資源簡介

第3講　碳和碳的氧化物
命題點1　碳單質的性質和用途
1.下列有關碳的性質和用途，對應不合理的是(　　)
A.金剛石切割玻璃——硬度大
B.焦炭冶煉金屬——還原性
C.活性炭除色素——吸附性
D.石墨作電極——質軟
2.(易錯易混)下列說法正確的是(　　)
A.金剛石、石墨、C60均為由原子構成的物質
B.木炭、活性炭、焦炭、炭黑都屬于碳單質
C.石墨轉化為金剛石屬于化學變化
D.金剛石和石墨物理性質和化學性質均相同
[知識逐點過]
1.碳單質的物理性質及用途
名稱 金剛石 石墨 C60
物理性質 天然存在的最____的物質 質軟，具有優良的____性，有滑膩感
用途 作鉆頭、裁玻璃、制裝飾品等 制作鉛筆芯、石墨電極、潤滑劑等 可能用于超導、催化等領域
說明 由于金剛石、石墨中碳原子的________不同，因此它們的物理性質存在較大差異
【知識補充】活性炭、木炭等主要成分為碳單質
2.碳單質的化學性質及用途
化學性質 結論或化學方程式 用途
穩定性 常溫下，碳的化學性質______ 用墨書寫字畫
可燃性 a.氧氣充足：________________(寫化學方程式，下同) b.氧氣不足：__________________ 作燃料
還原性 a.與二氧化碳反應：__________________(吸熱反應) b.與氧化銅反應：________________； 現象：_____________________________ c.與氧化鐵反應：__________________________； 現象：_____________________________
冶煉金屬
真題演練
1.判斷說法的正誤：金剛石、石墨、活性炭性質相同(2018.4B)(　　)
2.焙燒硅藻土、活性炭都有________的結構，能起到吸附作用。
3.畫作用水墨打底，保存千年而不變色，說明常溫下碳的化學性質_____________。
[拓展訓練]
4.[中華優秀傳統文化]中國古籍文房四寶指的是“筆、墨、紙、硯”，其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性質屬于化學性質的是(　　)
A.可燃性 B.常溫下呈固態 C.難溶于水 D.熔點高
5.金剛石和石墨是常見的碳單質，其結構如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.構成金剛石和石墨的原子大小不同 B.金剛石和石墨中原子排列方式相同
C.1 g金剛石和1 g石墨所含原子數相同 D.金剛石和石墨在氧氣中都不能燃燒
6.石墨、活性炭和木炭在生產生活中有著廣泛的應用。
(1)石墨的用途可以是________(選一個即可，填標號)。
A.用于制鉛筆芯 　　　　B.用作電極 　　　　C.用于切割大理石
(2)活性炭作冰箱除味劑，是利用其________(填“物理”或“化學”)性質。
(3)木炭可用作燃料。木炭充分燃燒的化學方程式為________________________。
命題點2　一氧化碳和二氧化碳
1.(易錯易混)下列有關CO和CO2的說法正確的是(　　)
A.CO和CO2組成元素相同，二者化學性質相似
B.CO和CO2都能與水反應，都能使紫色石蕊溶液變紅
C.CO和CO2都能用于冶煉金屬
D.CO和CO2在一定條件下可相互轉化
2.根據下列實驗回答問題。
(1)實驗1中，①②為用紫色石蕊溶液潤濕的紙花。能說明CO2密度大于空氣的現象是_____________。欲證明CO2能與水反應，還需補充的實驗是____________________。
【教材改編維度】 第2(1)題：關聯整合教材實驗 將教材上傾倒二氧化碳及二氧化碳與水反應的實驗進行整合，用一個裝置進行兩個實驗的分析探究。
(2)分別用等量水和NaOH溶液進行實驗2，驗證CO2能與NaOH反應。實驗中加入等量水的目的是________，實驗中可觀察到的現象是____________________________。
[知識逐點過]
1.CO和CO2的物理性質
物質 CO CO2
顏色、氣味、狀態 通常狀況下是無色、無味的氣體 通常狀況下是無色、無味的氣體，固態二氧化碳俗稱______
密度 比空氣略____ 比空氣______
溶解性 難溶于水 能溶于水
2.CO的化學性質及用途
化學性質 化學方程式及現象 用途
可燃性 化學方程式：__________________；現象：燃燒放出大量的熱，火焰呈________色 作燃料
還原性 a.與氧化鐵反應：__________________；現象：____________________ b.與氧化銅反應：__________________；現象：______________________ 冶煉金屬
毒性 一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合，造成生物體內缺氧，嚴重時會危及生命
3.CO2的化學性質及用途
化學性質 不燃燒也不支持燃燒 現象：①____方蠟燭先熄滅，②______方蠟燭后熄滅 結論：CO2③ ______(化學性質)、④______(物理性質)
與水反應 現象：紫色石蕊溶液變⑤___色，加熱后又變為⑥__色 化學方程式：⑦___________、⑧______________
與澄清石灰水 反應 現象：澄清石灰水⑨__________ 化學方程式：⑩_______________(用于檢驗CO2)
與氫氧化鈉溶液反應 現象：甲中試管內液面比乙中試管內液面 ___ 化學方程式： _______(用于吸收或除去CO2)
與碳單質反應 CO2＋C 2CO
能參與光合作用 CO2＋H2O 葡萄糖＋O2
用途 用于滅火、作氣體肥料、作化工原料、制碳酸飲料等，固態二氧化碳可用作制冷劑、人工降雨
4.CO2的制取
5.溫室效應與低碳生活
自然界中的碳氧循環
溫室效應加劇 原因 大氣中________含量過高
緩解加劇的措施 a.控制排放——減少化石燃料的使用，使用清潔能源 b.增強吸收——大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐
低碳生活 概念 所謂“低碳”，就是較低的________的排放
日常做法 減少使用一次性筷子和塑料袋，步行或乘坐公共交通工具出行等
6.CO和CO2的鑒別及除雜
鑒別 與堿反應 通入澄清石灰水中，變渾濁的是①________(填化學式，下同)
與指示劑作用 通入紫色石蕊溶液中，變紅的是②________
與金屬氧化物反應 通過灼熱的氧化銅，有紅色固體生成的是③________
與氧氣反應 能燃燒的是④________
除雜(括號內為雜質) CO2(CO) 通過足量灼熱的⑤________
CO(CO2) 依次通過足量的⑥________溶液、濃硫酸
通過足量灼熱的炭粉
[構建物質網絡]
1.請寫出下列物質的化學式
甲____________　　乙____________
2.請寫出圖中對應標號的化學方程式
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________；
⑦________________________________________________________________________；
⑧________________________________________________________________________。
真題演練
1.如圖所示實驗中，①④為用紫色石蕊溶液潤濕的棉球，②③為浸過紫色石蕊溶液的干燥棉球。下列能準確描述實現現象的是(　　)
A.④比①先變紅，②③不變紅
B.①比④先變紅，②③不變紅
C.④變紅，①②③不變紅
D.①變紅，②③④不變紅
[拓展訓練]
2.下列行為不符合“低碳”理念的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.自備購物布袋
B.按需取餐不浪費
C.減少使用一次性餐具
D.教室人空未關燈
3.下列有關實驗的說法錯誤的是(　　)
A.碟子底部變黑，說明蠟燭中含有碳元素 B.紙天平向右傾斜，說明二氧化碳的密度比空氣大
C.加熱后溶液由紅變紫，說明碳酸不穩定 D.該裝置能檢驗某未知氣體是否為二氧化碳
4.自然界中碳循環、氧循環如圖，下列說法正確的是(　　)
A.植物呼吸作用放出氧氣
B.化石燃料燃燒會大幅降低大氣中氧氣含量
C.植物光合作用可以將大氣中CO2全部吸收
D.碳、氧循環失衡會導致人類生存環境惡化
5.下列從不同思維角度對CO和CO2的認識錯誤的是(　　)
A.構成：一個二氧化碳分子比一個一氧化碳分子多一個氧原子
B.性質：通常情況下，CO2不支持燃燒；CO支持燃燒
C.用途：固態CO2可用于人工降雨；CO可作燃料
D.危害：CO2無毒；CO易與血液中的血紅蛋白結合引起中毒
6.生活中含碳物質種類繁多、應用廣泛。根據如圖回答問題。
(1)圖1中的物質類別未包括________(填字母)。
a.酸 b.堿 c.鹽 d.有機物
(2)寫出圖1中屬于分解反應的化學方程式________________________(寫一個即可)。
(3)寫出圖1中可用于鑒別一氧化碳和二氧化碳的反應是________(填序號)。
(4)上述轉化⑦的一個用途是________________。
(5)小明按如圖2進行趣味實驗，將U形管開口端放入燒杯內，觀察到溶液進入U形管并流入另一端。
①燒杯內溶液呈________色。
②U形管開口端放入燒杯后，管內氣體壓強_____(填“增大”“不變”或“減小”)，溶液在管內上升并流入另一端。
7.已知草酸鈣(CaC2O4)加熱易分解：CaC2O4 CaO＋CO↑＋CO2↑。為驗證分解產物中既有CO又有CO2，小明設計如下實驗裝置?；卮鹣铝袉栴}。
(1)B中實驗現象是______________。
(2)Fe2O3中鐵元素化合價為________，寫出其在D中發生反應的化學方程式_________________________。
(3)小華認為，在D裝置后再增加裝置B才能驗證CO的存在，小明認為不加裝置B就可驗證，小明的理由是______________________________________________________。
(4)從環保的角度考慮，該實驗裝置的不足之處是________________________________。
第3講　碳和碳的氧化物
[基礎訓練]
1.下列關于碳單質的說法中正確的是(　　)
A.硬度都很大
B.都可用于制造鉛筆芯
C.都是黑色固體
D.常溫下化學性質都不活潑
2.關于碳及其化合物的說法正確的是(　　)
A.一氧化碳有還原性、毒性
B.二氧化碳是一種污染性氣體
C.含碳化合物屬于有機物
D.活性炭具有吸附性，木炭沒有吸附性
3.下列實驗操作不能達到目的的是 (　　)
選項 A B C D
目的及操作 鑒別CO2、CO 鑒別CO2、CO 除去CO2 除去CO
【易錯剖析】 第3D題 易錯點：只根據CO能與O2在點燃條件生成CO2的性質判斷方案是否正確，忽略了CO2中含有少量CO時，CO不能被點燃。 避錯指南：除雜時，不僅要考慮需除去的物質，還要考慮待保留的物質，需結合兩者的性質設計方案，確保需除去的物質被轉化且待保留的物質不受影響。由此，此題可設計“將氣體通入灼熱的氧化銅”等方法除去CO2中的CO。
4.碳元素是組成物質種類最多的元素，許多含碳元素的物質都與生活息息相關。
(1)金剛石、石墨、C60均是由碳元素組成的單質，其中由分子構成的是________。
(2)CO可作燃料，其完全燃燒的化學方程式為__________________________。
(3)明代《天工開物》中，提到有關墨的制作方法：凡墨，燒煙凝質而為之?！盁煛弊羁赡苁莀_______ (填“木炭”“炭黑”或“石墨”)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)二氧化碳可用于滅火是利用其具有________________________________的性質。
(5)生活中可減少二氧化碳排放的做法有________________________________。
5.根據如圖實驗裝置，回答問題：
圖1
(1)圖1中標有①的儀器名稱為________。
(2)實驗室用石灰石和稀鹽酸制取純凈、干燥的二氧化碳，反應的化學方程式為________________________，請從圖1中選擇所需裝置，所選裝置接口字母連接順序為________。
(3)不使用塊狀石灰石和稀硫酸制取二氧化碳的原因是______________________________________________。
(4)[新考法][創新裝置]同學們利用制取的二氧化碳進行圖2所示的二氧化碳性質探究實驗。
圖2
①可證明 CO2能與水反應的現象是________________，密度比空氣大的現象是____________。
②燃著的木條熄滅，由此可得出CO2具有的性質是____________________。
6.減少CO2排放、實現碳中和已成為全球共識，碳封存、碳捕集、碳循環是實現碳中和的主要途徑。
探究一：碳封存。將 CO2注入油氣層起到驅油作用，既提高油的采收率，又實現碳封存。
圖1
(1)用圖1裝置模擬油氣田封存 CO2。連接 A、B裝置，將 CO2從______端(填“a”或 “b”)通入裝有油的廣口瓶中封存，油被壓入燒杯中。
探究二：碳捕集。小組同學探究酸、堿和鹽的性質及 CO2的捕集。
【設計與實驗】甲同學設計如圖2裝置(夾持儀器已省略)，檢查裝置氣密性，裝入藥品如圖所示，關閉 k1、k2、k3。打開 k1，向裝滿 CO2的燒瓶 C中注入 50 mLNaOH溶液，再關閉 k1；打開 k2，觀察到D中部分液體進入 C中，有白色沉淀產生，再關閉 k2。
圖2
【實驗結論】 CO2能與 NaOH反應。
【交流與討論】(2)乙同學認為甲同學得出結論的證據不足，理由是________________。
(3)[新考法][過程開放]在甲同學實驗后，乙同學取 C中物質進行了補充實驗，經分析判斷，證明了 CO2能與 NaOH反應。則乙同學的方案是________________________(寫出實驗操作和現象)。
(4)用 NaOH溶液“捕集 CO2”的化學方程式為________________________。
【實驗拓展】(5)打開k3，觀察到E中稀鹽酸進入D中，溶液變為無色。
①D中發生反應的化學方程式為______________________________。
②為確定E中稀鹽酸進入 D中反應后的溶質成分(酚酞除外)，下列藥品可選用的有________(填字母序號)。
a.石蕊溶液 b.CuSO4溶液 c.AgNO3溶液 d.Fe2O3固體
(6)通過探究二，可歸納出堿的化學性質有____________________________。
【解題有策略】 第6題探究二 排除含干擾物的物質檢驗方法 解題對策如下： 第1步：找出需檢驗的物質和干擾物質：如本題的實質是檢驗C中是否存在Na2CO3，干擾的物質可能是NaOH或CO2。 第2步：分2種方案說明：①選擇和需檢驗的物質、干擾物質的現象不同的試劑，(2)中進入C中的試劑為Ca(OH)2溶液，與Na2CO3和CO2反應的現象均為產生白色沉淀，故得出結論的證據不足。而(3)中設計方案時則可取C中的溶液，選取與Na2CO3和NaOH混合現象不同的BaCl2溶液等驗證CO2能與NaOH反應。②先除去干擾離子，再證明需檢驗的離子，注意此過程不能引入需檢驗的離子，如堿變質程度的驗證中可利用氯化鈣等先除去CO，再檢驗OH－是否存在。
探究三：碳循環。利用 CO2與 H2反應，產生有應用價值的液體有機物，屬于碳中和技術。
(7)利用 CO2與 H2在一定條件下反應生成甲醇(CH3OH)和水，反應的化學方程式為__________________。
[綜合提升]
7.碳及其化合物存在如下轉化關系：C→CO CO2 X(“→”表示一種物質會一步轉化成另一種物質)。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.由 C轉化為 CO2的過程中碳元素的化合價依次升高
B.CO只能通過與 O2反應轉化為 CO2
C.CO2可通過與 C反應轉化為 CO，化學方程式為 C＋CO2 2CO
D.X可能是酸或鹽
【教材改編維度】 第7題 變轉化圖呈現方式：改變教材習題中物質間的轉化關系圖的呈現方式，且部分物質未給出。
第3講
命題點1
1.D　2.C
知識逐點過
1.硬　導電　排列方式
2.不活潑(或穩定)　C＋O2 CO2　2C＋O2 2CO
C＋CO2 2CO　C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
黑色固體逐漸變紅　3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑
紅棕色固體逐漸變黑
真題演練
1.×
2.疏松多孔
3.不活潑(或穩定)
4.A　5.C
6.(1)A(或B)　(2)物理　(3)C＋O2 CO2
命題點2
1.D　
2.(1)通入CO2后，②處紙花先變紅，①處紙花后變紅　將二氧化碳傾倒在干燥的紫色石蕊紙花上(合理即可)
(2)作對照實驗　氣球均變大，且注入氫氧化鈉溶液時的氣球比注入水時變得更大
知識逐點過
1.干冰　小　大
2.2CO＋O2 2CO2　藍　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
紅棕色固體逐漸變黑　CO＋CuO Cu＋CO2　黑色固體逐漸變紅
3.①下?、谏稀、鄄蝗紵膊恢С秩紵、苊芏缺瓤諝獯蟆、菁t　⑥紫　
⑦H2O＋CO2=== H2CO3　⑧H2CO3 H2O＋CO2↑　⑨變渾濁?、釩a(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　
高　
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
5.二氧化碳(或CO2)　二氧化碳(或CO2)
6.①CO2?、贑O2?、跜O?、蹸O?、軨uO(合理即可)　⑥NaOH
構建物質網絡
1.Na2CO3　CO
2.④2HCl＋Na2CO3=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑(合理即可)
⑤CaCl2＋Na2CO3=== 2NaCl＋CaCO3↓(合理即可)
⑦C2H5OH＋3O2 2CO2＋3H2O
⑧CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O
真題演練
1.A　2.D　3.D　4.D　5.B
6.(1)b 　(2)CaCO3 CaO＋CO2↑(或H2CO3 === H2O＋CO2↑)　(3)⑤　(4)制碳酸飲料(合理即可)
(5)①紅　②減小
7.(1)澄清石灰水變渾濁　(2)＋3　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
(3)D中玻璃管內觀察到紅棕色粉末變黑，即可證明有CO存在(合理即可)　(4)缺少尾氣處理裝置(合理即可)

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