考點(diǎn)趨勢(shì)
碳單質(zhì)結(jié)合化學(xué)式或分子模型,考查微觀構(gòu)成和宏觀組成及各種碳單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途系。在實(shí)驗(yàn)探究題和框圖推斷題中考查木炭還原氧化銅的反應(yīng)原理或通過(guò)反應(yīng)物的特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推導(dǎo)反應(yīng)。碳的氧化物,以物質(zhì)的鑒別、推斷及含碳化合物之間的轉(zhuǎn)化;性質(zhì)和用途在填空題或簡(jiǎn)答題中也有考查。二氧化碳制取多為綜合性試題,結(jié)合氧氣考查,結(jié)合具體的條件選擇發(fā)生裝置和收集裝置,要熟記裝置選擇的考慮因素。氣體制取和收集裝置的選擇應(yīng)根據(jù)制取氣體從原理上是否科學(xué),嚴(yán)謹(jǐn)、合理,裝置上和操作中是否安全、簡(jiǎn)便、現(xiàn)象是否明顯,藥品是否經(jīng)濟(jì)、易得、環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行分析。
知識(shí)梳理
考向一:碳單質(zhì)
(一)碳單質(zhì)的物理性質(zhì)
1、金剛石是無(wú)色透明、正八面體形狀的固體,自然界中最硬的物質(zhì),可用于制鉆石、載玻璃、鉆探機(jī)的鉆頭等。
2、石墨是深灰色的有金屬光澤面不透明的細(xì)鱗片狀固體,最軟的礦物之一,有導(dǎo)電性,潤(rùn)滑性。可用于制鉛筆芯、電池的電極、潤(rùn)滑劑等。
3、活性炭、木炭疏松多孔,具有強(qiáng)烈的吸附性,可以吸附有異味和顏色的物質(zhì)。
(二)碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
(1)、常溫下穩(wěn)定性強(qiáng)(古代字畫(huà)能長(zhǎng)久保存的原因)。
(2)可燃性:(O2充足)完全燃燒生成CO2:C+O2CO2 ;(O2不足)不完全燃燒生成CO:2C+O22CO。
(3)、還原性:C+2CuO高溫 2Cu+CO2↑(置換反應(yīng))應(yīng)用:冶金工業(yè);現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變成光亮紅色,石灰水變渾濁。3C+2Fe2O3高溫 4Fe+3CO2↑(現(xiàn)象:紅棕色粉末逐漸變成黑色,石灰水變渾濁。)
【易錯(cuò)警示】
1.金剛石、石墨等它們都屬于碳單質(zhì),化學(xué)式相同。但它們的物理性質(zhì)不同,是因?yàn)闃?gòu)成它們的碳原子排列方式不同。
2.C60不是碳原子構(gòu)成的,是由分子構(gòu)成的物質(zhì),1個(gè)C60分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成。
考向二:一氧化碳性質(zhì)
1、物理性質(zhì):無(wú)色,無(wú)味的氣體,密度比空氣略小(相對(duì)分子質(zhì)量為28,所以不用排氣法收集),難溶于水(可用排水法收集)。
2、化學(xué)性質(zhì)
(1)有毒:吸進(jìn)肺里與血液中的血紅蛋白結(jié)合,使人體缺少氧氣而中毒。
(2)可燃性:2CO+O22CO2(可燃性氣體點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)純度)。
(3)還原性:CO+CuO高溫 Cu+CO2(置換反應(yīng))應(yīng)用:冶金工業(yè);現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變成光亮紅色。3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2(現(xiàn)象:紅棕色粉末逐漸變成黑色,石灰水變渾濁)。
【易錯(cuò)警示】
CO的三種化學(xué)性質(zhì):可燃性,還原性,毒性??扇夹詺怏w點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)純度,決定其用作燃料。還原性決定其用于金屬冶煉,性質(zhì)決定用途,一定要一一對(duì)應(yīng),不要弄混了。
考向三:二氧化碳的性質(zhì)
1、物理性質(zhì):無(wú)色、無(wú)味的氣體,能溶于水,在一定壓強(qiáng)和低溫條件下變成白色塊狀或片狀固體,稱為干冰(用途制冷劑、人工降雨、食物儲(chǔ)運(yùn)、制造舞臺(tái)煙霧效果)。
2、化學(xué)性質(zhì):
?與水反應(yīng):原理:CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸可以使紫色石蕊試液變紅,不是二氧化碳使石蕊變紅的。
?與石灰水反應(yīng):原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O?,F(xiàn)象:石灰水變渾濁;用途:檢驗(yàn)二氧化碳的存在。
③不燃燒、不支持燃燒(用途滅火)
【易錯(cuò)警示】
1.二氧化碳通入紫色石蕊試液中,紫色石蕊試液變紅,生成的碳酸可以使紫色石蕊試液變紅,不是二氧化碳使石蕊變紅的,化學(xué)方程式CO2+H2O=H2CO3。
2.分子的種類不同,則性質(zhì)也不同。一氧化碳和二氧化碳性質(zhì)不同的根本原因是分子不同,不能簡(jiǎn)單比較原子數(shù)目。
考向四:二氧化碳的制取
1.藥品:大理石或石灰石和稀鹽酸。
2.原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
3.裝置:固液不加熱,向上排空法,
4.步驟:①連接裝置;②檢查裝置的氣密性;③向錐形瓶中加入大理石;④從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸;⑤收集二氧化碳;⑥驗(yàn)滿。
5.收集法:向上排空氣法:原因密度比空氣大且不與空氣反應(yīng);能溶于水且與水反應(yīng),不能用排水法。
6.驗(yàn)滿:向上排空氣法,用燃著的木條放在,瓶口,木條熄滅則收集滿。
7.檢驗(yàn):將氣體通入澄清石灰水,若石灰水渾濁,則是二氧化碳。原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O
8.注意事項(xiàng):①長(zhǎng)頸漏斗的下端要伸到液面以下(防止產(chǎn)生的氣體從長(zhǎng)頸漏斗口逸出);②錐形瓶中的導(dǎo)管只能剛剛露出橡皮塞(有利于產(chǎn)生的氣體排出);③集氣瓶中的導(dǎo)管口要接近集氣瓶底(目的:便于排凈空氣)。
9.藥品的選擇:①實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反應(yīng)是因?yàn)椋ㄏ×蛩岷痛罄硎磻?yīng)生成的硫酸鈣微溶于水,會(huì)附著在大理石表面,阻礙反應(yīng)的繼續(xù)發(fā)生)。②也不用濃鹽酸是因?yàn)椋恹}酸易揮發(fā),使制得的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純)。
【易錯(cuò)警示】
(2)二氧化碳中有水蒸氣和HCl雜質(zhì)。
檢驗(yàn)氣體:(1)先通過(guò)白色硫酸銅粉末,硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色則說(shuō)明有水蒸氣;(2)再通過(guò)
硝酸銀溶液,若有不溶于硝酸的白色沉淀生成,說(shuō)明有HCl。
凈化氣體:(1)先通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液,除去HCl;(2)再通過(guò)濃硫酸溶液,除去水蒸氣。