初中化学第六单元碳和碳的氧化物

第六单元：碳和碳的化合物

知识点汇总：

1. 碳的几种单质：

（3）无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.活性炭、木炭具有强烈的吸附性（因为具有疏松多孔的结构），木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

（4）C60：C60分子由60个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定。

（5）问题：为什么同样是由碳元素组成的物质，石墨和金刚石的物理性质差别那么大？CO和CO2的化学性质有很大差异的原因又是什么呢？

答：金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。

CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

所以说物质的结构决定着物质的性质，有什么样的结构就有什么样的性质。

2. 单质碳的化学性质：

C：还原性：

C + 2CuO

2Cu + CO2↑ （置换反应）

现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

C在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。

CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。具有氧化性。

小结：还原剂：夺去氧元素的物质，具有还原性。得到氧元素，发生氧化反应。

氧化剂：提供氧元素的物质，具有氧化性。失去氧元素，发生还原反应。

应用：冶金工业：

2Fe2O3+3C

4Fe+3CO2↑ C＋CO2 2CO

3.二氧化碳的制法：

（1）工业上制取二氧化碳：

煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑

而本实验是固体和液体之间进行反应，所以采取的装置图如下：

装置的注意事项：若用长颈漏斗来注入盐酸，长颈漏斗下端必须伸入液面以下，防止因为压强差的原因导致稀硫酸喷出。

（4）二氧化碳的收集：气体的收集方法主要是由气体的物理化学性质决定的，难溶于水用排水法收集，密度比空气大用向上排空气法。

由于CO2易溶于水，密度比空气小，所以只能用：向上排空气法

(5)二氧化碳的验满方法是：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。

4.二氧化碳的性质：

（1）二氧化碳的物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得干冰，不支持燃烧。

（2）二氧化碳的化学性质：

A：一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸

B：与水反应生成碳酸： CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，

碳酸不稳定,易分解：H2CO3 == H2O+ CO2↑

所以如果产物里有碳酸生成的时候，一般写成H2O+ CO2↑

5.二氧化碳的用途：

①灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，同时二氧化碳不支持燃烧）

②干冰用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料

④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

6.温室效应：

（1）定义：由于人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏，大气中的二氧化碳的量大量增加，使得地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫做温室效应。

（2）产生温室效应的物质：主要物质是二氧化碳

（3）产生温室效应的原因：人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏

（4）减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源

7.一氧化碳的性质：

（1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒

（2）化学性质：

A:可燃性：2CO+O2

2CO2

实验现象：发出蓝色火焰

B：还原性：CO+CuO △ Cu+CO2 （非置换反应）

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

现象：红色粉末逐渐变成黑色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

C：H2、CO、C具有相似的化学性质：

A）可燃性 C + O2

CO2 2CO+O2

2CO2 2H2 + O2

2H2O

B）还原性：H2 ＋ CuO Cu + H2O CO+CuO

Cu+CO2

C + 2CuO

2Cu + CO2↑

重点、难点：例题赏析

1. 碳元素组成的多种单质

例1 在21世纪初期美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事，造成多名航天员为航天事业献出生命的惨案。事后有专家分析认为其原因可能是航天飞机机壳底部的石墨瓦片在空中脱落，击中机翼造成惨案。航天飞机表现覆盖石墨瓦，可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨：

A. 能导电

B. 熔点高，耐高温、化学性质稳定

C. 密度小

D. 硬度小，有润滑作用

简析：题目上有这么一句话：“航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用”这个信息，这句话是解题的关键。说明石墨起隔热作用是由于其熔点高、耐高温所决定的。石墨化学性质稳定决定了石墨有保护作用。

答案：B。

例2 对于“金刚石、石墨、C60完全燃烧后，都只生成CO2，这句话下列说法正确的是

A. 金刚石、石墨、C60是同一种物质

B. 金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的不同单质

C. 金刚石、石墨、C60分子中虽然碳原子排列方式不同，但性质还是相同的

D. 这三种物质分别由三种碳元素组成的单质，因此虽然都由碳元素组成，但不是同一种物质

简析：金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种单质，不是同一种物质，它们完全燃烧后都只生成CO2 ，只能说明某些化学性质相似，不能说明物理性质也相似，更不能说相同。碳元素只有一种。

答案：B。

习题：

1. 我国的黑白山水画用的墨汁主要成份为炭黑的微粒，用这种墨汁画的国画千百年都不易褪色。这是因为墨汁中的炭

A. 具有氧化性

B. 具有还原性

C. 具有吸附性

D. 常温下化学性质稳定

2. 金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。根据教材上金刚石、石墨、C60的结构示意图，你认为其中的原因是

A.构成这三种物质的碳原子大小不同

B. 构成这三种物质的原子数目不同

C. 这三种物质由不同的碳原子构成

D. 这三种物质中，碳原子的排列不同

答案：1. D 2.D

2. 碳的性质

例1 既具有可燃性，又具有还原性的固态物质是

A. 碳

B. 氧化铜

C. 一氧化

碳 D. 氢气

简析：在本题中具有可燃性的固态物质只有碳，且碳又能从氧化物中夺取氧，且有还原性，如2CuO+C 高温2Cu+CO2↑

答案：A。

例2 某化工厂发生氯气泄漏，氯气是一种黄绿色的有毒气体，抢险人员在抢险时必须穿戴防化衣。防化衣之所以防毒，是因为防毒面具的滤罐中装有活性炭，这是利用活性炭的

A. 可燃性

B. 还原性

C. 吸附

性 D. 常温下的性质稳定

简析：抢险时戴上防毒面具，主要是防止抢险人员吸入氯气，滤罐中的活性炭起着吸附作用，将吸入的空气中的氯气吸附掉后再进入人体。

答案：C。

习题：

1. 下列关于碳的性质的叙述中正确的是（）

A. 碳单质不都是黑色的固体

B. 碳在高温下只能还原金属氧化物

C. 碳的化学性质很活泼，易与空气中的氧气反应

D. 碳和氧气在点燃条件下反应，生成CO时需要吸收热量

2. 炽热的固体A能与无色气体X反应，生成无色气体Y，A与氧化铜在加热条件下反应，在生成铜的同时还生成X，写出下列物质的化学式及有关反应方程式：

X______________ Y______________ A__________

____

(1) ______________，反应类型______________；

(2) ______________，反应类型______________。

答案：1.A

2. X：CO2 Y：CO 、A：C

(1) C+CO2 高温 2CO 化合反应 (2) C+2CuO 高温 2Cu+CO2 置换反应

3. 二氧化碳和一氧化碳的性质

例1 下列说法正确的是

A. 实验室中通常用排水法收集CO和CO2

B. CO2与C反应生成CO，CO2发生氧化反应

C. CO2的水溶液能使紫色石蕊变红，这是CO2的化学性质

D. CO燃烧时，产生蓝色的火焰

简析：CO2能溶于水，因此不能用排水法收集。CO2与C反应生成CO、CO2失

去氧，CO2发生还原反应。CO2的水溶液能使紫色石蕊变红，这是由于CO2溶于

水，与水反应生成碳酸(H2CO3)，H2CO3使紫色石蕊试液变红。这个是碳酸的化学

性质。

答案：D。

例2 下列有关二氧化碳说法正确的是

A. 二氧化碳可由甲烷（CH4）在足量氧气中充分燃烧产生

B. 二氧化碳可用燃着的木条鉴定

C. 干冰可用于制造舞台上的云雾，是由于二氧化碳能溶于水

D. 实验室中通常用块状石灰石与浓盐酸反应制取CO2

简析：甲烷在足量氧气中充分燃烧生成水和二氧化碳：CH4+2O2 点燃

CO2+2H2O；CO2不助燃，燃着的木条伸入盛满CO2的集气瓶中，木条会熄灭，但不助燃的气体不一定是CO2，还有N2、稀有气体等等。干冰用于制造舞台上的云雾是由于干冰升华吸收空气中大量的热，使空气中的水气凝成小水滴形成云雾。实验室中通常用块状石灰石与稀盐酸反应制取CO2，不用浓盐酸是由于浓盐酸具有挥发性，使制得的CO2中混有氯化氢气体。

答案：A。

习题：

1. 二氧化碳在下列变化中只发生物理变化的是

A. 制汽水

B. 制干冰

C. 被石灰水吸

收 D. 参与植物光合作用

2. 在一定条件下可实现下图所示物质转化关系：

(1)C、D(都是气体)的化学式为：C ，

D 。

(2)绿色粉末的化学式

为

。

(3)B物质除了与E物质反应得出G处，还可以与 (写化学式)反应得到E。化学方程式为。

答案：1. B。

2. (1)C：CO2 D：O2 (2)Cu2(OH)2CO3 (3)C、CO

2CuO+C高温2Cu+CO2↑ CuO+CO 高温Cu+CO2

4. 二氧化碳实验室制取

例1 用右图所示的实验装置制取二氧化碳一般有以下几个步骤：

①向长颈漏斗中注入稀盐酸；②向容器中放入几小块石灰石；

③按要求装好仪器；④检查装置的气密性；⑤收集气体。

其正确的排列顺序是

A.①②③④⑤

B.④③①②⑤

C.③

④②①⑤ D.③④①②⑤

简析：制取气体的实验通常按下列顺序进行：按要求装配好仪器，然后检查装置的气密性，如不漏气，通常先加入固体物质，后加入液体，最后是收集气体。

答案：C。

例2 某班同学在实验室选用下列装置进行CO2制取CO2

完成实验应该选用的发生装置是，反应方程式

为。从开始装药品到试管固定在铁架台上，这中间的操作过程

是。

简析：实验室制取二氧化碳是固体与液体不需加热的反应，因此可采用B装置，反应的方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，由于在试管中反应，因此，必须注意向试管中加入块状固体的方法。

答案：B。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，将试管横放，用镊子夹取石灰石放在试管口，将试管慢慢直立，使石灰石沿试管壁慢慢滑落到试管底部，再加入适量稀盐酸，立即塞紧带有导管的橡皮塞。

习题：

1. “比较归纳”是学习化学的重要方法。吴敏同学在学习O2和CO2的实验室制法后做了一份学习笔记，请你帮他将下表完成(“发生装置”或“收集装置”栏选择图示装置编号填写)。

制取气体反应方程式反应物状态反应条件发生装置收集装置CO2 C

O2 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑固态需加热

2. 以下是能生成CO2的几个反应，请写出方程式，并分析能否用于实验室制取CO2，并说明理由。

生成CO2的反应化学方程式实验室中能否用此法制CO2、理由

燃烧石灰石①

燃烧木炭②

石灰石与稀盐酸反应③

碳酸钠与稀硫酸反应④

答案：1. CO2：C aCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，固态和液态；常温B。

O2： C E C

2. ①C aCO3 高温CaO+CO2↑，不能用，反应需要的温度太高，实验室不易达到。

②C+O2 点燃CO2，不能用，收集气体不纯。

③C aCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，能用，反应容易进行，可以收集到纯净的CO2。

④Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+ CO2↑，不能用，反应速率太快，不易控制。

综合训练：

一、选择题：（以下各小题，只有一个符合题意的答案，每小题2分，共34分）

1. 防毒面具滤毒罐内盛放的物质是 ( )

A.石墨

B.活性炭

C.焦炭

D.生石灰

2. 下列物质中，碳元素化合价最低的

是 ( )

A.CaCO3

B.CO

C.CH4

D.C

3. 某些食品包装盒中常夹有一包标有“请勿入口”的干燥剂，其主要成分是生石灰。生石灰的化学式

是

( )

A.CaO

B.CaCl2 C .CaCO3 D.Ca(OH)2

4. 吸入或食用下列物质后，不会引起中毒的

是 ( )

A.一氧化碳

B.二氧化碳

C.工业酒精

D.变质食品

5. 下列关于二氧化碳的叙述错误的

是 ( )

A.环境监测中心在公布城市空气质量状况时不包括该气体

B.是造成全球气候变暖的主要气体

C.在蔬菜大棚中，适量补充其含量有利于农作物的生长

D.能与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白携氧能力降低

6. 具有可燃性和还原性的固体单质

是 ( )

A.CO2

B.C

C.H2

D.CO

7. 家庭中要除去水壶中的少量水垢，采用的方法

是 ( )

A.用食用醋精洗涤

B.用洗洁精洗涤

C.用食盐水洗

涤 D.用淘米水洗涤

8. 下列物质的用途，主要利用其化学性质的

是 ( )

A.金刚石用来裁玻璃

B.干冰用于人工降雨

C.乙醇被用作内燃机中的燃料

D.铝用于制造电线

9. 连续发生小煤窑爆炸，造成人员死亡和受伤的恶性事故。引起爆炸的气体主要是 ( )

A.氢气

B.一氧化碳

C.甲烷

D.二氧化碳

10. 人体呼吸的过程有以下四个环节，一氧化碳中毒阻碍了下列环节中

的 ( )

A.肺的通

气 B.肺泡内的气体交换

C.氧气在血液中的运输

D.组织内气体的交换

11. 下列物质分别在空气中燃烧，同时有二氧化碳和水生成的

是 ( )

①甲烷②木

炭③氢气④石蜡

⑤酒精⑥一氧化碳⑦甲

醇

A.①④⑤⑦

B.①③④⑤⑦

C.②④⑤⑥

⑦ D.①②③④⑤⑥⑦

12. 加压降温，将CO2制成干冰这一变化属

于 ( )

A.化学变

化 B.物理变化

C.既有物理变化，又有化学变化

D.既非物理变化，又非化学变化

13. 为防止污染空气，下列气体中，不宜用排空气法收集的

是 ( )

A.氢气

B.氧气

C.一氧化碳

D.二氧化碳

14. 氧气和二氧化碳在性质上的相似点

有 ( )

①都具有氧化性②都具有还原性

③都易溶于

水④都能跟碳反应

⑤都是气

体⑥都是氧化物

⑦都可用于灭火⑧通常状况下密度都比空气大

A.②④⑤⑧

B.①③④⑤⑥⑧

C.①④⑤⑦⑧

D.①④⑤⑧

15. 某化合物R，其燃烧的化学方程式：

，则R可能是下列物质中的( )

A.C2H6

B.C2H6O

C.C2H4

D.C2H4O2

16. 下列说法正确的

是

( )

①水银不是银②干冰不是冰③铅笔不含

铅④金刚石不含金

A.①④

B.②

C.②③

D.①②③④

17. 发现室内煤气泄漏使人中毒时，应首先做的

是 ( )

A.迅速做人工呼吸

B.立即关闭煤气阀门，打开门窗

C.拨打急救电话120

D.立即打开换气扇开关

二、填空题：(本题共40分)

18. (8分)H2、O2、CO2、CO、CH4五种气体中，①能燃烧的是

_______________，②能支持燃烧的是___________，③点燃前必须检验其纯度的是_______________，④有毒的是_______________，⑤常用作还原剂的是

_____________，⑥属于有机物的是____________，⑦不宜用排水法收集的是

_______________，⑧密度大于空气的是____________，⑨点燃时产生蓝色火焰的是___________________。

19. (5分)用化学式填写：

①石灰石的主要成份是_____________，②酒精_______________，③干冰

_______________，④_______________俗称熟石灰，________________俗称生石灰。

20. (4分)碳和碳的化合物是物质世界中最庞大的家族。