专题02 碳和碳的氧化物(考点详解)(解析版).docx
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- 专题02 碳和碳的氧化物考点详解解析版 专题 02 氧化物 考点 详解 解析
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1、专题02 碳和碳的氧化物 碳单质的性质及用途 考查形式主要以选择题和填空题形式出现,有时也会出现在简答题中,有时结合其他知识点综合考查。考查的知识点有:碳单质的物理性质和化学性质;几种碳单质物理性质存在较大差异的原因;碳单质的用途等。1.碳单质的物理性质和用途物质物理性质主要用途金刚石无色透明,是硬度最大的天然物质做装饰品,切割玻璃、大理石,做地质勘探钻头石墨深灰色,有金属光泽,质软、滑腻,导电性好,耐高温做铅笔芯、电极材料、高温润滑剂C60熔点低做超导材料无定形碳主要有:焦炭、木炭、活性炭、炭黑,它们都是混合物。活性炭、木炭具有强烈的吸附性(脱色、吸附异味、吸附毒气),活性炭多用于防毒面具,
2、焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。2.碳的化学性质常温下性质稳定;可燃性:碳在加热条件下,具有可燃性与H2、CO的性质相似。 碳在氧气中充分燃烧:C + O2 CO2 ;不充分燃烧:2C + O22CO还原性:C+ 2CuO 2Cu + CO2现象:黑色粉末逐渐变成红色,石灰水变浑浊。3C+ 2Fe2O3 4Fe + 3CO2 2C+ Fe3O4 3Fe + 2CO2木炭还原氧化铜实验装置图:实验现象:澄清的石灰水变浑浊;黑色固体逐渐变成红色;实验注意事项:在酒精灯上加网罩的目的:使火焰集中并提高温度。配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:防止已经还原的铜被氧气重新氧化。实验完毕后
3、先熄灭酒精灯的后果:石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。1.(2022广西贺州中考)下列物质中,硬度最大的是( )A. C60B. 活性炭C. 石墨D. 金刚石【答案】D【解析】A、C60是人造物质,有弹性,硬度不大,不符合题意;B、活性炭具有疏松多孔的结构,硬度也不大,不符合题意;C、石墨很软,是最软的矿物之一,不符合题意;D、金刚石是天然存在的最硬的物质,符合题意;故选D。2(2022年云南省昆明市中考)填涂答题卡需要用2B铅笔,铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是( )A金属光泽B质软C导电性D可燃性【答案】D【解析】通过化学变化才能体现出来的性质属于化学性质。A、金属光泽不需要通过
4、化学变化就能体现,属于物理性质,不符合题意;B、质软不需要通过化学变化就能体现,属于物理性质,不符合题意;C、导电性不需要通过化学变化就能体现,属于物理性质,不符合题意;D、可燃性需要通过化学变化就能体现,属于物理性质,符合题意。故选D。3.(2022湖南长沙中考)“碳家族”的成员很多,用途很广。下列说法正确的是( )A. 石墨不具有导电性B. C60单质是由碳原子直接构成的C. 活性炭具有吸附性D. 金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同【答案】C【解析】A、石墨具有良好的导电性,不符合题意;B、C60由C60分子构成,不符合题意;C、活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,符合题意;D、金刚石和石墨均
5、是碳原子构成,但是碳原子的排列方式不同,不符合题意。故选C。规律总结:物质的组成、结构物质的性质物质的用途。例如木炭、活性炭具有吸附性,是因为它们都具有疏松多孔的结构,其中活性炭的吸附能力比木炭的更强。金刚石、石墨和C60等,它们的物理性质差异很大是由于碳原子的排列方式不同。1. “碳”和“炭”“碳”是指碳元素,是一个与化学的“元素”密切相关的概念,只用作化学用语,在表示元素和含碳的化合物时使用,如:二氧化碳、碳化物、碳酸等。“炭”是指无恒定组成及性质的含碳的具体物质。如:炭黑、木炭、活性炭、煤炭等,它们都是由碳元素组成的混合物。2. C60由分子构成,C60可以表示一个C60分子,每个分子由
6、60个碳原子构成,它形似足球,这种足球结构的碳分子很稳定。3. 一种元素可以组成不同种单质;石墨在一定条件下可以转化为金刚石,该变化为化学变化;活性炭的吸附性是物理性质。4由碳元素组成的单质包括金刚石、石墨和C60等,它们的物理性质差异很大;但它们的化学性质相似,碳单质常温下化学性质不活泼,都有可燃性和还原性。 二氧化碳和一氧化碳的性质和用途考查题型主要包括选择题和填空题。考点考查的内容包括:二氧化碳的性质和用途;一氧化碳的性质和用途;二氧化碳对环境的影响;二氧化碳与一氧化碳性质的比较;二氧化碳和一氧化碳的鉴别、除杂等。1、一氧化碳和二氧化碳的性质比较一氧化碳二氧化碳物理性质无色无味的气体,密
7、度比空气略小,难溶于水无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水化学性质可燃性还原性毒性 二氧化碳能和水反应生成碳酸 二氧化碳可以和四大强碱反应生成盐和水 二氧化碳能和碳单质反应 二氧化碳能参与光合作用检验方法通过灼热的氧化铜粉末,粉末由黑色逐渐变成红色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊主要用途做燃料、冶炼金属灭火、制汽水、人工降雨2、一氧化碳还原氧化铜的实验:【实验装置】见下图(这是整套装置,但只需掌握虚线框中内容,并且下文的操作、现象、结论仅针对虚线框内的实验装置)。注:1-稀盐酸2-大理石3-碳酸氢钠溶液4-浓硫酸5-木炭6-氧化铜7-氢氧化钙溶液【实验操作】
8、 先通入一氧化碳,在加热前必须先检验一氧化碳的纯度; 点燃酒精灯给玻璃管内的物质加热; 实验完毕,先熄灭酒精灯; 再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。【实验现象】黑色粉末变成红色,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。【实验结论】一氧化碳能使氧化铜还原成铜,同时生成二氧化碳。【化学方程式】CO+CuOCu+CO2【注意事项】 检验一氧化碳纯度的目的:防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。 一氧化碳“早来晚走”,酒精灯“迟到早退”。 一氧化碳“早来”,酒精灯“迟到”的目的:排净装置内的空气,防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。 一氧化碳“晚走”,酒精灯“早退”的目的:防止灼热的铜重新被空气中的
9、氧气氧化(2Cu+O22CuO)。 因为一氧化碳有剧毒,随意排放会造成空气污染,所以必须进行尾气处理。 氢氧化钙溶液的目的: 证明反应生成二氧化碳; 除去装置内的二氧化碳。注意:一氧化碳还原氧化铁【实验装置和实验操作】与上面的实验类似( 下的酒精灯要换成酒精喷灯)【实现现象】红色粉末逐渐变黑,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。【化学方程式】3CO+Fe2O32Fe+3CO2【注意事项】铁块是银白色的,但铁粉是黑色的。水煤气(一氧化碳和氢气的混合气体):C+H2OCO+H2在我们学过的还原剂还原金属氧化物的反应中,只有两个反应的条件是“加热”,其他的都是“高温”:H2+CuOCu+H2O和CO+C
10、uOCu+CO21.(2022黑龙江龙东中考)归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是( )A. 构成:一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子B. 性质:通常情况下,CO2不支持燃烧;CO支持燃烧C. 用途:固体CO2可用于人工降雨;CO可作燃料D. 危害:CO2无毒:CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒【答案】B【解析】A、构成:一个二氧化碳分子中有2个氧原子,一个一氧化碳分子中有1个氧原子,一个二氧化碳分子比一个氧化碳分子多一个氧原子,不符合题意;B、通常情况下,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,一氧化碳具有可燃性,不能支持燃烧,符合题意;C、固体二氧化碳俗称“
11、干冰”,干冰升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨,一氧化碳具有可燃性,可作燃料,不符合题意;D、二氧化碳无毒,一氧化碳有毒,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,造成生物体缺氧,不符合题意。故选B。2.(2022湖南郴州)有关碳及其化合物说法错误的是( )A. 金刚石是由碳元素组成的天然存在的最硬的物质B. 绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并放出氧气C. 一氧化碳气体易溶于水D. 加热条件下,木炭可使氧化铜还原为铜【答案】C【解析】A、金刚石是由碳元素组成的单质,且天然存在的最硬的物质,故说法正确;B、绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳和水蒸气合成有机物并放出氧气,故
12、说法正确;C、一氧化碳气体难溶于水,故说法错误;D、加热条件下,木炭可使氧化铜还原为铜和二氧化碳,故说法正确;故选C。3.(2022湖北潜江等中考)下列有关碳及其氧化物的说法正确的是( )A. CO2是引起温室效应的主要气体,因此大气中CO2的含量越少越好B. 碳的单质有多种,用途各不相同,是因为它们的物理性质各不相同C. CO具有可燃性,在空气中燃烧产生黄色火焰D. 焦炭在工业上用于冶炼金属,在反应中表现出氧化性【答案】B【解析】A.CO2是引起温室效应的主要气体,也是光合作用的原料,大气中CO2维持了碳的稳定,所以二氧化碳的含量合适最好,选项错误。B.碳的单质有多种,用途各不相同,是因为它
13、们碳原子排列方式不同,对应碳单质的物理性质各不相同,正确。C.CO具有可燃性,在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,选项错误。D.焦炭在工业上用于冶炼金属,在反应中表现出还原性,选项错误。故选:B。4(2022陕西中考A)某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种,为检验其成分,小明同学按下图装置进行实验时,观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊,由此实验现象得出尾气的组成情况可能有( )A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种【答案】D【解析】根据题意,黑色的氧化铜变为红色,说明有铜生成即尾气样品中含有具有还原性的气体,一氧化碳和氢气都具有还原性,而澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳气体进入装置与
14、石灰水反应,根据题意,原气体中含有二氧化碳,而若含有一氧化碳,一氧化碳与氧化铜反应后会生成二氧化碳,故改尾气的组成可能是1、氢气和二氧化碳;2、氢气和一氧化碳;3、一氧化碳和二氧化碳;4、氢气、一氧化碳、二氧化碳;5、一氧化碳;共五种情况,故选:D。5.(2022黑龙江龙东中考) 如图,验证燃烧的条件、灭火原理和二氧化碳的性质实验。(1)实验一,铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧说明可燃物燃烧需要的条件之一是_。(2)实验二,A烧杯中蜡烛一段时间后熄灭,灭火的原理是_。(3)实验三,A和B的软塑料瓶体积相同且充满CO2,将A瓶盖打开,加入体积约为塑料瓶容积1/3的蒸馏水,旋紧瓶盖后充分振荡;向B中注
15、入等体积的蒸馏水,充分振荡,观察到A瓶的实验现象是_,B瓶无明显变化,其原因是_。【答案】(1)温度达到着火点 (2)隔绝氧气 (3)瓶子变瘪(或“变扁”) ;1体积水约能溶解1体积的二氧化碳,瓶内气体压强保持不变(或能溶于水,压强不变)【解析】(1)实验一,铜片上的白磷和红磷都与氧气接触,温度都是,但是白磷燃烧而红磷不燃烧,说明可燃物燃烧需要的条件之一是温度达到着火点,故填温度达到着火点。(2)实验二,A烧杯中蜡烛一段时间后熄灭是因为烧杯倒扣,隔绝氧气导致的,故填隔绝氧气。(3)二氧化碳溶于水且与水反应,体积减少,瓶内压强减小,瓶子变瘪,故填瓶子变瘪(或“变扁”);B瓶,1体积水约能溶解1体
16、积的二氧化碳,瓶内气体压强保持不变,故B瓶无明显变化,故填1体积水约能溶解1体积的二氧化碳,瓶内气体压强保持不变(或能溶于水,压强不变)。6.(2022湖南长沙中考)下列装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。(1)写出仪器的名称_。(2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,选择B装置作为发生装置,长颈漏斗下端管口应_,应选择的收集装置是_(填字母代号)。(3)将燃着的木条放在集气瓶口,发现木条_,说明二氧化碳已收集满。【答案】(1)试管 (2) 反应物液面以下;D (3)熄灭【解析】(1)仪器的名称是试管;(2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,选择B装置作为发生装置,长颈漏斗下端管
17、口应伸入反应物液面以下形成“液封”,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,应选择的收集装置是D;(3)二氧化碳不可燃也不支持燃烧,将燃着的木条放在集气瓶口,发现木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。1.由于CO和CO2的分子构成不同,决定了二者性质的不同。2.CO和CO2的鉴别方法:根据CO和CO2的不同特性,可以设计多种方法进行鉴别。鉴别时现象越明显,差异越多,区分越容易。物理方法:可以根据它们的密度和溶解性不同设计实验来鉴别。化学方法:可以利用CO的可燃性和还原性来鉴别,也可以利用CO2能与水、石灰水反应的现象来鉴别。3.CO2和CO的相互转化除杂:除杂原则:不增加新杂质
18、,不减少被提纯的物质,杂质与所需物质要易于分离。除杂不仅原理要正确,而且操作要切实可行。如要除去CO2中的CO,一般用还原CuO的方法,不能用点燃(少量CO不能点燃)或石灰水(可除去CO2)来除去CO。若要除去CO中少量的CO2,一般用氢氧化钠溶液来除去,不能用倾倒的方法(密度虽然有差异,但气体混合后一般是均匀分散的),也不能用水或紫色石蕊试液来除去(不易除尽)。1. 像CO等有毒气体,进行实验时,一定要进行尾气处理,方法是点燃或收集。2. 二氧化碳和一氧化碳化学性质不同的原因是分子构成不同。3. 二氧化碳和一氧化碳都会导致动物或人类死亡,前者是因为二氧化碳不支持呼吸使生物窒息而死,后者是因为
19、一氧化碳有毒使生物中毒而死。4. 在我们学过的还原剂还原金属氧化物的反应中,只有两个反应的条件是“加热”,其他的都是“高温”。(H2+CuOCu+H2O CO+CuOCu+CO2 )5. 一氧化碳有毒且难溶于水,故在室内放水盆的方法不能防止一氧化碳中毒。6. 一氧化碳还原性试验中要做到“一氧化碳早到晚走,酒精灯迟到晚退”保证实验安全。 二氧化碳的实验室制取考查形式在实验探究题中出现。主要的命题点有:实验原理方程式的书写;发生装置、收集装置的选择;二氧化碳的检验与验满;二氧化碳的性质验证等。1实验室制取二氧化碳原料:大理石或石灰石、稀盐酸。不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于
20、水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。反应原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2发生装置:同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置(原因:固体和液体混合,在常温下反应生成气体)收集装置:向上排空气法收集气体的装置(原因:二氧化碳能溶于水,且密度比空气密度大)检查装置的气密性:用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置,紧闭导气管出口,从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降,则表明漏气;若水面不下降,则表明不漏气。验满
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