第2講碳和碳的氧化物 知識結(jié)構(gòu) 知識梳理 考點1碳單質(zhì)的性質(zhì)和用途1 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 1 金剛石 石墨和C60 硬 軟 滑膩 導電 鉛筆芯 碳原子的排列方式 2 木炭 活性炭 焦炭和炭黑在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 木炭 焦炭 活性炭 炭黑等物質(zhì)的主要成分是碳單質(zhì) 它們的結(jié)構(gòu)與石墨相似 木炭和活性炭都具有 的結(jié)構(gòu) 因此具有 能力 可以吸附色素和異味 活性炭的吸附作用比木炭的還要強 常用于除去水中的色素和異味 冰箱中的除異味劑 防毒面具里的濾毒罐 制糖工業(yè)的脫色劑等 疏松多孔 吸附 焦炭 用于冶金工業(yè) 炭黑 常用于制造墨 油漆 顏料等 溫馨提示 一種元素可以組成不同種單質(zhì) 石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石 該變化為化學變化 活性炭的吸附性是物理性質(zhì) 2 碳單質(zhì)的化學性質(zhì) 黑 紅 使澄清石灰水變渾濁 要點補充 還原反應 含氧化合物中的氧被奪去的反應 考點2一氧化碳和二氧化碳2 驗證二氧化碳性質(zhì)的實驗 1 傾倒二氧化碳實驗 如圖1 現(xiàn)象 結(jié)論 二氧化碳既不能燃燒 也不支持燃燒 二氧化碳的密度比空氣的大 2 二氧化碳的溶解性實驗 如圖2 現(xiàn)象 軟塑料瓶變癟結(jié)論 二氧化碳能溶于水 兩支蠟燭自下而上依次熄滅 3 二氧化碳與水反應的實驗探究 如圖3 變 酸 不變 水 不變 CO2 將 中的紙花取出 微熱 紙花由 色變?yōu)?色 說明碳酸很不穩(wěn)定 易分解 反應的化學方程式為 紅 紫 4 二氧化碳與氫氧化鈣反應的實驗現(xiàn)象 澄清石灰水變渾濁化學方程式 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O應用 檢驗二氧化碳 3 二氧化碳和一氧化碳的鑒別與除雜 1 鑒別 依據(jù) 兩種氣體的性質(zhì)不同 鑒別方法 a 通入澄清石灰水中 b 通入紫色石蕊溶液中 c 通過灼熱的氧化銅 d 點燃 2 互為雜質(zhì)時的除雜方法 4 C CO CO2的相互轉(zhuǎn)化 相關(guān)化學方程式 考點3二氧化碳的制取1 二氧化碳的工業(yè)制取工業(yè)上常用煅燒石灰石的方法制取CO2 化學方程式為 2 二氧化碳的實驗室制取 詳見實驗突破 考點4二氧化碳對生活和環(huán)境的影響1 二氧化碳對人體健康的影響二氧化碳無毒 但不能 在人員密集的地方應注意通風換氣 在進入久未開啟的菜窖 枯井或深洞之前 必須先做 供給呼吸 燈火試驗 2 碳氧循環(huán)與溫室效應 1 CO2的產(chǎn)生和消耗途徑 如圖 2 溫室效應 形成原因 空氣中的二氧化碳含量過高 加劇的原因 人類消耗的化石燃料能源急劇增加 森林 草地遭到破壞 綠色植物減少等 對環(huán)境的影響 全球氣溫升高 兩級冰川融化 海平面升高 淹沒部分沿海城市 使土地沙漠化 造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)等 減緩措施 a 減少使用煤 石油 天然氣等化石燃料 更多地利用太陽能 風能 地熱能等清潔能源 b 使用節(jié)能產(chǎn)品 倡導低碳經(jīng)濟和低碳生活 控制二氧化碳的排放 c 大力植樹造林 嚴禁亂砍濫伐 3 低碳生活所謂 低碳 就是較少的二氧化碳排放 低碳生活可以理解為減少二氧化碳的排放 就是低能量 低消耗 低開支的生活方式 規(guī)范書寫1 化學式書寫金剛石 氧化銅 碳酸鈣 鹽酸 氯化鈣 一氧化碳 二氧化碳 碳酸鈉 C CuO CaCO3 HCl CaCl2 CO CO2 Na2CO3 2 化學方程式書寫 類型二氧化碳的性質(zhì)和用途 例 如圖所示實驗能夠說明二氧化碳具有的性質(zhì)有 導學號12604004 不能燃燒 不支持燃燒 還原性 密度比空氣大 密度比空氣小A B C D C 及時練習 1 如圖所示實驗中 為用紫色石蕊溶液潤濕的棉球 為用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球 下列能說明CO2密度大于空氣且能與水反應的現(xiàn)象是 導學號12604005 A 比 先變紅 不變紅B 比 先變紅 不變紅C 變紅 不變紅D 變紅 不變紅 A 2 2017杭州改編 小金通過圖示裝置驗證CO2能與NaOH發(fā)生化學反應 推注射器活塞向充滿CO2的集氣瓶中注入過量20 的NaOH溶液 振蕩集氣瓶后打開止水夾 1 打開止水夾后觀察到什么現(xiàn)象 2 反應后將集氣瓶中混合物過濾 所得溶液中除CaCl2外 還存在的溶質(zhì)有 導學號12604006 CaCl2溶液通過導管進入集氣瓶 且集氣瓶原有溶液中出現(xiàn)白色沉淀 合理即可 NaCl NaOH Ca OH 2等 實驗二氧化碳的實驗室制取1 實驗藥品 大理石 或石灰石 和稀鹽酸 注意 藥品的選用應注意 三不代 1 不可用硫酸代替稀鹽酸 因為生成的硫酸鈣微溶于水 覆蓋在碳酸鈣的表面 會阻止碳酸鈣與酸接觸 使反應難以繼續(xù)進行 2 不可用碳酸鉀 碳酸鈉代替石灰石或大理石 因為碳酸鉀 碳酸鈉是粉末狀固體 與稀鹽酸反應速率太快 不利于反應速率的控制和氣體收集 3 不可用濃鹽酸 因為濃鹽酸會揮發(fā)出HCl氣體從而使二氧化碳不純 且影響二氧化碳的性質(zhì)實驗 2 反應原理 用化學方程式表示 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 3 實驗裝置 1 發(fā)生裝置 制取少量CO2的發(fā)生裝置選擇圖A裝置 制取較多CO2的反應裝置選擇圖B裝置 注意 組裝儀器時長頸漏斗要插入液面以下 形成 液封 防止氣體從長頸漏斗中逸出 2 收集裝置 CO2密度比空氣大且能溶于水 所以可采用向上排空氣法收集 選擇圖C裝置 4 實驗步驟茶 檢查裝置氣密性 莊 裝藥品 定 固定儀器 壽 收集 宴 驗滿 5 檢驗及驗滿 1 檢驗 將氣體通入澄清石灰水中 或?qū)⑸倭砍吻迨宜谷爰瘹馄績?nèi)振蕩 若 證明該氣體是CO2 澄清石灰水變渾濁 溫馨提示 不能用燃著的木條檢驗收集的氣體是否為二氧化碳 因為能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳 還有可能是氮氣等 2 驗滿 將燃著的木條放在 若木條立即熄滅 則證明已經(jīng)集滿 集氣瓶瓶口 6 發(fā)生裝置的拓展裝置 可以控制反應的隨時發(fā)生與停止 裝置 通過控制藥品的滴加速度進而控制反應的速率 特別提醒 裝置 控制反應停止的原理 當用彈簧夾夾住膠皮管時 產(chǎn)生的氣體使管內(nèi)壓強增大 液體被壓回長頸漏斗中 與固體反應物脫離 反應便會停止 7 補充 二氧化碳的凈化用稀鹽酸制取CO2時 由于反應過程放出熱量 在氣體制取的過程中還會產(chǎn)生少量HCl氣體 因此在收集前應對CO2進行凈化 除去CO2中的HCl 應用飽和NaHCO3溶液 然后再用濃硫酸干燥 得到干燥 純凈的CO2氣體 其常見的裝置如下 例 2017南陽一模 如圖是實驗室制取氣體的常用裝置 1 請寫出一個實驗室制取氣體的化學方程式 2 B裝置可以制取多種氣體 反應物的狀態(tài)和反應條件需要滿足什么要求 B和C裝置均可制取二氧化碳 其中C裝置的優(yōu)點是什么 3 若用D裝置收集二氧化碳 氣體應從哪個口進 反應物是液體和固體或都是液體 反應條件是常溫 C裝置可以控制反應的速率 氣體應從a口進 命題點1二氧化碳的性質(zhì)和用途1 2014河南17題2分 在充滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH溶液后封口 易拉罐立即變癟 原因是 一會易拉罐又鼓起 因Al與NaOH溶液反應生成H2和NaAlO2 該化學方程式為 CO2與NaOH溶液反應 使得罐內(nèi)氣體減少 壓強減小 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 命題點2二氧化碳的實驗室制取1 2016河南21 2 題1分 如圖是實驗室制取氣體的常用裝置 2 B或C裝置均可作制取CO2的發(fā)生裝置 B的優(yōu)點是能控制反應的發(fā)生和停止 請簡述使B裝置中反應停止的原理 導學號12604007 當用彈簧夾夾緊膠皮管時 產(chǎn)生的氣體使裝置內(nèi)的壓強增大 液體被壓回到長頸漏斗中 與固體反應物脫離 反應便會停止 2 2013河南19 2 題2分 在實驗室中可選擇如圖裝置制取氣體 2 制取CO2的化學方程式為 其發(fā)生裝置可選擇B或C 與B相比較 C的主要優(yōu)點是什么 導學號12604008 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 可通過分液漏斗的開關(guān)控制液體的滴加速度和滴加量 來控制反應的速率 3 2014河南23 2 題3分 化學實驗是進行科學探究的重要方式 2 某化學小組選用以下裝置和藥品進行探究實驗 A中反應的化學方程式為 若將A B連接 A中產(chǎn)生的氣體并不能使B中的溶液變渾濁 這是為什么 若要制取一瓶較為純凈 干燥的CO2 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 導學號12604009 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 濃鹽酸具有揮發(fā)性 A中生成的CO2氣體中混有揮發(fā)出的HCl氣體 HCl氣體與澄清石灰水發(fā)生了反應 g f e d h