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九年级

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九年级化学上册 第六单元:《碳和碳的氧化物》知识

【知识结构】

 

【知识梳理         

一、碳单质

(一)碳单质的物理性质

1金刚石是无色透明、正八面体形状的固体,自然界中最硬的物质,可用于制钻石、载玻璃、钻探机的钻头等。

2石墨是深灰色的有金属光泽面不透明的细鳞片状固体,最软的矿物之一,有导电性,润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、润滑剂等。

3、活性炭、木炭疏松多孔,具有强烈的吸附性,可以吸附有异味和颜色的物质。

4C6060个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。

(二)碳单质的化学性质

1)、常温下稳定性强(古代字画能长久保存的原因)。

2可燃性:完全燃烧(O2充足)生成CO2C+O2CO2 ;不完全燃烧(O2不足)生成CO2C+O22CO

3)、还原性:C+2CuO高温 2Cu+CO2(置换反应)应用:冶金工业;现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊3C+2Fe2O3高温 4Fe+3CO2(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。)

典例1 2019辽宁本溪】有关金刚石和石墨的说法正确的是(  )

A.都有可燃性       B.都有导电性       C.都是黑色固体     D.都有滑腻感

【答案】A

【解析】A、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质,均具有可燃性,故选项说法正确。

B、金刚石不具有导电性,故选项说法错误。

C、金刚石是无色透明的固体,石墨是深灰色固体,故选项说法错误。

D、石墨有滑腻感,金刚石没有,故选项说法错误。

故选:A

典例22019.江西】文房四宝笔墨纸砚的主要成分是(     )

A.           B.硅          C.磷            D.

【答案】A

【解析】古代的墨是由砚台加水研磨而成,而砚台是石墨矿雕刻而成,故主要成分是碳。

典例32018湖北宜昌】下列有关碳单质的说法错误的是(  )

A.金刚石是天然存在的最硬的物质

B.石墨和C60是由不同种原子构成

C.金刚石和石墨的化学性质相似

D.活性炭包可放在冰箱中除异味

【答案】B

【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质,故说法正确;

B、石墨和C60都是由碳原子构成的物质,故说法错误;

C、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质,化学性质相似,故说法正确;

D、活性炭具有吸附性,可放在冰箱中除异味,故说法正确。

故选B

二、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(相对分子质量为28,所以不用排气法收集),难溶于水(可用排水法收集)。

2、化学性质

1有毒: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)可燃性:2CO+O22CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)。

3)还原性:CO+CuO高温 Cu+CO2(置换反应)应用:冶金工业;现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色。3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO2(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊)。

典例4 2018湖南长沙】燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体,下列关于CO的说法不正确的是:(    )

A. CO气体有毒,可危害人体健康    B. CO可用于冶炼金属

C. CO可以燃烧,可作燃料         D. 在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒

【答案】D

【解析】ACO气体有毒,可危害人体健康,正确;BCO具有还原性,可用于冶炼金属,正确;CCO可以燃烧,可作燃料,正确; D、一氧化碳难溶于水,在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒,错误。故选D

典例52019.河南】如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是(  )

 

A.开始时应先预热玻璃管,后通入一氧化碳

B.实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色

C.参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为407

D.将尾气点燃或收集,可防止一氧化碳污染空气

【答案】D

【解析】A、实验开始先通入一氧化碳,排出装置内的空气后,再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁,先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气,防止发生爆炸,故选项说法错误。

B、一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验进行一段时间后,玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑,故选项说法错误。

C、反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160:(28×3)=4021,故选项说法错误。

D、一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置,可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集,故选项说法正确。

故选:D

三、二氧化碳的性质

1、物理性质:无色、无味的气体,能溶于水,在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体,称为干冰(用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果)。

2、化学性质: 与水反应:原理:CO2+H2O=H2CO3

                            生成的碳酸可以使紫色石蕊试液变红,不是二氧化碳使石蕊变红的。

                ‚与石灰水反应:原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O     

现象:石灰水变浑浊;用途:检验二氧化碳的存在。

                ③化学性质稳定且无毒(用途科学实验和工业生产保护气)

不燃烧、不支持燃烧(用途灭火

光合作用原料(用途气体肥料

典例62019江苏省苏州一模】下列关于二氧化碳的说法不正确的是(  )

A.二氧化碳有毒         B.二氧化碳常用于灭火

C.干冰可用于人工降雨 D.光合作用会消耗二氧化碳

【答案】A

【解析】A、二氧化碳不帮助呼吸,能使人致死,但没有毒性,故A说法错误;

B、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,可用于灭火,故B说法正确;

C、固体二氧化碳叫干冰,干冰升华能吸收大量热量,可用于人工降雨,故C说法正确;

D、光合作用的原料是二氧化碳和水,光合作用会消耗二氧化碳,故D说法正确;

故选A

典例72019湖北宜昌】为探究二氧化碳能否和水反应,用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I中小花变红,实验中小花不变色。下列说法不正确的是(  )


A.实验说明醋酸可以使小花变红

B.实验说明二氧化碳不能使小花变红

C.实验说明二氧化碳能与水发生化学反应

D.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质

【答案】D

【解析】A、由实验的现象可知,实验说明醋酸可以使小花变红,说法正确;

B、实验说明二氧化碳不能使小花变红,说法正确;

C、实验说明二氧化碳能与水发生化学反应,说法正确;

D、上述实验说明碳酸和醋酸具有相似的化学性质,二氧化碳和醋酸不具有相似的化学性质,说法不正确。

故选:D

典例82019山东省青岛一模】实验是进行科学探究的重要方式,某同学设计如图所示实验,探究二氧化碳的有关性质。请填空:


1)实验1采用可科学探究中的控制变量法,该实验控制的变量是  

2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象是         ,该反应的化学方程式是              

3)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球先变色,通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是                  

【答案】(1)水;(2)石蕊纸花变红色;CO2+H2O═H2CO3;(3;密度比空气的大

【解析】(1)实验1采用科学探究中的控制变量法,由图示可知,该实验控制的变量是水.

2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊溶液变红色,则观察到的现象是石蕊纸花变红色;反应的化学方程式为:CO2+H2O═H2CO3

3)将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中,用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球②③都不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色;用紫色石蕊溶液润湿的棉球都变红,说明二氧化碳和水发生了化学反应;并且先变红,通过此现象说明二氧化碳的密度比空气的大.

四、二氧化碳的制取

1)药品:大理石或石灰石和稀盐酸

(2)原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

3)装置:固液不加热,向上排空法

4)步骤:连接装置;检查装置的气密性向锥形瓶中加入大理石从长颈漏斗加入稀盐酸收集二氧化碳;验满。 

5)收集法:向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;能溶于水且与水反应,不能用排水法。

6)验满:向上排空气法,用燃着的木条放在,瓶口,木条熄灭则收集满。                   

7)检验:将气体通入澄清石灰水,若石灰水浑浊,则是二氧化碳。

原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O  

8)注意事项:长颈漏斗的下端要伸到液面以下(防止产生的气体从长颈漏斗口逸出);锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞(有利于产生的气体排出);集气瓶中的导管口要接近集气瓶底(目的:便于排净空气)。

9)药品的选择:实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为(稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面,阻碍反应的继续发生)。也不用浓盐酸是因为(浓盐酸易挥发,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯)。

典例92019江苏苏州】下列有关CO2实验的图示正确的是(  )

A制取CO2    B收集CO2

C验证CO2已集满         D验证CO2能与水反应

【答案】D

【解析】A.制取二氧化碳时,长颈漏斗要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出,故A错误;

B.二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,如果用的话也要短进长出,故B错误;

C.验满时要把燃着的木条放在集气瓶中,而不是伸入集气瓶内,故C错误;

D.通过观察紫色石蕊试液变红色就可以验证二氧化碳能和水反应,故D正确。

故选:D

典例10 2019黑龙江龙东实验室制取气体时需要的一些装置如图所示,请回答下列问题。


1)写出标有序号的仪器名称:①_        ____

2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳可选择的发生和收集装置为_____(填字母序号),其反应的化学方程式为___                    __,该发生装置中使用分液漏斗的优点是                 ____

3)写出检验二氧化碳是否集满的操作方法___                                                  __

4)若用(2)中所选装置来制取干燥的氧气,还需要的装置为_____(填字母序号)。

5)某兴趣小组的同学用AGH装置进行实验,若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中的现象是_   ____A装置中反应的化学方程式为__                                    ___

【答案】(1)铁架台; (2BECaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2;能够控制反应的速率; (3)把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则集满; (4F; (5)澄清石灰水变浑浊;

【解析】(1是铁架台;

2)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,不需要加热,发生装置可选用B;二氧化碳的密度比空气大、能溶于水,可用向上排空气法收集,可选用E收集;碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2;该发生装置中使用分液漏斗的优点是能够控制反应的速率;

3)由于二氧化碳的密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧,检验二氧化碳是否集满的操作方法是:把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则集满;

4)若用(2)中所选装置来制取干燥的氧气,还需要的装置为F,因为氧气不和浓硫酸反应,浓硫酸具有吸水性;

5)蜡烛燃烧生成的二氧化碳进入H中使澄清石灰水变浑浊;A中装置有酒精灯,试管口有棉花,因此适合用高锰酸钾制取氧气,化学方程式为:

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