化学 河北省 第三讲 碳和碳的氧化物

碳单质的性质和用途 1．透明的_________、灰色的_______和足球状的C60都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的____________________不同，因此它们的性质存在着明显差异。2．常见碳单质的物理性质及用途 金刚石 石墨 碳原子排列方式 碳单质 物理性质 用途 金刚石 __无__色透明、正八面体形状的固体，天然存在的最__硬__的物质 ①__钻石__ ②__玻璃刀头__ 石墨 __深灰__色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，质__软__有__滑腻感，具有优良的__导电__性能 可用于制作__铅笔芯__、石墨__电极__、__润滑__剂 C60 以单质形式存在的碳，形似__足球__ 有可能广泛应用于超导材料等领域

3.木炭、活性炭 (1)木炭：具有____________的结构，因此它具有_______能力。可用来吸附一些食品和工业产品里的色素和有异味的物质。 (2)活性炭(高频考点)：吸附作用较木炭强，可用于防毒面具的______罐，制糖工业的脱色剂，城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时也要用到活性炭。 疏松多孔 吸附 滤毒

单质碳的化学性质 1．稳定性：常温下，碳的化学性质__________。 2．可燃性： 不活泼 ①燃烧充分时：____________________； ②燃烧不充分时：__________________，说明了相同反应物在不同条件下生成物可能不同(相同点是均放出热量)。 不活泼

3．还原性： ①与CuO反应：___________________________； ②与Fe2O3反应：___________________________(焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来)； ③与CO2反应：__________________。含氧化合物里的氧被夺去的反应叫____________；上述反应体现了碳的_______性，利用此性质常用于________工业。 还原反应 冶金 还原

防止直立试管内的液体倒吸回试管内，使其破裂 4．碳还原氧化铜的实验： 实验时会观察到试管内的黑色粉末逐渐变成____色，澄清的石灰水________；实验时酒精灯上加网罩的目的是_______________________________________；实验完毕后，要先把导管从直立试管中撤出，然后再熄灭酒精灯，其原因是__________________________________________；然后再等到横卧试管冷却后才能把其内部的粉末倒在纸上观察，其目的是___________________________________________________。 红 变浑浊 使火焰集中并提高温度 防止直立试管内的液体倒吸回试管内，使其破裂 防止生成的铜再被空气中的氧气氧化成氧化铜

一氧化碳和二氧化碳的对比 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 色、味、态 __无__色、__无__味、气体 密度 密度比空气__略小 密度比空气__大__ 溶解性 __难__溶于水 __能__溶于水 化学性质 可燃性 __可燃__，燃烧时火焰呈__蓝__色，化学方程式为__2CO＋O22CO2__ 一般情况下，不__燃烧也不__支持燃烧__ 还原性 有还原性，这一点性质与__碳或氢气__相似。化学方程式为__CO＋CuOCu＋CO2__、__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__ 无还原性，有较弱的氧化性，能与碳反应，化学方程式为__C＋CO22CO__，该反应__吸__(填“放”或“吸”)热

有剧毒，它极易与血液中的__血红蛋白__结合，从而使__血红蛋白不能再与氧气结合__，造成生物体内__缺氧__，严重时危及生命 与水反应 不能与水反应 能与水反应，化学方程式为__CO2＋H2O===H2CO3__；生成的碳酸不稳定，易分解，化学方程式为__H2CO3===H2O＋CO2↑__ 与石灰水 等可溶性 碱反应 不发生反应 能使澄清石灰水变浑浊，化学方程式为__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__，与氢氧化钠反应化学方程式为__CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O__ 毒性 有剧毒，它极易与血液中的__血红蛋白__结合，从而使__血红蛋白不能再与氧气结合__，造成生物体内__缺氧__，严重时危及生命 没有毒性，但不能__供给呼吸__，因此人群密集的地方应该注意__通风换气__ 主要用途 用作__气体燃料__和__冶金__工业的还原剂 固体CO2俗称__干冰__，易升华吸热，可作__制冷剂__或用于__人工降雨__；灭火；作气体肥料等 对环境的影响 污染空气 造成__温室__效应

碳循环及温室效应 1．自然界中产生CO2的途径有___________________________________，消耗CO2的途径有__________________________________。 2．温室效应的危害： 化石燃料的燃烧及动植物的呼吸作用等 绿色植物的光合作用及海水的吸收 __可能导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产。 3．防止温室效应进一步增强的措施： __减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；在日常生活中每一个人都应该传播“低碳”理念，倡导“低碳”生活等__。

实验室制取气体的思路与方法 1．选择适当的反应，包括_________和_____________。 2．选择合适的实验装置： (1)发生装置的选择依据：由反应物的_______和反应_______来确定。 ①固体和固体药品混合加热型(装置如图) 使用这类装置应注意： a．试管口应稍向______倾斜；b.用排水集气法收集气体，实验完毕后，应将___________________________，然后再________________。 ②液体和固体(或液体和液体)反应不需加热型(装置如图A及变形装置图B) 反应物 反应条件 状态 条件 下 导气管从水槽中取出 熄灭酒精灯

使用这类装置应注意：若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端应插入_______________________。 (2)实验室制取气体的收集装置： 依据气体的物理性质(是否__________________、密度__________________)和化学性质(是否与___________发生反应)来选择。 液体药品的液面下 溶解于水 比空气大还是小 水、空气

①常用的气体收集装置(如下图)： Ⅰ.气体难溶于水且不与水反应，可用__________收集，即图____。 Ⅱ.气体的密度大于空气(或相对分子质量大于29)，可用_____________________收集，如图____。 Ⅲ.气体的密度小于空气(或相对分子质量小于29)，可用_____________________收集，如图_____。 排水法 A 向上排空气法 B 向下排空气法 C

②如下图所示密封收集气体装置 Ⅰ.A、B装置可用于排空气法收集气体。A装置收集密度比空气大的气体时，气体应从_____端进入，收集密度比空气小的气体时，气体从____端进入；图B装置气体进出口顺序与之__________。 Ⅱ.C装置用于排水法收集气体。应先在瓶中___________，气体从____端进入。用排水法测量反应放出的气体体积时，气体从装满水的容器的____端导入，排出的水经____导管流入量筒(量筒中收集的水的体积就是生成的气体的体积) b a 相反 注满水 b b a

工业上常用煅烧_____________的方法制取CO2，化学方程式为_______________________________。 3．验证所制得的气体。 4．二氧化碳的工业制取。 工业上常用煅烧_____________的方法制取CO2，化学方程式为_______________________________。 5．二氧化碳的实验室制取。 (1)反应原理：实验室常用____________或_________与__________反应制取，化学方程式为________________________________________。 (2)实验装置：实验室制取气体的装置包括_______装置和________装置。制CO2应选择与用________________制氧气相同的发生装置，收集装置一般用___________________法，只能选择该方法收集的原因是_____________________________________。 (3)检验CO2的方法：___________________________。 (4)验满的方法：____________________________________________________________。 (5)干燥方法：通常使用__浓硫酸__对CO2进行干燥，不能使用_____________、_____________进行干燥。 石灰石 CaCO3CaO＋CO2↑ 大理石 石灰石 稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 发生 收集 过氧化氢 向上排空气 CO2密度比空气大且能溶于水 通入澄清石灰水中，变浑浊 把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满 NaOH 碱石灰

【例1】下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法，错误的是(　　) A．璀璨夺目的钻石是由碳元素组成的 B．长期未用难以开启的铁锁可在锁孔中加入少量铅笔芯粉末作润滑剂 C．铅笔芯主要是用铅和少量炭粉制成的 D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂 [答案]C　解析：钻石是由金刚石制成的，金刚石是由碳元素组成的单质；由于石墨具有滑腻感，因此可做润滑剂；铅笔芯不含铅，是由石墨和粘土混合制成的；活性炭作滤毒剂是利用其吸附性。

1．(2014，兰州)单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是( A ) A．石墨烯的化学式为C B．石墨烯的硬度小于金刚石 C．石墨烯属于化合物 D．石墨烯中碳元素的化合价为＋4

【例2】(2013，广州)下列关于碳及其氧化物的说法，正确的是(　　) A．CO和CO2都可将氧化铜还原为铜 B．CO2的排放不是导致酸雨的原因 C．在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒 D．铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼 [答案]B　解析：CO2无还原性，不能将氧化铜还原成铜，A错误；CO2与H2O反应生成的H2CO3的酸性很弱，CO2的排放不能导致酸雨的形成，B正确；CO不能与澄清石灰水反应，澄清石灰水不能防止CO中毒，C错误；常温下石墨化学性质不活泼，D错误。

2．(2014，临沂)在书写具有保存价值的档案时，最好使用( C ) A．铅笔　　　　　　B．纯蓝墨水笔 C．碳素墨水笔　　　D．圆珠笔

【例3】(2014，苏州)下列关于二氧化碳的说法正确的是(　　) A．二氧化碳不供给呼吸，也不能作为植物养料 B．实验室常用纯碱粉末和盐酸制取二氧化碳 C．干冰可用作制冷剂和制造舞台云雾 D．若二氧化碳在空气中含量过高，则会引发酸雨 [答案]C　解析：二氧化碳不供给呼吸，但植物光合作用需要二氧化碳，二氧化碳可作为植物的养料，A错；实验室制取CO2用大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸反应，故B错；CO2在空气中含量过高会引起温室效应，而酸雨是由SO2、NO2等引起的，故D错。只有C正确，故选C。

3．(2014，贵港)对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较错误的是( A ) B．CO2能溶于水，CO难溶于水 C．CO2可用作气体肥料，CO可用于冶炼金属 D．CO2无毒，CO有毒

【例4】(2013，重庆)温室效应有功有过，产生温室效应的主要气体是CO2，下列有关认识错误的是(　　) A．CO2能使干燥石蕊纸花变红 B．CO2能使澄清石灰水变浑浊 C．“低碳”是指较低的CO2排放 D．温室效应为人类提供了适宜的生存温度 [答案]A　解析：CO2接触干燥的石蕊，无碳酸生成，不能使干燥石蕊纸花变红，A错误；CO2能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和水，B正确；“低碳”是指较低的CO2排放，C正确；大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让太阳光透过，又能使地面吸收的太阳光的能量不易向外散失，起到了对地球保温的作用，这就是二氧化碳的温室效应，正是因为有了温室效应，全球平均地表温度才提高到适合人类生存的温度，D正确。

4．“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，从而减少二氧化碳排放量。下列做法符合“低碳生活”理念的是( A ) B．使用一次性筷子，减少疾病传染 C．大量使用私家汽车出行，节约时间 D．大量建设钢铁冶炼厂，促进经济发展

【例5】(2013，成都)如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。 请回答下列问题： (1)将A、E装置连接时，应将A装置的导管a与E装置的导管________(填“b”或“c”)相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是________。 (2)将A、B装置连接，观察到的现象是________，可验证二氧化碳的性质是________。 (3)将A、C装置连接，可验证二氧化碳与氢氧化钙的反应，该反应的化学方程式为________。 (4)用E装置收集满一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿D装置烧杯右侧内壁缓慢倒入，观察到的现象是____________________，这些现象说明二氧化碳具有的物理性质是________。化学性质是________、________

[答案](1)c　用燃着的木条靠近E瓶b导管口，若木条火焰熄灭，则已集满　(2)溶液由紫色变为红色　二氧化碳能与水反应　(3)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　(4)燃着的蜡烛由下至上依次熄灭　密度比空气大　不能燃烧　不支持燃烧　解析：(1)A装置为二氧化碳的发生装置，E装置为二氧化碳的收集装置。二氧化碳的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，因此二氧化碳气体应该从E装置的c端通入，收集满后，二氧化碳会从b端逸出。因此，将A、E装置连接时，应将A装置的导管a与E装置的导管c相连接。因二氧化碳不支持燃烧，检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是用燃着的木条靠近E瓶b导管口，若木条火焰熄灭，证明瓶中二氧化碳已收集满。(2)将A、B装置连接，生成的二氧化碳通入紫色的石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊溶液变成红色，该实验主要是为了验证二氧化碳能与水反应，即CO2＋H2O===H2CO3。(3)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。(4)由于二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，所以遇到二氧化碳，燃着的蜡烛会熄灭，由于二氧化碳的密度比空气大，所以下面的蜡烛先灭，上面的蜡烛后灭。

5．(2013，兰州)实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答：

1．(2014，苏州)下列关于二氧化碳的说法正确的是( C ) A．二氧化碳不供给呼吸，也不能作为植物养料 B．实验室常用纯碱粉末和盐酸制取二氧化碳 C．干冰可用作制冷剂和制造舞台云雾 D．若二氧化碳在空气中含量过高，则会引发酸雨 2．(2013，广州)下列关于碳及其氧化物的说法，正确的是( B ) A．CO和CO2都可将氧化铜还原为铜 B．CO2的排放不是导致酸雨的原因 C．在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒 D．铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼

3．(2014，张家界)6月5日是世界环境日，今年世界环境日的主题是“提高你的呼声，不要提高海平面”。倡导人们在日常生活中节约能源，减少二氧化碳的排放。下列做法不符合今年世界环境日主题内容的是( A ) A．多使用一次性筷子 B．外出尽量步行或骑自行车 C．随手关灯，节约用电 D．购物时用布袋代替塑料袋 4．(2014，永州)下列有关氧气和二氧化碳的说法不正确的是( B ) A．自然界中的氧气和二氧化碳通过光合作用与呼吸作用可以相互转化 B．氧气和二氧化碳都含有氧分子 C．氧气和二氧化碳都可以用向上排空气法收集 D．氧气能支持燃烧，二氧化碳不能支持燃烧