初三化学第四章复习课碳的物理、化学性质

教师辅导讲义

二、典型例题

【例1】实验装置如图，甲、乙两个集气瓶用导管连接，玻璃管A的

下端系有一个气球，将此装置放在阳光下一段时间后，可能观察到的

现象是_______________________，产生此现象的原因是

_______________________。

【思路点拨】此装置的原理与教材里空气中氧气含量的测定实验相似。

【解】B瓶中的白磷着火点低，在烈日的光照下，温度升高，一旦达

到白磷的着火点，就会发生自燃，产生大量的白烟。白磷自燃，消耗

了装置中的氧气，使瓶内气体的压强小于外界大气压，在大气压的作用下，A瓶中的气球会自动胀大。【点评】这是一题物理、化学综合学科题，考的是压强和燃烧知识点。

【例2】1985年科学家发现了C60分子。1991年科学家又发现一种新的单质——碳纳米碳管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子(见图D，图中小黑点均代表碳原子)，用你所学过的化学知识回答下列问题。

用你所学到的化学知识回答下列问题。

①金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是什么? _______________________

②常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼?简要说明理由_______________________。

③请你设计一个方案，证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例，用文字简述)

_____________________________________________________________________

【思路点拨】此题是一道合信息、迁移、实验设计为一体的综合题。

【解】此题所给结构图直观明了，所给信息也都是科技前沿内容，又让人耳目一新，视野开阔的感觉。分析题目时应对足球烯、碳纳米营的结构、性质与金刚石、石墨的结构性质相联系，由于碳原子排列的不同，导致它们的物理性质有较大差异。金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳原子构成的碳单质，它们的化学性质(常温下稳定性、可燃性、还原性)是相同的。证明足球烯和碳钠米管都是由碳元素组成的，首先利用其可燃性说明其含有碳元素，其次通过定量测定证明其只舍碳元素。

答案：(1)构成他们的原子排列方式不同。(2)不活泼，因为构成他们的碳原子在常温下性质稳定，不容易与其他物质发生反应。(3)将足球烯放在充满氧气的密闭容器里使之燃烧，测定其生成物是二氧化碳，且二氧化碳里所含碳的质量等于燃烧前后足球烯所减少的质量。

【点评】信息题是中考的热门题，从题中所给信息建构知识网络，设计实验方案。

【例3】某同学设计了如下一组实验。取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花，分别按下图进行实验，回答下列问题：

(1)观察到纸花的颜色变化是：

I．纸花变红；Ⅱ．________；Ⅲ．纸花不变色；Ⅳ．________

(2)该同学进行的I、Ⅱ两项实验，说明什么?

(3)该同学进行四组对比实验的目的是什么?(用文字叙述)

(4)写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式：_______________________。

【思路点拨】这是一道设计实验探究题考查二氧化碳和水反应的原理。

【解】我们知道二氧化碳通入紫色石蕊试液，紫色石蕊试液能变成红色。那么是二氧化碳直接使石蕊变成红色，还是水使石蕊变成红色，还是反应生成的新物质使石蕊变成红色呢?

答案：(1)Ⅱ纸花不变色；Ⅳ纸花变红(2)稀醋酸能使紫色石蕊试液变红；水不能使紫色石蕊试液变红。(3)证明水和二氧化碳不能使紫色石蕊变红，而是二氧化碳和水反应生成了酸，酸使石蕊试液变成红色。(4) CO2+H2O→H2CO3。

【点评】对于这类问题的考察，符合新课程标准的“过程与方法”的教学目标。同学们自己动手通过实验，得出结论。这样既培养了动手能力，也锻炼了分析问题、解决问题的能力。

【例4】设计一个化学实验，证明二氧化碳的温室效应。实验仪器：两个相同的塑料瓶、两根相同直径的玻璃管，两个橡皮塞。实验药品：红墨水、二氧化碳气体。实验要求：写出简明的实验步骤或者画出简明示意图。

【思路点拨】此题是一个实验方案设计题。

【解】二氧化碳等温室气体对环境散热发生阻碍作用，因此首先我们必须

设计对比实验。其次要考虑用什

么原理进行对比实验。根据题目所给条件，我们可以运用气压变化、水柱

移动原理来设计。第三，要设计装置，可将两瓶连通水柱居中，看水柱的移动方向，也可以将两瓶分开。还可以观察水柱上的高度和速度。

答案：方案1，如右所示，取两个完全相同的塑料瓶，瓶口加塞子，插入吸管(将水柱封在管中)，其中一个瓶充入高浓度二氧化碳，一瓶是空气，同时放在阳光下照射。一段时间后，盛高浓度的二氧化碳瓶中的水柱比另一瓶中水柱上升得快，表明其温度升高快(气体受热膨胀)。

方案2：如图所示，两个瓶共用一根吸管，一个水柱，在阳光照射下，观察水柱移动情况。

【点评】实验方案设计要考虑直观性、科学性和严密性。

【例5】某无色气体可能含有H2、CO、CO2和N2中的一种或几种气体。当混合气体依次通过紫色石蕊试液时没有变色，通过灼热的CuO时有红色的铜生成，通过澄清石灰水时，石灰水变浑浊。该混合气体中一定含有________，一定不含有________，可能含有________。

【解】根据题意，混合气体通过紫色石蕊试液没有颜色变化，说明混合气体中无CO2；该混合气体能使CuO 还原成铜，可推测混合气体中可能含有H2，或CO，或H2和CO；再根据原混合气体中没有CO2，而通过CuO以后的气体却能使澄清石灰水变浑浊，可以推断混合气中肯定含有CO，但无法确证H2和N2是否存在。答案：一定含有CO；一定不含有CO2；可能含有H2和N2。

【点评】本题是有关混合气体组成的定性判断，解此类推断题除了对常见气体性质要了然于胸外，还应特别注意根据已经肯定存在的成分及对推断混合气体中肯定不存在的成分。

【举一反三】

1．将Nz、CO、C02、Hz的混合气体依次通入足量的石灰水和灼热的CuO内，剩余气体是( ) A．N2、CO2B．N2