初中化学中考复习 2021届中考化学一轮微专题复习学案：　碳和碳的化合物

2021届中考化学一轮微专题复习学案：　碳和碳的化合物

1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。

2.知道木炭和活性炭具有吸附性。

3.知道不同元素可以组成不同的物质,同种元素也可以组成不同的物质。

4.知道碳单质的化学性质——稳定性、可燃性、还原性。

5.了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。

6.探究实验室制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取二氧化碳。

7.知道二氧化碳、一氧化碳的物理性质和化学性质。

8.了解二氧化碳、一氧化碳在生活和生产中的用途。

9.了解自然界中的氧循环和碳循环。

10.知道温室效应,了解防止温室效应进一步增强应采取的措施。

名师考点精讲          

考点1　碳单质的性质及碳、氧循环

1.碳单质的物理性质和用途

金刚石、石墨、C60是常见的碳单质,它们虽然都是由　碳元素　组成的,但属于三种不同的物质;由于构成它们的　碳原子的排列方式　不同,因此它们的物理性质存在很大差异。 

(1)金刚石、石墨、C60的物理性质和用途

(2)木炭、活性炭的性质及用途

①木炭具有疏松多孔的结构,因此它具有较强的　吸附　能力,可用于吸附色素和异味。 

②活性炭的吸附作用比木炭强,常应用于水的净化、防毒面具里的滤毒罐、制糖工业、冰箱除味剂等。

(1)石墨在一定条件下可转化成金刚石,属于化学变化。(2)活性炭的吸附性是物理性质。

2.碳的化学性质和用途

1.对“同种元素不一定只组成一种单质”的说法理解不透彻。如碳元素可组成金刚石、石墨和C60等单质,所以只含一种元素的物质不一定是单质,也可能是几种单质组成的混合物。

2.金刚石、石墨、C60等都是由碳元素组成的单质,构成它们的碳原子的最外层电子数相同(都是4),因此,不同碳单质的化学性质相同。

3.碳、氧循环

(1)人和动植物的呼吸、化石燃料的燃烧等均能产生二氧化碳;而绿色植物的光合作用却吸收二氧化碳,放出氧气。

(2)温室效应

①产生原因:大气中的　二氧化碳　、甲烷、臭氧等温室气体增多,导致全球气候变暖。 

②危害:全球气候变暖、两极冰川融化、海平面升高、土地沙漠化等。

③防治措施:减少使用化石燃料、开发和利用清洁能源、严禁乱砍滥伐、积极植树造林等。

典例1　石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体(如图),图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯,下列说法不正确的是(　　)

A.石墨烯和金刚石都由碳元素组成

B.石墨烯的导电性比银强

C.石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用

D.从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化

【解析】石墨烯和金刚石都是由碳元素组成的单质,A项正确;由题意可知,石墨烯是目前发现的导电性最强的物质,B项正确;由题图可知,石墨烯中的每个碳原子为三个六元环共用,C项正确;石墨和石墨烯属于两种不同的碳单质,故从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化,D项错误。

【答案】 D

针对训练

1.两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质,下列关于碳单质的说法正确的是(　A　)

A.金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来裁玻璃

B.石墨有金属光泽,有导电性,所以是一种金属

C.活性炭具有吸附性,可以吸附所有物质

D.金刚石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接构成的

【解析】石墨是一种非金属单质,B项错误;活性炭具有吸附性,但不能吸附所有物质,C项错误;金刚石和石墨是由碳原子直接构成的,足球烯(C60)是由C60分子构成的,D项错误。

考点2　二氧化碳的实验室制取

实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取CO2,其原理为　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　(用化学方程式表示)。 

考点3　碳的氧化物

1.二氧化碳、一氧化碳的性质和用途的比较

1.一氧化碳有毒,因为一氧化碳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,使人体缺氧导致中毒,与二氧化碳含量过高使人窒息死亡有着本质的区别。二氧化碳没有毒,但空气中二氧化碳的含量过高会使人头晕,甚至窒息死亡。

2.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红的实质是二氧化碳与水反应生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红。

3.对物质的性质与组成、结构之间的关系缺乏正确理解。如CO和CO2因分子构成不同而导致它们在性质上有很大的差异。CO能进一步与氧结合生成CO2,故CO具有还原性。CO2可提供氧,具有氧化性。

2.一氧化碳和二氧化碳的鉴别

典例2　下列关于CO2、CO的说法不正确的是(　　)

A.CO是许多气体燃料(如水煤气)的主要成分

B.冬天用煤火取暖时,在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒

C.CO2无毒,当空气中的CO2超过正常含量时,不会对人体健康产生影响

D.大气中的CO2能起到对地球保温的作用

【解析】二氧化碳无毒,但是当空气中的二氧化碳含量过高时,可能会使人头晕,甚至窒息死亡,C项错误。

【答案】 C

针对训练

2.下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法不正确的是(　C　)

A.一氧化碳和二氧化碳都是碳的氧化物

B.1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子

C.一氧化碳和二氧化碳都能用于冶炼金属

D.一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化

【解析】一氧化碳具有还原性,能用于冶炼金属;二氧化碳不具有还原性,不能用于冶炼金属,C项错误。

3.某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分如图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学进行如下探究。

探究一:该气体的成分

【猜想与假设】小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。

小明说:不可能含有N2,因为　反应物中不含氮元素(或不遵循质量守恒定律)　。 

小芳说:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO　有毒　。 

该小组同学认为该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。

【进行实验】

【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有　CO2　。 

(2)由实验②　不能　(填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气,理由是　氧气的含量较低时,带火星的木条也不能复燃　。 

探究二:维C泡腾片溶液的酸碱性

向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液,溶液变红,说明溶液显　酸　性。 

实验突破              

实验　二氧化碳的实验室制取

1.实验药品:大理石或石灰石、稀盐酸。

说明:(1)不可用稀硫酸代替稀盐酸,因为生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在碳酸钙表面,会阻止碳酸钙与硫酸接触,使反应难以继续进行。

(2)不可用碳酸钾、碳酸钠代替大理石或石灰石,因为碳酸钾、碳酸钠是粉末状固体,与稀盐酸反应的速率太快,不利于控制和收集。

(3)不可用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体,会使制得的二氧化碳不纯,且影响二氧化碳性质的检验。

2.实验原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。

3.实验装置

(1)实验室制取少量二氧化碳时可选择甲装置;制取较大量二氧化碳时可选择乙、丙装置;乙装置的优点是便于添加液体,丙装置的优点是可以控制反应的速率。

(2)注意:①实验室用甲、乙装置制取二氧化碳时,长颈漏斗下端管口须插入液面以下形成“液封”,以防生成的气体从长颈漏斗逸出。②干燥二氧化碳可选用浓硫酸(若用戊装置干燥二氧化碳,气体应从a端通入)。

(3)选择收集装置的依据:CO2的密度比空气大且易溶于水并与水反应,所以选用向上排空气法收集,即选择丁装置。

(4)收集二氧化碳也可用戊装置,气体由a端进入,在b端验满。

4.实验步骤

(1)查:检查装置的气密性。

(2)装:将药品装入试管或锥形瓶中,通过长颈漏斗或分液漏斗添加稀盐酸。

(3)收:收集二氧化碳。

(4)验满:将燃着的小木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满。

5.二氧化碳的检验

(1)操作:将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明气体是CO2,相关反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。

(2)注意:检验二氧化碳不能用燃着的木条,因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳,也可能是氮气等不支持燃烧的气体。

6.二氧化碳的吸收

实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,相关反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。

说明:澄清石灰水也可吸收二氧化碳,但由于氢氧化钙微溶于水,其溶液的浓度较小,故一般不用澄清石灰水来吸收二氧化碳。

7.二氧化碳的净化、干燥及体积的测量

用稀盐酸和大理石(或石灰石)反应制取CO2时,由于反应过程中放出热量,会挥发出少量HCl气体,从而使制得的CO2气体中含有HCl、H2O等,可用饱和NaHCO3溶液(与HCl反应,与CO2不反应)除去HCl,再用浓硫酸干燥,最后将CO2气体通入用植物油液封的盛水集气瓶中,测得量筒内水的体积即为生成的CO2的体积(如图所示)。其中,在水面上方加一层植物油的目的是避免CO2与水接触而部分溶解,减小测量误差。此外,植物油上方原有的空气对实验结果没有影响。

针对训练

1.下图是实验室中常见装置,回答下列问题。

(1)仪器a的名称是　锥形瓶　。 

(2)用装置A进行实验时,首先应　③　(填序号)。 

①加药品　　　②加热　　　③检查装置气密性

(3)用A装置制取气体的不足之处是　不能控制反应的速率(合理即可)　。 

(4)若要收集干燥的CO2,可将含有水蒸气的CO2从装置B的　m　(填“m”或“n”)端导入,试剂X是　浓H2SO4　;再用装置　E　(填“C”“D”或“E”)收集。 

(5)向集满CO2的集气瓶中加入澄清石灰水,反应的化学方程式为　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　。 

2.某化学兴趣小组的同学学习了气体的制取和收集后,对相关知识进行总结,请你一起参与,并完成下面内容。

(1)为了便于控制反应速率,实验室制取氢气应选择的发生装置和收集装置为　BD(或BE)　,一般不选用稀盐酸制取氢气的原因是　盐酸易挥发,导致收集的氢气不纯　。 

(2)实验室现用F装置制取二氧化碳气体。

①请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式:　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　。 

②检查装置的气密性:关闭活塞K,将干燥管放入带有水的烧杯中,若观察到　干燥管内液面低于烧杯内液面　,则表明该装置的气密性良好。 

③将装有石灰石的干燥管放入装有稀盐酸的烧杯内,同时打开活塞K,干燥管内发生反应,一段时间后,关闭活塞K,反应停止,其原理是　关闭活塞K后,干燥管内还能继续反应生成CO2气体,使得装置内气压大于外界大气压,将干燥管内液体排至烧杯中,使石灰石和稀盐酸完全分离,反应停止　。