碳和碳的氧化物 知识点梳理

2019-12-11 14:58:34

知识与考点

本单元是中考出题的热点,主要内容有:碳的几种单质的物理性质和化学性质及主要用途,C、CO还原氧化铜的探究实验,实验室制取CO2的反应原理、装置、收集方法,CO2的化学性质及用途和“温室效应”。在中考中常以选择题、简答题(探究、拓展、开放)形式出现。

  【知识点网络

金刚石

自然界中最硬的物质,可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。

石墨

最软的矿物之一,有导电性,润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、电车的滑块等

C60

由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。

木炭

活性炭、木炭具有强烈的吸附性

活性碳

炭墨

炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

焦炭

冶铁

稳定性

常温下性质稳定

可燃性

完全燃烧(氧气充足)

生成CO2:C+O2点燃CO2

不完全燃烧(氧气不充足)

生成CO:2C+O2点燃2CO

还原性

C+2CuO高温 2Cu+CO2↑ (置换反应)应用:冶金工业

碳的氧化物

一氧化碳

物理性质

无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰

化学

性质

一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸

与水反应生成碳酸: CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红,

H2CO3 == H2O+ CO2↑碳酸不稳定,易分解

能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应用于检验二氧化碳。

二氧化碳

与灼热的碳反应:C+CO2高温2CO

吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)

工业制法

煅烧石灰石:CaCO3高温CaO+CO2↑

实验室制法

原理

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

装置

固液不加热制气体装置

收集

向上排空气法

验满

用燃着的木条,放在集气瓶口。

检验方法

将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。

用途

灭火 、干冰用于人工降雨、制冷剂、光合、温室肥料

  【典型题例

  

  例1:请认真阅读下列短文,并应用所学过的知识回答问题

  

  氨气(NH3)在通常状况下是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水。其在加热和催化剂存在的条件下,氨气能跟氧气起反应生成一氧化氮和水。在常温下氨气还能跟酸、CaCl2和CuSO4等物质起反应。

  实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨气,其反应的化学方程式:

问:1.实验室制取(不包括收集)氨气的装置,可选用制取____(H2或O2或CO2)的装置。其理由是____,收集氨气可用____法。

  2.若要制得干燥的氨气,可用____做干燥剂。

  3.为防止氨气污染空气,可以用水吸收,应选用下图装置中的____(填序号)。

  
    A    B   C

  解析这是一道信息给予题,考查学生知识迁移能力和解题能力。此题考查对未学过的气体如何选用气体的发生装置、收集方法及尾气处理方法,选用发生装置的依据主要由制取气体的原料状态和反应条件来决定。初中阶段适用于固体与固体之间反应,需要加热制取气体装置(如制氧气);适用于固体和液体之间的反应,需要不加热制取气体装置(如制氢气)。根据题中所给的制取氨气的反应条件、原料状态,应选用与制氧气一样的装置。

  答案:1.O2  反应物为固体与固体,且反应需加热  向下排空气法

  2.氢氧化钠或碱石灰等  3.A  

  例2:水蒸气通过灼热的煤所制得的水煤气,其主要成分是CO、H2,还含有少量的CO2和水蒸气。如用下列装置设计一个实验以证明水煤气中含有CO和H2,试回答:

  

 

 (1)连接上述所有装置的正确顺序是(用甲、乙、丙、丁、戊填入方框内)

  水煤气→□→□→□→□→□→点燃。

  

  (2)气体经过丙、丁、戊装置都应从____进入。

  

  (3)请说出各装置在本实验中的作用:

  甲_____  乙____  丙____  丁____  戊____

  解析考查学生综合素质和解题能力。在检验生成物前要除去干扰物质二氧化碳和水蒸气。气体的除杂通常要把干燥放在最后一步,而水蒸气的检验通常要放在气体之前。气体通过洗气瓶时要“长进短出”。

  答案:(1)丙、戊、甲、乙、丁 (2) 长管

  (3) 甲:在加热条件下还原氧化铜 乙:检验水蒸气 丙:除二氧化碳 丁:检验新生成的二氧化碳 戊:除水蒸气。

  【巩固练习

  

  1.(2008年三明市)在化学的学习中,同学们知道:聚乙烯塑料只含C、H两种元素,如用焚烧方法处理废弃塑料会造成大气污染。化学兴趣小组对聚乙烯塑料在空气中燃烧生成的碳的氧化物物组成进行探究。

  【提出猜想】A. 只有CO2 B. 只有CO C. 既有CO2,也有CO

  【查阅资料】微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸,门立即变蓝;而CO2遇该试纸不变色

  【设计方案】化学兴趣小组在老师的指导下,设计下图所示实验,通过观察装置B、装置C的实验现象,验证猜想。

  【实验探究】请你帮助他们写成实验报告。

实验步骤

实验现象

实验结论及化学方程式

点燃酒精灯加热,随即打开弹簧夹,通入干燥的空气。

观察装置B、装置C中的现象

装置B中的现象是:

装置C中的现象是:

聚乙烯塑料在空气中燃烧,生成碳的氧化物中,既有CO2,也有CO。

装置C中反应的化学方程式为:

  【讨论】

  (1) 根据实验结论,从环保角度考虑,实验中应对尾气进行处理。处理方法是

  (2) 聚乙烯塑料在空气中燃烧,生成物中除了CO2、CO外,还应有的物质是

  2.(2008山东菏泽某同学设计右图所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答:

  (l)该装置存在的一个主要问题是

你的改进方法是

  

(2)实验开始时,是先给氧化铜加热,还是先通人一氧化碳?

  

(3)实验过程中,图中A处能观察到的实验现象是

 

  发生反应的化学方程式为  , ;

 

  B处观察到的实验现象是

  (4)实验过程中,一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜,还可能生成中间产物氧化亚铜(化学式为Cu2O)。如果要对反应后A处残留固体的组成进行探究,试猜想残留固体的组成有哪几种可能?

答案:

1.黄色试纸变蓝;澄清石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O

⑴ 将尾气收集到气囊中(或将尾气点燃)⑵水 (或H2O)

2. (1)缺少尾气的处理装置,而把一氧化碳直接排放到空气中了。

    在出气口处添加一燃着的酒精灯,把未反应的一氧化碳燃烧掉。

  (2)先通入一氧化碳

  (3)黑色的固体逐渐变成亮红色的固体CuO+CO==Cu+CO2澄清的石灰水:变浑浊

  (4)全部为铜; 铜和氧化铜的混合物; 铜和氧化亚铜的混合物;氧化铜、氧化亚铜的

混合物;铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物。