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第六单元碳和碳的氧化物基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六一、碳的单质1.碳单质的存在形式碳的单质有金刚石、石墨和C60,由于它们的碳原子排列方式不同,导致它们在物理性质上存在很大差异。2.金刚石与石墨的比较金刚石石墨颜色、状态无色透明、正八面体形状的固体深灰色有金属光泽而不透明的细鳞片状固体硬度天然物质中最硬的物质最软的矿物之一导电性不导电导电组成元素碳碳主要用途作钻石、制玻璃刀作铅笔芯、电极、润滑剂等基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六3.木炭和活性炭木炭和活性炭具有吸附性,可以用作吸附剂,除去食品和工业产品中的色素,消除异味和吸收有毒气体。4.C60(1)构成:C60由分子构成,每个分子由60个碳原子构成,化学性质稳定。(2)用途:主要应用于材料科学、超导体等方面。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六二、单质碳的化学性质1.稳定性在常温下,单质碳的化学性质不活泼,受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化。2.可燃性放热基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六3.还原性(1)与CuO反应。①中反应的化学方程式:C+2CuO2Cu+CO2↑。②中反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。(2)与CO2反应。反应的化学方程式:C+CO22CO。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六(3)应用。用于冶金工业。如焦炭把铁从铁矿石中还原出来的反应为2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六三、二氧化碳1.CO2的性质(1)物理性质。颜色状态气味密度溶解性无色气体无味比空气的大能溶于水(2)化学性质。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六操作现象现象:蜡烛自下而上依次熄灭,说明CO2的密度比空气的大,既不燃烧也不支持燃烧现象:紫色石蕊溶液变成红色,该实验说明了CO2能与H2O反应生成H2CO3,反应的化学方程式为CO2+H2OH2CO3现象:澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六2.CO2对生活和环境的影响(1)用途。①用于灭火:CO2不燃烧,也不支持燃烧,且密度比空气的大;②作制冷剂,可用于人工降雨:固体二氧化碳叫做“干冰”,升华时吸收大量的热;③光合作用的原料;④化工原料;⑤气体肥料。(2)温室效应。①成因:大气中的CO2能像温室的玻璃或塑料薄膜那样,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使地球变暖。能产生温室效应的气体有:CO2、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。②危害:导致两极的冰川融化,使海平面上升,淹没部分沿海城市,使土地沙漠化、农业减产等。③缓解措施: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,严禁乱砍滥伐等。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六3.CO2的制取(1)工业制法。(2)实验室制法。高温煅烧石灰石,化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑。①反应原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。注意在二氧化碳的实验室制法中,不能用稀硫酸与块状石灰石反应来制取CO2,这是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4,它会覆盖在CaCO3的表面,阻碍反应的进行。若用浓盐酸与石灰石反应来制取CO2,会导致浓盐酸中的氯化氢气体混入产生的CO2气体中,使制得的CO2气体不纯。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六②制取装置。实验室常用的制取二氧化碳的装置如图所示。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六四、气体发生装置和收集装置的综合探究1.气体发生装置一般根据反应条件(是否加热、加催化剂等)和反应物状态(固体与固体反应、固体与液体反应或液体与液体反应等)设计发生装置,如下图所示:(1)固+固制气体,可选用图A的装置。可制取O2等气体。(2)固+液制气体,可选用图B或C的装置。可制取O2、H2、CO2等气体。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六2.气体收集装置一般根据气体的水溶性、气体的密度设计收集装置,如图所示:收集方法气体性质优缺点A.向上排空气法密度比空气的大纯度不高、干燥B.排水法难溶于水纯度高、不干燥C.向下排空气法密度比空气的小纯度不高、干燥基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六五、一氧化碳1.物理性质颜色状态气味密度溶解性无色气体无味比空气的密度略小难溶于水2.化学性质(1)可燃性:纯净的CO在空气中点燃时,能产生蓝色火焰,放出大量的热。化学方程式为2CO+O22CO2。(2)还原性:CO还原CuO反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2。(3)剧毒性:CO极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成体内缺氧,甚至危及生命。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六3.用途作燃料、冶炼金属。4.CO、CO2的鉴别方法(1)用澄清石灰水:CO2能使澄清石灰水变浑浊,CO不与石灰水等碱溶液反应。(2)用点燃法:CO能燃烧,生成使澄清石灰水变浑浊的气体,而CO2不能燃烧。(3)用灼热的CuO和澄清石灰水:CO能与灼热的CuO反应,生成红色固体,且能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,而CO2则不与CuO反应。(4)用紫色石蕊溶液:CO2通入紫色石蕊溶液中能产生使紫色石蕊溶液变红的碳酸,而CO不能。基础自主导学考点梳理自主测试一二三四五六六、气体混合物成分分析实验初中化学实验中,气体成分的分析(如H2、CO、CO2、H2O等)实验占很大的比重。通常用无水CuSO4粉末检验H2O(气态)的存在,若白色CuSO4粉末变成蓝色,说明存在H2O(气态)。用灼热的CuO粉末检验H2和CO,黑色粉末变成红色,有水珠生成,说明存在H2;生成的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明存在CO。(气体通过灼热的CuO前,必须干燥)CO2的存在对检验CO产生干扰,所以有时要先除去CO2且确认CO2已除尽,才能检验CO。基础自主导学考点梳理自主测试123456781.下列关于碳及其氧化物的说法中,正确的是()A.金刚石、石墨都是碳的单质,其硬度都很大B.CO2可用作燃料C.CO有还原性,可用于冶炼金属D.CO2通入紫色石蕊溶液,溶液变红,加热后溶液颜色不变解析：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质,金刚石是自然界中最硬的物质,石墨是较软的物质,故A错误;CO2不具有可燃性,不能用作燃料,故B错误;CO具有还原性,可用于金属的冶炼,故C正确;CO2通入紫色的石蕊溶液中,看到石蕊溶液变成红色,原因是CO2与H2O反应生成了H2CO3,H2CO3使其变红,当加热红色的溶液时,又会看到溶液由红色变成无色,原因是H2CO3不稳定容易分解生成H2O和CO2,故D错误。答案：C基础自主导学考点梳理自主测试123456782.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图,下列说法错误的是()A.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度B.实验过程中,可观察到澄清石灰水变浑浊C.碳在反应中发生了氧化反应,表现出还原性D.实验结束后,应先停止加热,再将导气管从澄清石灰水中撤出基础自主导学考点梳理自主测试12345678解析：A.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度,正确;B.实验过程中生成了二氧化碳,可观察到澄清石灰水变浑浊,正确;C.碳在反应中与氧结合,发生了氧化反应,表现出还原性,正确;D.实验结束后,应先将导气管从澄清石灰水中撤出,再停止加热,防止液体倒流引起试管炸裂,错误。答案：D基础自主导学考点梳理自主测试123456783.某大学高分子系的课题组用石墨烯(由石墨制成)制造出了一种超轻物质“碳海绵”,刷新了超轻固体材料的世界纪录,也是目前吸油力最强的材料。下列说法错误的是()A.“碳海绵”是一种化合物B.“碳海绵”具有较强的吸附作用C.“碳海绵”在一定条件下可还原氧化铜D.“碳海绵”在氧气中完全燃烧的产物是CO2解析：“碳海绵”中只含有一种元素——碳元素,属于单质,不属于化合物,A项错误。答案：A基础自主导学考点梳理自主测试123456784.下列关于CO2与CO的比较错误的是()A.1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子B.CO2能溶于水,CO难溶于水C.CO2可用于光合作用,CO可用于人工降雨D.CO2可用于灭火,CO可用作气体燃料解析：二氧化碳既可用于光合作用也可用于人工降雨,一氧化碳不能用于人工降雨,C项错误。答案：C基础自主导学考点梳理自主测试123456785.如图分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图。其中错误的是()基础自主导学考点梳理自主测试12345678解析：二氧化碳的密度比空气的密度大,不能用向下排空气法收集。C项错误。答案：C基础自主导学考点梳理自主测试123456786.如图是碳及其化合物的转化关系图,请回答下列问题:(1)括号内含有碳元素物质的化学式:。(2)转化关系图中由CO2→CaCO3的反应化学方程式:。(3)金属镁不但能在氧气中燃烧,也可以在二氧化碳中燃烧生成氧化镁(MgO)和碳单质,镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式为,由此你对燃烧、灭火有什么新的认识:(答一项即可)。基础自主导学考点梳理自主测试12345678(4)下列有关碳及其化合物的说法正确的是。A.二氧化碳是导致酸雨的主要气体B.含碳燃料不完全燃烧会生成一氧化碳,一氧化碳有毒C.液态二氧化碳灭火是因为汽化时吸热,降低了可燃物的着火点基础自主导学考点梳理自主测试12345678解析：(1)由含碳物质的转化关系图可知,碳在不充分燃烧时生成一氧化碳,一氧化碳燃烧时生成了二氧化碳,二氧化碳在高温时能被碳还原为一氧化碳,所以,括号内含有碳元素的物质是一氧化碳;(2)二氧化碳能与氢氧化钙反应转化为碳酸钙,所以,转化关系图中由CO2→CaCO3的反应化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O;(3)金属镁不但能在氧气中燃烧,也可以在二氧化碳中燃烧生成氧化镁(MgO)和碳单质,因此反应化学方程式为2Mg+CO22MgO+C,由此可知:燃烧不一定需要氧气、金属镁燃烧不能用CO2灭火等;(4)二氧化碳是导致温室效应的主要气体,二氧化硫是导致酸雨的主要气体,A错误;液态二氧化碳灭火是因为汽化时吸热,使周围温度降到可燃物着火点以下,同时二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,密度比空气大,但可燃物的着火点并没有发生改变,故C错误。基础自主导学考点梳理自主测试12345678答案：(1)CO(2)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O(3)2Mg+CO22MgO+C燃烧不一定需要氧气(或金属镁的燃烧不能用CO2灭火)(4)B基础自主导学考点梳理自主测试123456787.碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。(1)如图1是碳原子结构示意图,碳元素在元素周期表中位于第周期。(2)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色,原因是墨中主要成分——碳具有性。如图2是木炭还原氧化铜的实验,大试管中的反应体现了碳的还原性,其反应的化学方程式是,单质碳的还原性可以用于冶金工业。基础自主导学考点梳理自主测试12345678(3)二氧化碳能参与光合作用完成大气中的“碳循环”,但是大气中二氧化碳的含量不断上升,会使全球变暖,从而导致。蔬菜大棚用作“气肥”的二氧化碳,可用多种方法制得,例如可以用稀硫酸与碳酸氢铵(NH4HCO3)反应制得,反应后生成硫酸铵、水和二氧化碳,这一反应的化学方程式是。(4)研究发现,物质的结构决定性质,物质的性质决定用途。如:一氧化碳也能还原氧化铜,也有还原性。从化学反应前后碳元素化合价的变化特点分析,一氧化碳和碳都具有还原性的原因是。基础自主导学考点梳理自主测试12345678解析：(1)因为电子层数就表示该元素所处的周期,碳元素位于第二周期;(2)由于常温下碳的化学性质不活泼,因此我国古代用墨书写、绘制的字画,可以多年保存而不褪色;碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,其反应化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑;(3)二氧化碳是温室气体之一,大量排放导致温室效应;(4)在反应物碳单质