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第3讲碳和碳的化合物知识梳理一、碳单质的性质及用途1.物理性质（1）金刚石：无色透明，自然界中___________最大的物质，不导电，不导热，可作钻头、刻刀、装饰品等。（2）石墨:深灰色，质软而滑腻,导电性与导热性良好,可作润滑剂、电极、铅笔芯等。（3）C60:形似足球，结构稳定。（4）活性炭:疏松多孔，具有很强的吸附性，能够吸附色素、异味，常用作防毒面具，净水材料等。硬度【小贴士】a.碳的几种单质的物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同。它们具有相同的化学性质。b.碳单质之间在一定条件下可以相互转化，该过程属于__________变化。化学基础知识细细过2.化学性质（1）稳定性：常温下化学性质稳定，不与其他物质发生反应,如古代字画能够长时间保存而不褪色；重要档案用碳素水笔书写等。（2）可燃性a.氧气充足（化学方程式）：C＋O2===CO2。b.氧气不足（化学方程式）：________________。（3）还原性a.与Cuo、Fe2O3反应(化学方程式)：______________________________。b.与CO2反应（化学方程式）：C+CO2====2CO。点燃C+2CuO====2Cu+CO2↑。高温点燃2C＋O2===2CO2Fe2O3+3C====4Fe+3CO2↑高温高温二、二氧化碳的制取1.工业法（化学方程式）：CaCO3===CaO+CO2↑2.实验室制法(化学方程式）：____________________________三、碳的氧化物1.二氧化碳（1）物理性质：通常状况下为无色无味的气体,____溶于水,密度比空气大。（2）化学性质：a.一般不燃烧，也不支持燃烧。b.与水反应（化学方程式）：CO2+H2O===H2CO3。生成的碳酸不稳定，易分解（化学方程式）：_____________________________c.与碱溶液反应（化学方程式）：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O(一般用于吸收二氧化碳气体)；____________________________（一般用于检验CO2气体）高温CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑能H2CO3===H2O+CO2↑CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O（3）用途：植物光合作用的原料、作灭火剂、制碳酸饮料、气体肥料、人工降雨等。（4）二氧化碳对生活和环境的影响①对人体健康的影响：二氧化碳无毒但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响，如气闷、头昏等。②温室效应a.加剧原因：①化石燃料过度使用；②森林不断减少。b.危害：使全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，导致土地沙漠化，农业减产等。c.防治措施：①减少化石燃料的使用；②开发新能源，如__________、地热能等；③大力植树造林、禁止乱砍滥伐。太阳能2.一氧化碳（1）物理性质：通常状况下为无色无味的气体,难溶于水,密度比空气略小。（2）化学性质：①可燃性（化学方程式）：___________________。②还原性（化学方程式）：与CuO反应_____________________。与Fe2O3反应____________________。③毒性：易与血红蛋白结合，使血液失去输氧能力，从而中毒。（3）用途：____________、冶炼金属等。【小贴士】CO有毒性,在实验中应特别注意尾气处理,用煤等含碳燃料取暖时,一定要保持室内通风,防止CO中毒。2CO＋O2===2CO2点燃CO+CuO===Cu+CO2Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温作气体燃料四、自然界中碳、氧的循环：氧气二氧化碳植物__________作用____________的呼吸化石燃料的燃烧、动植物尸体腐烂、岩石分解等人、动植物光合1．通入二氧化碳，蜡烛熄灭的原因。现象：下层的蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。结论：CO2不能燃烧也不支持燃烧(化学性质)，CO2的密度比空气的密度大(物理性质)。识记强化2．通入二氧化碳，紫色石蕊溶液变红色的实质。现象：将二氧化碳通入紫色石蕊溶液后，溶液变红色。结论(易错点)：CO2与水反应生成H2CO3，H2CO3显酸性，能使紫色石蕊溶液变红色(该反应不能用来检验CO2)。用反应方程式表示为：CO2＋H2O===H2CO3。3．二氧化碳没有毒性，但它不能供给呼吸，所以人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。4．二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源。二氧化碳的增多会导致温室效应加剧，只是影响环境，不能算污染环境；而一氧化碳有毒，是空气污染物。5．二氧化碳与一氧化碳(1)比较一氧化碳二氧化碳组成化学式COCO2相同点宏观上：都由碳元素和氧元素组成微观上：都由分子构成，分子均由碳原子和氧原子构成不同点1个分子中含1个碳原子和1个氧原子；化学式中碳元素的化合价为＋2价1个分子中含1个碳原子和2个氧原子；化学式中碳元素的化合价为＋4价物理性质相同点通常情况下，都是无色、无味的气体不同点难溶于水，密度比空气略小能溶于水，密度比空气大化学性质具有可燃性、还原性、毒性不能燃烧，不支持燃烧，不能供给呼吸，没有毒性，能与碱反应，能与水反应用途燃料、冶炼金属制碳酸饮料，作灭火剂、气体肥料、化工原料等，干冰用作制冷剂注：a.一氧化碳和二氧化碳化学性质差异大的原因：分子构成不同。b.CO难溶于水，冬天取暖时，紧闭房门，在房中放一盆水避免CO中毒的方法不可取。（2）鉴别鉴别方法现象通入澄清石灰水无明显现象的是CO，能使澄清石灰水变浑浊的是CO2通入紫色石蕊溶液无明显现象的是CO，能使紫色石蕊溶液变红的是CO2通过灼热的氧化铜有红色固体生成的是CO，无明显现象的是CO2点燃能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2(3)互为杂质时的除杂方法物质(括号内为杂质)除杂方法CO2(CO)通过足量灼热的氧化铜CO(CO2)通入足量NaOH溶液中通过足量灼热的炭粉重点实验轻松做实验二氧化碳的实验室制取1.实验原理(化学方程式)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑2.实验装置【小贴士】组装仪器时，长颈漏斗要伸入液面以下，形成“液封”，防止气体从长颈漏斗中逸出。3．收集方法二氧化碳能溶于水，且密度比空气大，适宜用______________________收集。4．检验和验满检验：将产生的气体通入澄清石灰水中，若________________________，则证明生成的是二氧化碳。验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若_________，则证明已收集满。向上排空气法澄清石灰水变浑浊木条熄灭【小贴士】不能用燃着的木条检验收集的气体是否为二氧化碳。因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2，还可能是N2等气体。重点实验轻松做5．制取二氧化碳药品的选择及分析(1)不能用稀硫酸代替稀盐酸：因为碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石的表面，阻止反应进一步发生。(2)不能用碳酸钠或碳酸钾代替大理石：因为碳酸钠或碳酸钾是粉末状固体，与稀盐酸反应速率太快，难以控制，不利于收集气体。(3)不能用浓盐酸代替稀盐酸：浓盐酸具有较强的挥发性，挥发出的HCl气体和制得的二氧化碳气体混合，使制得的气体不纯。6．其他常见装置相对于装置A，装置B的优点是通过控制添加药品的速率，从而控制反应速率；装置C的优点是便于添加液体药品，能使反应随时发生和停止。装置图装置特点安装简便可控制反应物的滴加速率可随时控制反应的发生和停止重点实验轻松做7.拓展实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳，吸收时导管应插入液面以下，反应的化学方程式为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O。例[2017青岛]根据下列装置图填空：【导学号95444009】例题图1(1)写出上图中标有序号的仪器名称：①____________；②____________。(2)实验室制取气体时，组装好仪器后，应先_________________，再添加药品。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，应选用的发生装置_____(填装置序号)，该反应的化学方程式为_____________________________。(4)实验室选择气体发生装置时，应考虑的因素是______________和_________。【针对拓展】(5)收集二氧化碳选用________(填序号)，验满的方法是_______________________________________________，检验二氧化碳的方法是________________________________________________________________。酒精灯集气瓶检查装置的气密性BCaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↓反应物的状态反应条件C将气体通入澄清的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳瓶口，若木条熄灭，说明已集满燃着的木条放在集气(6)若用G装置制取二氧化碳，长颈漏斗必须插入液面以下的原因是_________________________________。若用F装置收集二氧化碳气体，气体应该从________(填字母)端通入。防止产生的气体从长颈漏斗中逸出a【解析】(1)题图中标有序号的仪器名称：①酒精灯；②集气瓶。(2)实验室制取气体时，组装好仪器后，应先检查装置的气密性，再添加药品。以免导致药品浪费、收集不到气体。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，应选用固液常温型的发生装置B,该反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。(4)选择发生装置需考虑的因素是反应物的状态和反应条件。加热固体制取气体，发生装置为A，固体和液体常温下反应制取气体应选用的发生装置为B。选择收集装置需考虑气体的密度、是否与空气的成分反应、气体在水中的溶解性。例题图2甘肃、兰州三年中考经典例题深度析考点1碳单质的性质和用途例1[2017本溪]下列有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是()A．均具有可燃性B．均具有导电性C．均由碳原子构成D．均为无色透明的液体【解题妙招】此题是对碳单质性质的考查，解题的关键是了解碳单质的性质和用途。这三种碳单质因其碳原子的排列方式不同，物理性质不同，但其化学性质相同。A例2[2017福建]十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳，坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是【导学号95444012】()A．金刚石属于有机物B．金刚石燃烧过程放出热量C．金刚石具有可燃性D．聚集日光使温度达到金刚石的着火点【解析】A.金刚石是由碳元素组成的单质，而有机物是有机化合物的简称，金刚石不属于有机物，故错误。B.金刚石是碳元素组成的单质，具有可燃性，燃烧过程放出热量，故正确。C.金刚石是由碳元素组成的单质，具有可燃性，故正确。D.聚集日光，能使温度达到金刚石的着火点，可使金刚石燃烧，故正确。A经典例题深度析考点2二氧化碳、一氧化碳的性质和用途例3下列关于CO2与CO的比较，错误的是【导学号95444013】()A．组成：都是由碳元素和氧元素组成B．性质：CO2能溶于水；CO难溶于水C．用途：CO2可用作气体肥料；CO可用作气体燃料D．危害：CO2会导致“温室效应”增强；CO会形成酸雨D【解析】A.一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，故正确。B.二氧化碳能溶于水，一氧化碳难溶于水，故正确。C.CO2可用于光合作用、灭火、化工产品的原料和气体肥料；CO可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，C正确。D.CO2会造成“温室效应”，CO有毒，极易使人中毒，但不能形成酸雨，D错误。例4[2017沈阳]能证明某无色无味气体是CO2的操作及现象是【导学号95444014】()选项实验操作实验现象A将燃着的木条伸入集气瓶木条燃烧更旺B将带火星的木条伸入集气瓶木条