs（OH）2co3=

2CUO+H2O+CO21，该反应的基本类型是O

（2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，装置如图所示。写出反应的化学方程式:

试管中观察到的现象是。实验过程中还可能生成一氧化碳的原因是：。

木炭+氧化铜

澄清

—/石灰水

（3）“火力到时，铜质如流，泻出成蛇”，此法冶炼得到的铜不是粉末状而是块状的原因是

【答案】（1）分解反应

（2）C+2CuO-2CU+CO2T黑色固体逐渐变为红色反应生成的二氧化碳能与碳在高温下反

应生成一氧化碳

（3）氧气充足时，炭火温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状

【解析】（1）该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；

（2）木炭和氯化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：

高温小

C+2CuO------2CU+CO2T；

木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，故试管中观察到的现象是：黑色固体逐渐变为红色；

反应生成的二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故实验过程中还可能生成一氧化碳；

（3）氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200C左右：铜的熔点为IO83C。故“火力到时，铜质如流，泻出

成蛇“，是因为氧气充足时，炭火温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状，

故此法冶炼得到的铜不是粉末状而是块状。

胸识点四碳的氧化物

一、二氧化碳性质

1.物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（俗称：干冰）

2.证明二氧化碳的密度大于空气

实验现象

/X将水倒入装满C02的软塑料瓶，旋紧瓶塞，

振荡，软塑料瓶期。

'Lj将C02倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯T分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，

1.•J中,卜面的蜡烛比上面的先熄灭。Q・大气压使瓶子变瘪。

化学性质：①二氧化碳不能燃烧;②不支持燃烧;物理性质：二氧化碳能溶于水

物理性质：密度比空气的大。

生活小贴士：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做红

火实验。

3.证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红）

■T

实验沁;心刊

操作

①干燥的石蕊②干燥的石蕊③把干燥的小花④把用水湿润的石蕊⑤取出实验④取出用

小花上喷水

小花上喷稀醋酸放进C02气体中小花放入CO2气体吹风机烘干

现象变红不变红不变红变红红色变为紫色

稀醋酸能使石蕊水不能使石蕊二氧化碳不能二氧化碳与水反应生

分析碳酸不稳定分解

变红变红使石蕊变红成酸性物质使石蕊变红

碳酸分解生成

C02不显酸性，C02与水反应生成了酸性物质

二氧化碳和水

结论使紫色石蕊试液变成红色

化学方程式：

化学方程式：CO2+H2OH2c03

H2co产H2O+CO2T

4.证明二氧化碳与澄清石灰水反应

操作：将二氧化碳通入澄清石灰水；

现象：澄清石灰水变浑浊：

化学反应力.程式：CCh十Ca（OH”二CaCChl+HzO（用「检验二氧化碳气体）

二、二氧化碳的用途

CO?的用途依据的性质

①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂,用于食品冷

干冰升华吸热（物理变化）

藏、制造舞台雾景、人工降雨。

②灭火①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧；③密度比空气的大

C02是光合作用的原料,能促进光合作用

③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量*

6c0,+6H,Q-77=CHO+60,

■.叶绿体6P6一

④制汽水饮料（碳酸饮料）C02能溶于水;且与水反应生成碳酸

⑤化工原料，制纯碱、尿素等能与多种物质反应

三、自然界碳氢循环自然界碳氢循环

1.二氧化碳对人体健康的影响

空气中二氧化碳的体积分数/%对人体健康的影响

3使人呼吸急促

10使人丧失知觉、呼吸停止，以致死亡

2.自然界的二氧化碳循环

（1）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等；

（2）消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。

3.温室效应

（1）温室效应加剧产生的原因：大气中二氧化碳、甲烷、息氧等温室气体增多；森林因为天灾和人类的乱

砍滥伐，导致CO?的消耗减少，引起全球气候变暧；

（2）危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；引起暴雨、洪水等灾

害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。

4.低碳行动与可持续发展

减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源；促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提

高能源的生产效率和使用效率：大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林：采用物理、化学等方法，捕集、利用

与封存二氧化碳；等等

四、一氧化碳

1.物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。

2.产生：①碳的不完全燃烧，化学方程式2c+02自燃=2C0；②含CO的燃料泄漏。

3.中毒生理过程：CO极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的20（）〜300倍，从而使血红蛋白不

能很好地弓氧气结合，造成生物体内缺氮，严重时会危及生命v

处理方法：

①万一CO中毒了，怎么急救？轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的立即送医院医治。

②万一煤气泄漏，怎么处理？及时关闭阀门，开窗通风。

③冬天用煤火取暖时，应该注意什么？一定要装烟囱，并注意开窗通风，防止中毒。

④用煤炭取暖时，火炉上放一盆水，可以预防中毒吗？不能，因为CO难溶下水

⑤煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体，为什么？便］・泄漏时及时发现，

⑥检查煤气泄漏的时候怎么检漏？用肥出水检验,有气泡产生说明漏气了。

4.可燃性

①纯净的CO安静的燃烧，产生蓝色火焰,用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变变浑

通

②燃烧的化学方程式：2co+02点燃2c程

澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CCh+Ca（0H）2=CaCChJ+hhO

③用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（验纯）o

煤炉底部：C+O2H燃CO2

煤炉中部：C+CO2周温2co

煤炉上口：2co+02点燃2c0?

5.还原性

装置及说明现象及注意事项

A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。

CO+CuO—Cu+CO2

B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。

Ca（OH）2+CO2=CaCO31+H20

C处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。

28+02点燃2c02

（I）澄清石灰水的目的是检验二氧化碳的生成【注意】

（2）右侧洒精灯的作用是点燃尾气，防止污奥空气①先通•氧化碳后加热的原因是：打科装置内的空

其它尾气处理的方法气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆

①用气球收集尾气（图A）②用排水法收集尾气（图炸。

B）③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃②实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷

烧（图C）却的原因是防止热的铜遇到空气又被氧化。

在CO+CuOtCu+CO?中，CO得氧被氧化,CO具有还原性,作还原剂,用途：冶炼金属。

★CO和CCh的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

五、气体的鉴别和除杂

1.鉴别：二氧化碳和一氧化碳

鉴别方法现象及结论

通入澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO2,无明显现象的是co

分别点燃在空气中能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2

通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液变红的是C02,无明显现象的是co

还原金属氧化铜通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO,没有明显现象的是CO2

2.除杂：括号外为主要物场，括号内为杂质,

CO［CO2］通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收Ca（OH）2+CO2=CaCO31+H2O

CO?【CO】通过灼热的氧化铜CO+CuO^Cu+COz

CaO［CaCO3］只能煨烧（不可加盐酸）CaCCh圆迪CaO+CO2T

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1

I易错提醒

I1.干冰不是冰，干冰是二氧化碳的固态形式，冰是固态的水。干冰易升华，能吸收热量从固态直接变成j

:气态。:

，2.二氧化碳在一般情况下不支持燃烧，但对某些物质具有助燃性如镁带能在二氧化碳中燃烧。

|3.二氧化碳通入紫色石淀试液中，紫色石混试液变红。该反应中并不是二氧化碳本身使紫色石茶变红，j

；而是二氧化碳与水反应生成的酸性物质碳酸使石茶试液变红。

i4.生活中人们常用石灰水或石灰浆粉刷墙壁，使墙壁变白，并不是石灰水或石灰浆附着在墙壁上，而是，

|因为其中的主要成分Ca（OH）2与空气中的CO2反应生成白色CaCO3e

15.CO2+C蕤2co中，CO2失去部分氧，发生还原反应，表现出氧化性。

I6.物质的性质决定物质的用途。C（h用于灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了CO2的化学性质；干|

;泳用于人工降雨只利用了它的物理性质。

|7.一氧化碳与二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，由于分子构成不同，两者的化学性质不相同。

:8.一氧化碳排放到空气中，会造成空气污染，二氧化碳则会造成温室效应。

i9CO和82均是无色无味气体，8有毒，82无毒。处于二氧化碳浓度高的环境中，人会出现不适i

|甚至窒息死亡，不是因为二氧化碳有毒，而是由于二氧化碳不能供给呼吸。

■效果检测

1.（2025.陕西咸阳.模拟预测）对于质量相同的CO和C。？，下列说法正确的是（）

A.组成元素不同B.碳原子数目相同

C.所含氧元素的质量比为1:2D.一定条件下可以互相转化

【答案】D

【解析】A、C0和CO2均由碳元素、氧元素组：说法错误，不符合题意；

B、设C0和CO?的质量均为“则质量相同的CO和C0,中所含分子数目之比为W：2=U：7,每个CO

2844

分子和每个CO2分了•都含有1个碳原了・，则质量相同的CO和CO?中所含碳原了数目之比为］上7,即碳原

子数目不同；说法错误，不符合题意；

C、设co和co2的质量均为〃?，则质量相同的co和co2中所含氧元素的质量比为

"7X（称X100%[]]〃[X^x!00%^=11:14；说法错误，不符合题意;

D、一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，二者在一定条件

下可以互相转化；说法正确，符合题意。

故选：D。

2.（24-25八年级卜.・山东淄博・期末）小亮同学利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置，用它探究二

氧化碳的制取和性质（固定装置未画出），图中a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石

蕊的干燥棉花。

（1）最左侧试管内可观察到的现象是一，发生反应的化学方程式为O

（2）右侧玻璃管内观察到a、b、c、d四处中处棉花先变一色，说明二氧化碳具有的物理性质是,

化学性质是（用化学方程式表示）。

【答案】（1）澄清石灰水变浑浊Ca（OH）2+CO2=CaCO,I+H2O

（2）d红密度比空气大CO2+H,O=H.CO.

【解析】（1）①大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳通入

澄清的石灰水中使澄清石灰水变浑浊；

②澄清石灰水变浑浊是因为二氧亿碳与澄清石灰水的溶质氢氧化钙反应，生成水和沉淀碳酸钙，化学方程

式为:Ca（OH）,+CO2=CaCO,I+H?O；

（2）该实验中，a,d为浸有紫色石蕊溶液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，观察到d处棉花

先变红，a处棉花后变红，而b、c棉花不变色。d处先变红，a处后变红，说明二氧化碳先到达d处，这体

现了二氧化碳的密度比空气大这一物理性质；b、c处为干燥棉花，不变红说明二氧化碳不能使干燥的石蕊

变色，a、d处为湿润棉花，变红色说明二氧化碳与水反应生成了使紫色石蕊变红的物质碳酸，体现了二氧

化碳能与水反应的化学性质，化学方程式为：CO,+H2O=H2c。一

■知识点五二氧化碳的制取

一、二氧化碳制取的研究

1.工业制二氧化碳

煨烧石灰石：CaCO3毡妈CaO+CO2T

（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCCh；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca（OH）2俗称熟石灰）

2.实验室制二氧化碳：

（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）

(2)反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2t

①为什么不能用纯的CaCQa或Na2cO3粉末？反应速率太快,不易控制。

②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢（HQ）气体使制得的二氧化碳不纯。

③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSCh覆盖在石灰石表面,阻碍反应的进一步进行。

（3）检验方法:

将制得的气体通入澄清•石灰水，若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳。

（4）验满方法:

用燃着的木条，放在狭气瓶II,木条熄灭,证明二氧化碳气体已经收集满。

二、气体制取的一般思路

1.发生装置

补充改进装置：

块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进，可实现固液的分离和接触,从而控制反应的开始和停止

》1

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.

■二一.Jrn『A

"■带孔隔板1带孔隔板底部破损

■一布袋子的试管

开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗开始：开始：打开弹簧开始：将布袋子开始：将试管

流下，淹没过石灰石，反应开始；打开弹簧夹夹，液体淹没固体浸入溶液中浸入液体中

停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压

停止：停止：关闭弹簧停止：提起布袋停止：提起试

强回流回长颈漏斗，液体液面低于

关闭弹簧夹夹，液体压入左侧子离开液面管离开液面

隔板固液分离，反应停止

2.收集装置

选择依据:

气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断）

排水集气法向上排空气法向下排空气法

适合气体溶解度小适合密度比空气大适合密度比空气小

不与水反应的气体不与空气反应的气体不与空气反应的气体

07山

注意事项：导管口出预!连续均匀的

注意事项：导管伸入集气瓶底部,注意事项：导管伸入集气瓶底部,

气泡时开始收集；虬t瓶口有大量

以保证排尽集气瓶中空气。以保证排尽集气瓶中空气。

气泡往外冒时气功，收集满

ir工f/植物油m卬

X

里C

J1la—)*——-

①所有气体从短管进

②V川出的水-V气体

为防止气体溶解在水中,水面放一

气体进入集气瓶后出现在装置下端气体进入集气瓶后出现在装置上端

层擅物辿隔绝二者；

气体的验满在另•侧出气口气体的验满在另一侧出气口

集气瓶上端若有空气，不影响收集

的气体的体积数据，但是要影响手

机的气体的纯度

实验室制取二氧化碳气体除杂和净化

盐酸具有挥发性，故制得的C02气体中可能混

有少量的HC1气体，--般可用饱和碳酸氢钠溶

液除去CO?中的HC1气体。气体经过饱和碳酸

氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓疏酸有吸水

性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。

易错提醒

1.加入石灰石时，试管应先横放，将药品放在管口后，再缓慢将试管竖立起来，防止砸破管底。

2.注入稀盐酸时，标签向着手心，瓶口紧挨试管口。

3.验满时，燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶内。

4.误将“检验”与“验满”混淆。检验是利用物质的特性或特征现象来证明这种物质。如检验C02可用澄清

石灰水，能够使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2。而验满是已知这种气体，只要用简便方法,

证明集气瓶中已装满此气体。如将燃着的木条放在盛有CO2的集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满。

氧气可以用带火星的木条检验和验满，二者的区别在于带火星的木条所放的位置不同，检验是伸入集气

瓶中，验满是放在集气瓶口处。

效果检测

1.12025•江苏连云港•二模）化学是以实验为基础的学科，下列实验室制取CO2的实验操作正确的是（）

B.CO?的验满

CO2

紫色石

蕊试液

C.CCh的收集D.CO2的检验

【答案】C

【解析】A、该装置中长颈漏斗下端没有伸入到液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，无

法收集到二氧化碳气体，故A错误；

B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，二氧化碳验满的方法是：将熟着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说

明二氧化碳已收集满，故B错误；

C、二氧化碳密度比空气大，能溶于水也与水反应，因此可以采用向上排空气法进行收集，故C正确：

D、检验二氧化碳应将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，故D错误。

故选Co

2.（24-25八年级下•黑龙江哈尔滨•期末）实验室现有稀盐酸、大理石、药匙、银子等实验用品以及下列仪

器，请回答下列问题：

【•制取二氧化碳:

（1）发生反应的化学方程式为o

（2）选用的收集装置是（填字母），不能用另一个攻集装置收集CO?的原囚是,且

能溶于水。

（3）通过对比A、B装置的异同分析，A装置的优点是（填字母）。

A.能随时添加液体试剂B.能控制反应的发生和停止

（4）用所给的某个装置制取较多CO?,从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，一次性加入足量.

（填试剂名称）比较合理。

（5）检查装置气密性的现象如上述E图所示，说明该装置的气密性,用F装置检验CO?气体时,

会观察到澄清石灰水变o

11.拓展实验：

（6）向一个收集满CO?气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3容积的水（如图所示），此时瓶内约1/3容

积的CO?被水（填“溶解”或“排出”）,立即旋紧瓶盖，充分振荡后，观察到瓶子变瘪，证明C。?

【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2T

（2）D二氧化碳能与水反应

（3）A

（4）大理石

（5）良好浑浊

（6）溶解

【解析】（1）根据题干所提供的药品，用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，其原理是碳酸钙与稀盐酸反

应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为CaCO,+ZHCkCaCl+HzO+CO'T：

（2）二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法收集，即装置D：

不选用装置C通过排水法收集二氧化碳的原因是二氧化碳能溶于水目.与水反应；

（3）A、B装置都是固液常温型发生装置，其中A装置的优点是能通过长颈漏斗随时添加液体状剂，故选：

A；

（4）根据题干所提供的药品，用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应

条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A或B,其中A装置能制取较多的气体且能随时添加液

体药品，故选用装置A制取较多CO],则从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，•次性加入足量大埋

石比较合理；

（5）检查装置气密性的现象如E图所示，导管口有气泡冒出，说明该装置的气密性良好；

二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则用F装置检验CO2气体时，会观察到澄清石灰水变浑浊；

（6）向一个收集满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3容积的水，此时瓶内约1/3容积的CO2被水

溶解，立即旋紧瓶盖，充分振荡后，观察到瓶子变瘪，证明C0：气体能溶于水。

■考点一碳单质的性质和用途

【例1】（24-25八年级下•山东济南・期末）碳单质存在的形式多