专题04 碳和碳的化合物(讲义)(解析版).docx
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1、专题04碳和碳的化合物目录考点三二氧化碳制取方法16【夯基必备基础知识械理】16一、实验室制取二氧化碳16二、工业制取二氧化碳18考点一碳的单质6【芬基必备基础知识梳理】6一、金刚石、石墨和C606二、无定形炭6三、碳的化学性质6【提升必考题型归纳】8考向01形形色色的碳单质8考向02碳单质的化学性质9涔点二制取气体的思路和方法10【芬基必备基础知识梳理】10一、发生装置10二、收集装置12【提升必考题型归纳】18考向01实验室制取二氧化碳的原理18考向02实验室制取二氧化碳的装置20考向03二氧化碳的收集和检验21考点四二氧化碳和一氧化碳23【芬基必备基础知识械理】23一、二氧化碳23二、一
2、氧化碳26【提升必考题型归纳】12考向01装置的选择12考向02反应的控制15【提升必考题型B纳】27考向01二氧化碳的物理性质及验证27考向02二氧化碳与水反应29考向03二氧化碳与碱反应30考向04二氧化碳的循环与转化32考向05 一氧化碳的性质和用途33考向06二氧化碳和氧化碳35考点要求课标要求命题预测碳的单质认识碳的几种单质,掌握碳单质的物理和化学性质,理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。碳单质结构特点用途、二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途、制取气体的思路和方法等考点常以选择题的形式进行考查,考查的命题点有:碳单质的物理性质差异性、二氧化碳和一氧化碳用途、二氧化碳制取中的
3、药品、装置、收集、检验等,另外还有,一氧化碳毒性、一氧化碳用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。二氧化碳的制取方法、i氧化制取气体的思路和方法掌握气体发生装置和收集方法的选择依据,能制取气体的原料和反应发生的条件,正确选择出合理的实验装置。二氧化碳制取方法掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识二氧化碳和一氧化碳 了解二氧化碳的物理性质 掌握二氧化碳的化学性质及用途 掌握一氧化碳的化学性质及用途 了解二氧化碳与生活、环境间的关系 知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义碳还原性考点常以填空题、计算题的
4、形式进行考查。考查的命题点有:实验装置、实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。x _锁左l8 XMN.S*SCo2、可吸入颗粒物等C.空气中的稀有气体化学性质不活泼,没有任何用处D.空气质量日报中,空气质量级别越大,空气质量状况越差【答案】D【解析】A、氮气约占空气体积的78%,不是质量,不符合题意;B、二氧化硫、氧化碳、可吸入颗粒物属于空气污染物,二氧化碳是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,不符合题意;Cs空气中的稀有气体化学性质不活泼,可作保护气,且稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,不符合题意;D、空气质量日报中,空气质量级别越大,空气质量状况越
5、差,符合题意。故选D。方法技巧物质的性质决定物质的用途,物质的用途在一定程度上反映物质的性质。一种元素可以组成不同种单质的现象叫做同素异形现象;碳纳米管和单层石墨炜也属于碳元素形成的单质,切莫当成是新型化合物;同搂互谈一的多.质工金则石狗石屋.由原子直接构成C6。龙里分子构成色.物质,考点二制取气体的思路和方法IHk夯基必备必础知识梳理一、发生装置1.选择依据:药品状态、反应条件2.类型装置类型固固加热型固(液)液不加热型举例富镒酸钾制取氯气,氯酸钾制取氯气双氧水制取氧气,大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,锌和稀硫酸反应制取氢气装置图L/VJ注意事项试管口应稍向下倾斜;用排水法收集气
6、体完毕后,应先撤离导管,然后再熄灭酒精灯;用高锯酸钾制取氧气时试管口处应塞一团疏松的棉花。若使用长颈漏斗,长颈漏斗下端管口应插入液面以下,目的是防止气体从下端逸出。块状固体大小应适当,不能很碎,防止反应剧烈,不易控制。3.固(液)液不加热型发生装置的深挖掘(I)装置的评价(2)装置的可控性二、收集装置(1)基本类型方法排水法向上排空气法向下排空气法收集装置IP满足条件难溶或微溶于水,且与水不发生化学反应密度比空气的大,且气体不与空气中的成分发生反应密度比空气的小,且气体不与空气的成分反应举例H2、O2H2、CO2H2(2)变式类型方法排水法向上排空气法向下排空气法根据气体的化学性质,选择合适的
7、检验方法,力争做到现象明显、唯一。提升必考题型“纳考向Ol装置的选择【例1】(2022湖南岳阳中考真题)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是A.用过氧化氢溶液制取02,可选用装置组合B.用装置制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸C,用装置收集CO2,气体应从管口c通入D.要做铁丝燃烧实验,用收集02时建议留部分水【答案】D【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化镭制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置应选,氧气不易溶于水,收集装置可选,不符合题意;B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,硫酸钙微溶于水,会覆盖在水的表面,阻碍反应的进一步进行,故分液漏斗中应装稀
8、盐酸,不能装稀硫酸,不符合题意;C、用装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从b端进入,不符合题意;D、铁丝在氧气中燃烧,放出大量的热,故用收集02时建议留部分水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,符合题意。故选De【变式(2023惠山区校级三模)利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是【答案】B【分析】根据实验室中制取二氧化碳和氧气的反应原理和反应条件来选择反应的发生装置,根据二氧化碳和氧气的密度及水溶性来选择收集装置,据此进行分析判断。【解析】A、实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,属于固液常温型,即选用;二氧化碳的密度比空气的大,能溶于水,应选用向上排空气法收集气体
9、,即可用制取二氧化碳,故选项说法错误。B、实验室可加热高钵酸钾或加热氯酸钾制取氧气,此时可选用固体加热型装置,也可用过氧化氢在以二氧化钵作催化剂的条件下不加热制取氧气,此时可选用固体不加热型装置,氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集气体,氧气不易溶于水,可采用排水法收集气体,即可用、制取氧气,故选项说法正确。C、根据A选项的分析,应用制取二氧化碳,故选项说法错误。D、根据B的分析,可用、制取氧气,故选项说法错误。故选:Bo【变式12】(2022南京建邺区一模)我们学习过常见气体的实验室制法,知道了制取气体的般思路和方法。(1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑的两种因素有(填序号)。A
10、.反应物的状态B.气体的密度C.反应的条件D.气体的溶解性(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器:仪器的名称是,实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,,不可能选择的仪器是(填序号)。(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳,其反应的化学方程式为O为了完成该实验,有四位同学组装了以下发生装置,你认为最合适的一套装置是(填序号),该装置的最大优点是。该装置还可以用于实验室制取。(4)若用50克稀盐酸与10克大理石(含杂质)恰好完全反应生成2.2克二氧化碳,求稀盐酸的质量分数一【答案】(1)AC(2)长颈漏斗(3) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2tD能控制反应速率氢气(或
11、氧气)(4) 7.3%【解析】(1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑的两种因素有反应物的状态和反应的条件,故选AC。(2)仪器的名称是长颈漏斗;实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,属于固体和液体混合不需要加热的反应,所以不需要酒精灯,二氧化碳能溶于水,所以不能用排水法收集,所以也不需要。(3)碳酸钠粉末与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2C32HCl=2NaCI+H2O+CO2T:该反应是固体和液体混合不需要加热的反应,所以最合适的套装置是D,该装置的最大优点是能控制反应速率;该装置还可以用于实验室制取氢气(或氧气)。(4)设参与反应的HCI的质量为“。
12、CaCo3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O7344X2.2g73_X44=Z2gx=3.65g该稀盐酸中溶质的质量分数=声X100%=7.3%答:该稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%。考向02反应的控制【例2】(2023吉林松原一模)下列制取CO2的发生装置中,其中能“随时控制气体产生与停止的是A.B.C.D.【答案】C【解析】对于装置,通过铜丝拉动穿孔的塑料小瓶,使固体药品和液体药品分离或接触,可以随时控制气体的产生和停止,故正确;对于装置,通过挤压或放松下端装液体药品的容器,使液体药品与固体药品接触或分离,能够随时控制气体的产生和停止,故正确;对于装置,打开止水夹,因为连通器原理,固体
13、药品会和液体药品接触,反应开始;关闭止水夹,右端因为产生气体使得管内压强增大,液体药品被挤压到左侧,固、液药品分离,反应停止。所以该装置通过开、关止水夹能控制反应的开始和结束,故正确;对于装置,可以通过注射器控制反应速率,但不能随时实现固、液药品的分离,所以不能随时控制气体的产生和停止,故错误;对于装置,不能实现固、液药品的分离,所以不能随时控制气体的产生和停止,故错误;综上符合题意,故选C。【变式(2023山西晋城模拟预测)用如图所示装置制备气体,并随时控制反应的发生与停止,下列所选试剂制备相应气体合适的是用硫酸铜粉末与过氧化氢溶液混合制备02用铝片与稀盐酸混合制备H2用高锌酸钾固体制备02
14、用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备CO2用氯酸钾固体与二氧化锌固体混合制备。2A.B.C.D.【答案】A【解析】根据分析,用硫酸铜粉末与过氧化氢溶液混合制备氧气,由于硫酸铜是粉末,故无法放置于多孔塑料板上与液体分离,不符合题意;根据分析,用铝片与稀盐酸混合制备氢气,铝片置于塑料板上,符合题意;根据分析,用高钛酸钾固体制备氧气,反应条件是加热,适合于固体加热型发生装置,不符合题意;根据分析,用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备二氧化碳,块状碳酸钙置于塑料板上,符合题意;根据分析,用氯酸钾固体与二氧化锌固体混合制备氧气,反应条件是加热适合于固体加热型发生装置,不符合题意;符合题意,故选:Ao【变式22】(202
15、3上海奉贤一模)如图实验设计,能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是A.块状大理石锢J多孔隔板【答案】B【解析】A、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水,生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生,不合题意;B、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该装置中若在导管上关闭止水夹,装置内的压强增大,大理石与稀盐酸分离,反应停止;打开止水夹后,气体排出,装置内的压强减少,稀盐酸与大理石接触,反应开始,符合题意;C、该反应无法控制的反应的停止,不合题意;D、该反应无法控制的反应的停止,不合题意。故选B。考点三二氧化
16、碳制取方法k夯基必备必础知识梳理一、实验室制取二氧化碳1 .实验室制取二氧化碳原理(1)药品:大理石或石灰石与稀盐酸。(2)发生的反应:Caeo3+2HCI=Cacl2+CCM+H2O。2 .实验装置根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、在常温下进行,选择固液不加热装置,如图所示:3 .实验步骤(1)连接装置:(2)检查气密性;(3)在锥形瓶中装入大理石(或石灰石);(4)从长颈漏斗中加入稀盐酸;(5)收集气体:(6)检验气体是否收集满。正放在桌面4 .收集方法根据二氧化碳的性质,收集二氧化碳只能用向上排空气法收集。5 .验满与检验二氧化碳(1)检验:将收集的气体通入澄清石灰水中,若
17、澄清石灰水变浑浊,则是二氧化碳;否则,不是。如图所示:上一澄清石灰(2)验满:将一根燃着的木条放在集气瓶口,若燃着的木条熄灭,则证明二氧化碳已满;否则,未满。如图所示:C二、工业制取二氧化碳易错工业上,常常用高温煨烧石灰石来制取二氧化碳,发生的反应是CaCo3蟹Ca0+C02j药品选择的注意点盐酸必须是稀盐酸,浓盐酸具有挥发性,易挥发出HCI气体。除去CO2中的HCI的方法:先通过饱和的NaHCO3溶液,再通过浓硫酸。不能使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石。防止反应速度太快,不利于气体收集。不能使用棉硫酸。稀硫酸与碳酸钙反应生成的CaSO4微溶,会覆盖在大理石或石灰石表面阻止反应
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