教师初三化学第七讲 碳和碳的氧化物.docx
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教师初三化学第七讲碳和碳的氧化物
第七讲
碳和碳的氧化物
一、碳的几种单质
1、金刚石(C)是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。
2、石墨(C)是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑性。
可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。
注意:
铅笔里面其实不含铅,是石墨和黏土混合而成的混合物。
3、无定形碳:
由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:
焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有强烈的吸附性,但活性炭的吸附作用比木炭要强,如制糖工业利用其来脱色,防毒面具里的滤毒罐也是利用活性炭来吸附毒气。
焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
4、C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,性质很稳定。
5、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:
碳原子的排列不同。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:
分子的构成不同。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1、常温下的化学性质稳定
2、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
3、还原性:
C+2CuO高温2Cu+CO2↑(置换反应)
应用:
冶金工业
现象:
黑色粉末逐渐变成光亮红色,澄清的石灰水变浑浊。
2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路:
(原理、装置、检验)
(1)发生装置:
由反应物状态及反应条件决定:
反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
反应物是固体与液体或液体与液体,不需要加热,制气体时则用制H2的发生装置。
(2)收集方法:
气体的密度及溶解性决定:
难溶于水用排水法收集CO只能用排水法(排空气法易中毒)
密度比空气大用向上排空气法CO2只能用向上排空气法(它能溶于水且与水反应)
密度比空气小用向下排空气法
2、二氧化碳的实验室制法
1)原理:
用石灰石和稀盐酸反应:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
2)选用和过氧化氢制氧气(制氢气)相同的发生装置
3)气体收集方法:
向上排空气法
4)验证方法:
将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:
用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。
证明已集满二氧化碳气体。
3、二氧化碳的工业制法:
煅烧石灰石:
CaCO3高温CaO+CO2↑
【生石灰和水反应可得熟石灰:
CaO+H2O=Ca(OH)2】
4、制取二氧化碳药品选择的探究
①液体不能用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石的表面,使反应逐渐停止。
②也不能用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,挥发出氯化氢气体,而使制得的二氧化碳气体不纯;
③固体不能用碳酸钠代替大理石,因为碳酸钠与盐酸反应太剧烈,使生成的气体不易收集,同时,碳酸钠相对于大理石来说价格较高,不经济。
结论:
在实验室里制取二氧化碳.最佳药品是用大理石或石灰石和稀盐酸反应,二者反应速率适中、药品价格廉价易得,制得的气体比较纯净。
5、实验室制取二氧化碳步骤
一检、二装、三注入、四收集
7、制取二氧化碳的注意事项
(1)在实验前要检验装置的气密性
(2)先放石灰石,后加稀盐酸
(3)长颈漏斗应伸入液面以下
(4)导气管不能伸入太长
(5)应用向上排空气法收集
(6)在集气瓶口盖玻璃片
(7)集气瓶中导管应伸到集气瓶底
(8)不能用稀硫酸代替稀盐酸
四、二氧化碳的性质
1、物理性质:
无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰
2、化学性质:
1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
2)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
3)能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O本反应可用于检验二氧化碳。
4)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)
3、用途:
灭火(灭火器原理:
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)
既利用其物理性质,又利用其化学性质。
干冰用于人工降雨、制冷剂利用其物理性质。
4、危害及防治措施
温室效应——原因:
过多的CO2、O3、CH4、氟氯代烷等
1、减少使用煤、石油、天然气等化石燃料
2、开发新能源如、太阳能、风能、地热等清洁能源。
3、大力植树造林、严禁乱砍滥伐森林。
五、一氧化碳的性质
1、物理性质:
无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
2、化学性质:
(H2、CO、C具有相似的化学性质:
①可燃性②还原性)
1)可燃性:
2CO+O2点燃2CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)
【H2和O2的燃烧火焰是:
发出淡蓝色的火焰;CO和O2的燃烧火焰是:
发出蓝色的
火焰;CH4和O2的燃烧火焰是:
发出明亮的蓝色火焰。
】
2)还原性:
CO+CuO△Cu+CO2【非置换反应】应用:
冶金工业
现象:
黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
记住要领:
一氧化碳早出晚归,酒精灯迟到早退。
尾部酒精灯的作用是处理尾气,防止一氧化碳污染空气。
3)有毒:
吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
※除杂:
CO[CO2]通入石灰水或氢氧化钠溶液
CO2[CO]通过灼热的氧化铜
CaO[CaCO3]煅烧
Cu[CuO]通入一氧化碳并加热
CuO[Cu]在空气中加热
①、_________________________
②、_________________________
③、_________________________
④、_________________________
⑤、_________________________
⑥、_________________________
⑦、_________________________
⑧、_________________________
六、本单元相关的反应方程式
②
⑤
COCaCO3
③
⑥
①
⑦
④
CO2
⑧
CH2CO3
本章重点方程式:
碳与氧气充分燃烧C+O2
CO2
碳与氧气不充分燃烧2C+O2
2CO
碳还原二氧化碳CO2+C
2CO
碳还原氧化铜2CuO+C
2Cu+CO2↑
二氧化碳与水反应生成碳酸CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定分解H2CO3=CO2↑+H2O
二氧化碳是澄清的石灰水变浑浊CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
大理石(石灰石)与稀盐酸制二氧化碳CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
碳酸钠与稀盐酸制二氧化碳Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
高温煅烧石灰石CaCO3
CaO+CO2↑
生石灰变成熟石灰CaO+H2O=Ca(OH)2
一氧化碳还原氧化铜CO+CuO
Cu+CO2
一氧化碳还原氧化铁Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
一氧化碳还原四氧化三铁Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2
甲烷燃烧CH4+2O2
2H2O+CO2
乙醇燃烧C2H5OH+3O2
3H2O+2CO2
巩固练习:
一、选择题:
1.(烟台市)“低碳生活”倡导我们在生活中所耗用的能量、材料要尽量减少,从而减低二氧化碳的排放量。
下列做法不符合“低碳生活”理念的是
(A)教科书循环使用
(B)多用电子邮箱、QQ等即时通讯工具
(C)夏天为了更凉快,把室内空调温度设置到很低
(D)提倡乘坐公共交通工具、骑自行车或步行等出行方式
2.(福州市)下列说法不符合“节能减排、低碳生活”理念的是
A.大量植树造林,禁止乱砍滥伐
B.大量使用一次性塑料餐具
C.开发回收利用二氧化碳的新技术
D.开发和利用风能、太阳能等新能源
3.(雅安市)通过初中化学的学习,我们可以总结或发现许多具有一定规律性的知识。
在下列所给的有关规律的描述中正确的是
A.“碳”是一个大家族,所有物质都含有碳元素
B.所有酸中都一定含有氧元素
C.金属与酸发生置换反应后,溶液的质量都会增加
D.酸、碱、盐之间都能发生复分解反应
4.(重庆市)下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是
A.C可以将CuO中的Cu置换出来B.在一定条件下CO2能够转变成CO
C.CO2能使被石蕊染成紫色的干花变红D.金刚石、石墨和C60都是碳元素的单质
5.(巢湖市)下列措施不符合世博会“节能、环保、低碳”理念的是【 】
A.“阳光谷”上采阳光、下蓄雨水,可给世博园区提供照明用电和生活用水
B.主题馆的东、西两墙种植大面积的生态植物,以吸收二氧化碳
C.用煤发电,以保证充足的电力供应
D.在交通、建筑、生活设施等方面广泛应用新能源技术,以减少化石燃料的使用
6.(达州市)下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是
A.干冰用于人工降雨
B.二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变为蓝色
C.用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D.将燃着的木条伸入集气瓶,火焰立即熄灭,证明瓶内原有气体就是二氧化碳
7.(南通市)下列有关碳及其氧化物的说法错误的是
A.C0与C02可用澄清石灰水区分
B.C0具有还原性,可用于铁的冶炼
C.C02的过多排放可导致酸雨的产生
D.金刚石和石墨结构中碳原子排列方式不同
8、(无锡市)下列做法不符合“低碳环保”理念的是
A.为了节约用纸,两面使用草稿纸
B.为了QQ能够升级,长期把QQ挂在线上
C.为了节约用水,洗菜、淘米后的水用来浇花
D.为了提高资源利用率,分类回收废弃物
9.(泰安市)“吸烟有害健康”,我国政府规定:
从2011年5月1日起,公共室内禁止吸烟。
烟草燃烧释放的物质中,能与血红蛋白结合引起中毒的是
A.一氧化碳B.二氧化碳
C.尼古丁D.焦油
10.(内江市)“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源,从而降低二氧化碳排放的一种时尚生活方式。
下列不符合“低碳生活”这一主题的做法是[]
A.用布袋代替一次性塑料袋购物B.使用节能灯泡,提倡节约用电
C.大力发展风能,减少火力发电D.增加私家车用量,提高生活质量
11.(武汉市)实验室里,用如右图所示装置还原氧化铁的过程中,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。
关于该实验,下列说法错误的是()
A.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
B.实验结束时,玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色,该产物不一定是铁
C.反应后,玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了,证明一定有铁生成
D.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置
12.(湛江市)“节能减排,低碳生活”的主题旨在倡导节约能源和利用清洁能源,减少温室气体二氧化碳的排放。
下列措施中符合该主题的是
A.焚烧废旧塑料解决“白色污染”B.多用煤发电少用风力发电
C.把还未用完的作业本烧掉D.减少使用私家车次数、多乘公交车或骑自行车
13、(襄阳市)金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,下列说法正确的是:
A、它们是同一种物质B、它们碳原子的排列方式不同
C、它们的化学性质不同D、它们的物理性质不同
14.(日照市)2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者。
以石墨为原料,先制备氧化石墨,再经过热还原制备石墨烯。
石墨烯硬度大,导电性能好,有韧性,可弯曲。
下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种单质的叙述错误的是
A.将石墨变成石墨烯发生了化学变化B.四种物质碳原子的排列方式不同
C.四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D.石墨烯是一种新型的有机物
15.(桂林市)下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是
A.都比空气重B.都可以用碳和氧气反应得到
C.都有还原性D.都能和澄清石灰水发生反应
16.(北京市)每年5月31日为世界无烟日。
吸烟有害健康,烟气中的一种有毒气体
A.O2B.N2C.COD.CO2
17.(北京市)汽车尾气中的CO在四氧化三钴(CO3O4)纳米棒的催化作用下,低温即与O2反应生成CO2。
下列关于该反应的说法中,不正确的是
A.反应类型为化合反应B.可降低汽车尾气对大气的污染
C.反应前后CO3O4质量改变
D.反应前后碳元素的化合价改变
18、(2011年浙江杭州,18题)把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中,石蕊试纸不变色。
将CO2气体通人滴有石蕊指示剂的水中,溶液变红色。
再将该溶液敞口加热一段时间,发现溶液的红色褪去,冷却到原温度后,再次通人CO2,溶液又变红色。
上述实验现象不能说明的是
A、CO2能和水发生化学反应B、CO2的水溶液具有酸性
C、以加热能使CO2水溶液的酸性减弱D、CO2具有酸性
19、(2011年浙江义乌,18题)下列物质间的转化可以实现的是(B)
20、(2011年四川南充,9题)下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是
A、干冰用于人工降雨
B、二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变为蓝色
C、用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D、将燃着的木条伸入集气瓶,火焰立即熄灭,证明瓶内原有气体就是二氧化碳
21、(2011年江苏苏州,12题)实验室制备二氧化碳气体的常用方法是
A.煅烧石灰石B.点燃木炭
C.用石灰石与稀盐酸反应D.碳酸分解
22、(2011年广东广州,10题)下列关于O2和CO2的说法正确的是
A.都含有氧元素
B.都是氧化物
C.都含有氧气分子
D.都能使带有火星的木条复燃
23、(2011年广东揭阳,12题)对以下实验的实验现象描述,正确的是
A.铁在空气中燃烧火星四射,生成黑色固体
B.将硫酸铜溶液氢氧化钠溶液混合,产生红褪色沉淀
C.分别点燃一小块纯棉纤维和羊毛纤维,都能产生了烧焦羽毛的气味
D.把点燃的木条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,木条熄灭
24、(2011年浙江舟山,18题)如图所示,某同学为验证空气中含有少量二氧化碳,将大针
筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水,发现石灰水没有变化。
据此,你认为该同学应该
A.继续用大针筒向澄清石灰水压入空气
B.撤去大针筒,用嘴向澄清石灰水吹气
C.得出空气中没有二氧化碳的结论
D.得出空气中含有少量二氧化碳的结论
25、(2011年湖北武汉,6题)下列有关气体的制取装置或实验操作,错误的是()
A、制取氧气的发生装置B、收集氧气
C、检验二氧化碳是否收集满D、验证二氧化碳的水溶液显酸性
26、(2011年山西,7题)下列有关制取干燥的氧气和二氧化碳的实验中错误的是()
A.发生B.干燥C.验满D.收集
27、(2011年湖北黄石,17题)“归纳与比较”是化学学习的主要方法,下列关于CO2与CO的不同点比较错误的是
A.组成:
一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B.性质:
CO2能溶于水,水溶液呈酸性;CO难溶于水,但能燃烧
C.用途:
CO2可用于光合作用、灭火等;CO可做气体燃料,还可用于人工降雨
D.危害:
CO2会造成温室效应;CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
28、(2011年江苏徐州,14题)从化学角度看,下了叙述不正确的是
A.开发清洁新能源可以有效减少和防止酸雨的形成
B.扑灭图书档案火灾最适宜用液态二氧化碳
灭火器
C.在铵态氮肥中加入熟石灰研磨可以闻到刺激性气味
D.常用钢丝球擦洗铝壶可以使其光亮洁净和更耐用
29、(2011年四川广安,33题)科学研究发现:
金星大气层的成分之一是三氧化二碳(C2O3),实验证明三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似。
下列关于三氧化二碳的说法中,不正确的是
A、C2O3能使澄清石灰水变浑浊
B、C2O3在O2中充分燃烧的产物为CO2
C、C2O3在一定条件下能还原氧化铁
D、C2O3中碳的化合价为+3价
二、填空、简答题
1、(2011年山东济宁,2题)用化学方程式解释下列现象:
(1)小颖同学在探究二氧化碳性质时,将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液,石蕊试液
很快变红色,原因是__________________________________;课后清洗仪器时,小颖发现变红的石蕊又变为无色,原因是______________________。
(2)小颖还发现,盛过石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜,形成这层白膜的原因是;
她用少量的稀盐酸将它清洗干净,原理。
(1)CO2+H2O=H2CO3H2CO3=CO2+H2O
(2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
2、(2011年四川泸州,40题)在大自然中,CO2与O2能相互转换,以保持空气成分相对稳定。
(1)空气中氧气的体积分数约为;大气中二氧化碳含量增多会导致效应。
(2)植物通过光合作用,可将二氧化碳转化为氧气,光合作用的化学方程式为:
6CO2+
6X
=C6H12O6+6O2,则X的化学式为。
(1)21%温室
(2)H2O
3、(2011年四川泸州,41题)下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的的实验装置图,试根据题目要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是;装置A中发生的化学方程式为,装置C中观察到的现象是。
(2)装置D中观察到下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,它不能燃烧,也不能支持燃烧。
由此可知,二氧化碳在生活中可用于。
(3)实验室用装置E来收集二氧化碳时,二氧化碳应从(填“c端”或“d端”)通入。
(1)长颈漏斗CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O紫色的石蕊试液变红
(2)灭火(3)c端
4、(2011年山东潍坊,24题)根据下列实验装置图回答问题:
(1)请填写标号仪器的名称:
a、,b。
(2)检验装置B的气密性的方法是:
从高锰酸钾制取氧气后的剩余物中提取二氧化锰的过程是、过滤、洗涤、干燥。
如用右图装置收集O2,气体应从进入(填接口序号)
(4)实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置是(填装置代号)。
组装仪器时连接玻璃管和橡皮管的方法是先把玻璃管口然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。
(1)a、酒精灯b、锥形瓶
(2)先打开止水夹,向漏斗中加水至液面淹没漏斗下端;在关闭止水夹,继续加水后,观察液面是否变化(其他合理答案也得分)(3)溶解②
(4)B、C用水润湿
5、(2011年江苏盐城,17题)根据下列装置图回答问题。
⑴写出图中标示仪器的名称:
①,②。
⑵用A装置制取O2的化学方程式为,O2可用法收集(写出一种即可,下同)。
该装置还可以用来制取气体。
⑶若按B→C→D→E顺序连接装置,制取O2并进行碳及其氧化物的部分性质实验。
正确的接口顺序为a→b→c→e→d→,实验中C装置处观察到的现象为。
⑷实验结束,应先撤离g处导管,再熄灭酒精灯。
如果先熄灭B、C两处酒精灯,则D中观察到的现象有:
;。
⑴①铁架台;②试管;⑵2H2O2MnO22H2O+O2↑;排水法或向上排空气法;二氧化碳;⑶g→f;黑色木炭粉剧烈燃烧并逐渐减少⑷E中NaOH溶液被吸入;红色石蕊试纸变蓝
6、(2011年浙江丽水,33题)木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史,某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么,提出了猜想:
a.气体产物可能是二氧化碳;
b.气体产物可能是一氧化碳;
c.气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物。
(1)如果猜想a城里,写出气体产物通入澄清石灰水反应的化学方程式。
(2)如果猜想b成立,写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式。
(3)同学们设计了如下图所示装置(铁架台已略去),通过实验探究气体产物的成分。
实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊,C装置中的澄清石灰水不变浑浊由此可得出该气体产物的成分为。
(4)有同学提出,从简约装置、节约实验药品的角度出发,上图装置可进行改进,去掉A、B、C装置,用右图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分,其实验操作是:
将气体通入装置,加热前观察澄清石灰水是否变浑浊:
。
(请你将操作步骤补充完整
(1)Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
(2)C+CuO
Cu+CO↑
(3)二氧化碳和一氧化碳的混合物
(4)先通入气体产物,观察澄清石灰水是否变浑浊,然后加热,再观察黑色粉末是否变成红色。
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- 教师初三化学第七讲 碳和碳的氧化物 教师 初三化学 第七 氧化物