資源簡介

第六單元　碳和碳的氧化物
根據《義務教育化學課程標準(2024年版)》描述編寫
①通過實驗說明二氧化碳的主要性質,并能用化學方程式表示;
②能舉例說明碳單質及碳的氧化物等物質性質的廣泛應用及性質與用途的關系;
③能利用碳單質及其氧化物的性質,分析、解釋一些簡單的化學現象和事實;
④能設計簡單實驗,制備并檢驗二氧化碳。
真題精粹——河南5年真題精選及拓展
考向1 碳單質的性質和用途
1.(2024·河南節選)關于金剛石和石墨的說法中,不正確的是　　　(填字母)。
a.金剛石和石墨都屬于碳的單質
b.石墨轉化為金剛石屬于物理變化
c.它們完全燃燒后的產物都是二氧化碳
d.金剛石和石墨的碳原子排列方式不同
2.(2023·河南節選)碳元素可組成多種單質,下列有關說法不正確的是　　　(填字母)。
a.金剛石的硬度很大
b.每個C60分子是由60個碳原子構成的
c.石墨的導電性良好
d.金剛石、石墨和 C60的碳原子排列方式相同
3.(2023·河南節選) 金剛石和石墨都屬于碳單質,它們的化學性質相似,物理性質卻有很大差異,其原因是　　　(填字母)。
A.構成它們的原子的大小不同
B.兩種物質由不同種原子構成
C.構成它們的原子數目不同
D.兩種物質中碳原子的排列方式不同
考向2 一氧化碳、二氧化碳的性質
4.(2023·河南節選)某同學用下圖裝置(鐵架臺等略去)制取純凈干燥的CO2,并探究CO2的性質。
①A裝置能控制反應的發生和停止,請簡述使反應停止的原理:　 　。
②B裝置中可能發生的反應的化學方程式為　 。
③證明CO2與水發生了化學反應的實驗現象為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
考向3 二氧化碳的實驗室制法
5.(2024·河南節選)實驗室可選用下圖所示裝置制取氣體。若利用B裝置制取CO2,請將開始時所加的試劑分別填寫在圖中相應的虛線框內。
6.(2022·河南)某化學小組選用以下部分裝置制取純凈、干燥的CO2。
(1)寫出A裝置中反應的化學方程式。
(2)若將a、b連接,B裝置中溶液不變渾濁,這是因為CO2中混有什么雜質
(3)為達到實驗目的,所選用裝置的導管接口從左到右的正確連接順序為a接　　　、　　　接　　　、　　　接j。
(4)用F裝置收集CO2,j為進氣口。請將F中的玻璃導管補畫完整。
回歸教材 —— 河南中考核心考點梳理
【單元構建】
【知識清單】
考點1 碳單質的性質和用途　(5年3考)
　　(1)常見的碳單質
碳單質 金剛石 石墨 C60
外觀 無色透明的固體 灰黑色、有金屬光澤的固體,有　　　　　　　　　性 分子形似足球
結構模型
硬度 天然存在的　　　　的物質 　　　　　 質脆
導電性 幾乎不導電 導電 幾乎不導電
用途 制作鉆頭、玻璃刀、裝飾品等 用作電極、鉛筆芯、潤滑劑等 應用于超導材料、醫學及生物等領域
　　金剛石和石墨的物理性質差別大的原因是　　　　　　　　　　　　。
(2)木炭、活性炭
種類 主要物理性質 主要用途
木炭 灰黑色、多孔狀固體,具有　　　　　　 制黑火藥,制活性炭
活性炭 黑色粉末或顆粒狀固體,具有較強的　　　　　　 凈化多種氣體和液體,制作防毒面具
　　①“碳”和“炭”的區別:“碳”是指碳元素、碳單質;而“炭”是由碳單質和少量雜質組成的混合物。
②木炭、活性炭因為具有疏松多孔的結構,所以具有吸附性(活性炭的吸附性更強),吸附性屬于物理性質。
　　(3)碳單質的化學性質和用途
化學性質 化學方程式 用途
穩定性 常溫下化學性質穩定 可制作墨汁
可燃性 充分燃燒:　　　　 　　　　　 不充分燃燒:　　　　　　　　　　　 可作燃料
還原性 與氧化銅反應:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 現象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 與二氧化碳反應:　　　　　　　　　　　　　 用于冶煉金屬
　　①碳還原氧化銅實驗裝置中的酒精燈要加網罩,以使火焰集中并提高溫度。
②碳在反應中得到氧,發生氧化反應,是還原劑,具有還原性;氧化銅在反應中失去氧,發生還原反應,是氧化劑,具有氧化性。
錯誤 正確
金剛石與石墨的物理性質和化學性質都不同 金剛石和石墨的物理性質不完全相同,且它們的化學性質相似
考點2 一氧化碳和二氧化碳的性質和用途　(必考)
　　(1)一氧化碳、二氧化碳的比較
物質 一氧化碳 二氧化碳
物理性質 無色、無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水 無色、無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水
化學性質 ①可燃性(點燃前須先驗純); ②　　　　　; ③毒性 ①不能燃燒,一般也不支持燃燒; ②能和　　　反應生成碳酸; ③能和　　　反應生成鹽和水; ④能和碳單質反應; ⑤能參與光合作用
主要用途 作燃料、冶煉金屬 滅火、制汽水、作制冷劑、人工降雨、作氣體肥料
　　(2)一氧化碳與二氧化碳的鑒別
試劑或方法 操作 現象與結論
澄清 石灰水 將氣體分別通入澄清石灰水中 能使澄清石灰水變渾濁的是　　　　　　　
無明顯現象的是　　　　　　　
點燃法 將氣體分別在空氣中點燃 能燃燒的是　　　　　　　
不能燃燒的是　　　　　　　
紫色石 蕊溶液 將氣體分別通入紫色石蕊溶液中 能使紫色石蕊溶液變紅的是　　　　　　　
無明顯現象的是　　　　　　　
還原氧 化銅法 將氣體分別通過灼熱的氧化銅 出現黑色粉末變紅現象的是　　　　　　　
無明顯現象的是　　　　　　　
　　涉及一氧化碳與二氧化碳的混合物的除雜(括號內為雜質)
混合物 方法
CO2(CO) 通過灼熱的氧化銅
CO2(HCl) 通過飽和的碳酸氫鈉溶液,再通過濃硫酸
CO2(H2O) 通過濃硫酸
CO(CO2) 通過足量的氫氧化鈉溶液,再通過濃硫酸
　　用點燃的方法不能除去二氧化碳中的一氧化碳,在氣體混合物中,一氧化碳屬于雜質,其含量不會很多,而二氧化碳不支持燃燒,因此,不能將其中的一氧化碳點燃。
【核心突破】
重難點一、一氧化碳和二氧化碳的性質
(2023·鶴壁模擬)碳的氧化物有二氧化碳和一氧化碳兩種,下列關于二者的說法不正確的是 (　　)
A.二者組成元素相同,但分子構成不同
B.二氧化碳和一氧化碳可以相互轉化
C.二氧化碳和一氧化碳都能用濃硫酸干燥
D.除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳的方法是將一氧化碳點燃
[思維破冰]　A.二氧化碳和一氧化碳都是由碳、氧元素組成的,組成元素相同。二氧化碳由二氧化碳分子構成,一氧化碳由一氧化碳分子構成,分子構成不同,正確。B.二氧化碳和一氧化碳可以相互轉化,二氧化碳和碳在高溫的條件下反應生成一氧化碳,一氧化碳與氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳,正確。C.濃硫酸具有吸水性,不和二氧化碳、一氧化碳反應,二氧化碳和一氧化碳都能用濃硫酸干燥,正確。D.二氧化碳不支持燃燒也不可燃,無法點燃二氧化碳中少量的一氧化碳,錯誤,符合題意。
CO和CO2的除雜方法
　　一氧化碳中混有二氧化碳時,可用熟石灰或氫氧化鈉溶液除去二氧化碳;二氧化碳中混有一氧化碳時,可通過灼熱的氧化銅除去一氧化碳。
下圖是一氧化碳還原氧化鐵的裝置。以下說法正確的是 (　　)
A.實驗開始時先加熱,后通入一氧化碳
B.反應結束后B裝置中的溶質只有一種
C.該裝置缺少尾氣處理裝置
D.該實驗能夠說明玻璃管中發生了化學變化的部分證據是固體粉末由紅棕色逐漸變為黑色
實驗探究 —— 學科核心素養提升
【圍繞課標】
必做實驗3　二氧化碳的實驗室制取
【實驗目的】學習組裝石灰石(或大理石)與鹽酸反應制取二氧化碳的實驗裝置,并能制取和收集二氧化碳。
【實驗過程】
實驗 用品 實驗儀器 燒杯、集氣瓶、錐形瓶、導管、乳膠管、雙孔橡膠塞、長頸漏斗、毛玻璃片、鑷子等
實驗試劑 大理石(或石灰石)、稀鹽酸、澄清石灰水
反應原理 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
發生 裝置 裝置 選擇依據:反應物的狀態和反應條件
A.　　B.　　C.　　D.
類型 固液不加熱型
裝置優點 A 裝置簡單 注意事項 加入的試劑不能太多,防止　 　
B 　　　　　　　　　　 長頸漏斗末端要伸入液面以下,防止　 　
C 　　　　　　　　　　 　 分液漏斗末端不伸入液面以下
D 　　　　　　　　　　　　　　 大理石或石灰石放在　　　　　　　　　　
收集 裝置 裝置 選擇依據:氣體的　　　　、溶解性及能否與水反應
向上排空氣法
注意事項 導管要伸入集氣瓶底部,目的是　　　　　　　　　　　　
實驗步驟 以裝置B制取二氧化碳為例: 1.查:連接好裝置后,先檢查　　　　　　　　; 2.裝:在錐形瓶中加入少量大理石(或石灰石),再從長頸漏斗中注入稀鹽酸(先固后液); 3.收:用集氣瓶收集產生的二氧化碳氣體; 4.檢:用燃著的木條檢驗二氧化碳是否收集滿
注意事項:1.不能使用濃鹽酸,因為濃鹽酸具有　　　　　　　,會揮發出氯化氫氣體,導致收集的氣體不純;2.不能使用稀硫酸,因為稀硫酸與碳酸鈣反應生成微溶性的硫酸鈣,覆蓋在大理石(或石灰石)表面,阻止反應進行;3.不能用碳酸鈉(或碳酸鉀)粉末代替大理石(或石灰石),因為碳酸鈉(或碳酸鉀)是粉末狀固體,與稀鹽酸接觸面積大,反應劇烈,不便于控制反應速率及氣體的收集
檢驗 將產生的氣體通入　　　　　　　　　中,若觀察到　　　　　　　　　　　,則證明該氣體是二氧化碳
驗滿 將燃著的木條放到　　　　　　,若木條熄滅,則證明已收集滿
【實驗分析與評價】
(1)在實驗中發現二氧化碳收集不滿,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,解決方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)檢驗二氧化碳時,澄清石灰水始終未變渾濁,可能的原因是　 　。
【實驗拓展】
　　一、裝置的創新
同學們在實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳,并對制取裝置進行了改進(如下圖所示),其中B裝置具有的優點是　　　　　　　　　　　　　　。
　　二、多功能瓶的使用
圖1　 　　圖2
1.排空氣法收集二氧化碳
用圖1裝置收集二氧化碳,氣體應從導管　　　　　(選填“a”或“b”)端通入;若利用圖2裝置收集二氧化碳,二氧化碳應從導管　　　　　(選填“c”或“d”)端通入。
2.二氧化碳的驗滿
用圖1裝置收集二氧化碳,檢驗氣體已經收集滿的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若利用圖2裝置收集二氧化碳,檢驗氣體已經收集滿的方法是　　 　。
3.二氧化碳的除雜、干燥
制取的二氧化碳中往往含有水分和氯化氫氣體。
①除雜:先用　　　　　　　　　　除去HCl氣體。
②干燥:再通過盛有　　　　　　的裝置進行干燥,不能用堿性干燥劑。
　　三、易錯警示
檢驗二氧化碳一定要用　　　　　　　,不能用燃著的木條,因為能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是CO2,還有可能是N2、稀有氣體等其他氣體。
答案
真題精粹
1.b
2.d
3.D
4.①當用彈簧夾夾住橡膠管時,產生的氣體使試管內的壓強增大,液體被壓回長頸漏斗中,與有孔塑料板上的固體試劑分離,反應停止　②NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑　③D裝置中干燥的紫色石蕊試紙不變紅,E裝置中濕潤的紫色石蕊試紙變紅
【解析】①當A裝置用彈簧夾夾住膠皮管時,產生的氣體使試管內壓強增大,液體被壓回長頸漏斗中,與有孔塑料板上的固體試劑分離,反應停止,打開彈簧夾后,固液接觸,反應繼續發生。
②碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,化學方程式為NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
③紫色石蕊溶液遇酸變紅,二氧化碳通過D裝置時,干燥的紫色石蕊試紙不變紅;二氧化碳通過E裝置時,二氧化碳與水反應生成碳酸,濕潤的紫色石蕊試紙變紅。
5.稀鹽酸　大理石(或石灰石)
6.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)氯化氫氣體
(3)f　g　e　d
(4)
【解析】(1)A裝置中的試劑是鹽酸與大理石(其主要成分是碳酸鈣),反應后生成氯化鈣、水和二氧化碳,其化學方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
(2)將a、b連接,B裝置中溶液不變渾濁,這是因為濃鹽酸具有揮發性,揮發出來的氯化氫氣體會先和B裝置中的氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水,而氯化鈣不能與二氧化碳反應,故B裝置中無法生成沉淀,故不會變渾濁。
(3)要收集純凈、干燥的CO2氣體,需將制取的氣體通過D、C裝置,以除去氯化氫氣體和水蒸氣。洗氣裝置一般長管進短管出,故連接的順序應為a接f、g接e、d接j。
(4)收集二氧化碳時,因為二氧化碳的密度比空氣大,因此采用向上排空氣法,所以氣體應從長管通入。
回歸教材
知識清單
考點1
(1)潤滑(或導電)　最硬　很軟　碳原子的排列方式不同
(2)吸附性　吸附性
(3)C+O2CO2　2C+O22CO　C+2CuO2Cu + CO2↑　黑色固體變為紅色,生成一種使澄清石灰水變渾濁的氣體　C + CO22CO
考點2
(1)還原性　水　堿
(2)二氧化碳　一氧化碳　一氧化碳　二氧化碳　二氧化碳　一氧化碳　一氧化碳　二氧化碳
核心突破
例題1
D
變式訓練
D　【解析】A.一氧化碳還原氧化鐵的實驗,實驗開始時先通入一氧化碳排盡裝置中的空氣,防止加熱時發生爆炸,錯誤;B.B裝置中的氫氧化鈉溶液會和生成的二氧化碳反應生成碳酸鈉,但無法確定氫氧化鈉溶液是否反應完全,所以B裝置中的溶質不一定只有一種,錯誤;C.B裝置內的液體被CO壓到C裝置中,CO儲存在B裝置中,不會污染空氣,所以不需要添加尾氣處理裝置,錯誤;D.實驗過程中氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳,可觀察到玻璃管內固體粉末由紅棕色變為黑色,正確。
實驗探究
必做實驗3　二氧化碳的實驗室制取
【實驗過程】CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　可以隨時添加液體試劑　可以控制反應速率　可控制反應的發生與停止　產生氣體的速率太快,不便于收集　產生的氣體從長頸漏斗末端逸出　帶小孔的隔板上　密度　排盡集氣瓶內的空氣　裝置的氣密性　揮發性　澄清石灰水　澄清石灰水變渾濁　集氣瓶口
【實驗分析與評價】(1)試劑的量不足(合理即可)　繼續加入試劑 (合理即可)
(2)石灰水已變質(或鹽酸濃度較大,或二氧化碳中混有氯化氫氣體,合理即可)
【實驗拓展】一、可以控制反應的發生與停止
二、1.a　d　
2.將燃著的木條放在導管b端,若木條熄滅,證明已經收集滿　將燃著的木條放在導管c端,若木條熄滅,證明已經收集滿
3.①飽和碳酸氫鈉溶液　②濃硫酸
三、澄清石灰水

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