【初三化学】碳的知识点解析.docx

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一:课题思考
1 燃烧的定义与条件分别是什么？
2灭火的方法有哪几种？
3比较燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃有哪些相同与不同？
4 促使燃料充分燃烧的常用方法有哪几种？
二:知识梳理
知识点1：碳的单质
1 同素异形现象和同素异形体：
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的几种单质，这种现象叫做同素异形现象，而这三种物质互称为碳元素的同素异形体。我们接触的互为同素异形体的物质还有：红磷与白磷，氧气与臭氧等。
2 金刚石与石墨性质与作用的比较：

金刚石
石墨
物理性质
自然界最硬的矿物之一；晶莹剔透，美丽无比，不易导电导热
深灰色的细鳞片状固体；软而滑；可导电，易传热
原子排列结构
立体网状结构
片层结构
化学性质
相似，因为它们都由碳原子构成，而碳原子的核外电子排列相同
用途
切割玻璃；做钻探机的钻头；做装饰品，如钻戒等
做铅笔芯、润滑剂、电极
其他
稀少而昂贵
易得而价廉

3 无定形碳：
（1） 定义：木炭、活性炭、焦炭、炭黑是由碳元素形成的单质。它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，没有固定的几何形状，所以叫无定形碳
（2） 几种无定形碳的比较

颜色、状态
制法
用途
木炭
灰黑色的多孔性固体
木材隔绝空气加强热
做燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭，有吸附作用
活性炭
灰黑色多孔颗粒状固体
木炭在高温下用水蒸气处理
净化多种气体和液体、作防毒面具
焦炭
浅灰色多孔性固体
烟煤隔绝空气加强热
冶炼金属
炭黑
极细的黑色粉末
含碳物质不完全燃烧
制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，做橡胶制品的填料

知识点2：木炭与活性炭的吸附性
木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附气体或溶液里的色素。其中管道越多，跟气体或溶液的接触面积越大，吸附能力越强。吸附过程属于物理变化过程。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到，因此，活性炭具有更大的表面积，它的吸附能力比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制得白糖
知识点3：单质碳的化学性质
1 稳定性：常温下化学性质不活泼。在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化
2 可燃性：单质碳在点燃条件下能与氧气反应，而氧气的量充足与否，会影响产物不同
（1） C+O2CO2（空气足量）
（2） 2C+O22CO(空气不足量)
3 还原性：单质碳在高温下，能与某些氧化物反应
（1）2CuO + C 2Cu +CO2↑
注意:①碳单质作还原剂一般需要大量的热,属于吸热反应,因此反应条件一般要写高温
②在木炭还原氧化铜实验中,操作时注意试管口要略向下倾斜,配制混合物时木炭粉应稍过量些,目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化.在实验结束时要先撤导管,后撤酒精灯,如果先撤酒精灯会使试管的温度降低,导致试管内的压力突然变小,石灰水会倒流入试管,导致试管炸裂.所以实验完毕,一定要先撤出导气管.
(2)3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
(3)C+CO22CO
知识点4：氧化反应与还原反应
氧化反应：物质与氧发生的反应叫氧化反应
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应
在反应中供给氧的物质叫做氧化剂，物质供给氧的性质叫做氧化性；得氧的物质叫做还原剂，物质夺取氧的性质叫还原性
注意：（1）氧化还原反应存在于同一个反应中，对于一个化学反应，它是氧化反应，就一定是还原反应
（2）氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质。氧化剂、还原剂指的都是反应物
知识点5：碳的氧化物（CO、CO2）的性质

性质
二氧化碳
一氧化碳
物理性质
无色、无味的气体；密度大于空气；能溶于水。固态的二氧化碳叫做干冰；干冰能够升华
无色、无味的气体；密度略小于空气；难溶于水

化学性质
既不可燃也不助燃，也不能供给呼吸
可燃性：2CO+O22CO2
与水反应
不能与水反应
CO2+H2O→H2CO3
（可使紫色石蕊变红，碳酸不稳定易分解）

与碱溶液反应
CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O
当二氧化碳过量时，沉淀又会消失：
CaCO3+H2O+CO2→Ca(HCO3)2
不能与碱溶液反应
具有氧化性
C+CO22CO
具有还原性：CO+ CuOCu+CO2
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
无毒，但也不能供给呼吸，当其在空
气中含量过高时还可能使人昏迷甚至死亡
有毒，它会与人体血液中的血红蛋白结合而使人窒息死亡
用途
①灭火；固态二氧化碳可作致冷剂作气体肥料等
②CO2+H2O淀粉+O2，可进行光合作用，用作化工原料
③能溶于水可制汽水等
④干冰升华吸热可作制冷剂，人工降雨等
燃料（煤气的成分中含有CO）冶炼金属
对环境的影响
温室效应

注意：CO2的溶解性是CO2的物理性质，CO2与水反应是CO2的化学性质，二者有本质的区别。但他们又有密切的联系，当CO2通入水中时，CO2溶于水和CO2与水反应几乎是同时发生的，但水中溶解的CO2只有1%跟水结合成H2CO3
知识点6：石灰石、钟乳石（主要成分CaCO3）
1 物理性质：碳酸钙是白色难溶于水的固体
2 碳酸钙的化学性质：
（1）跟盐酸反应：（碳酸钙不溶于水，可溶于酸）
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑(实验室制取CO2的原理)
（2）高温分解：CaCO3CaO+CO2↑(工业制取CO2的原理)
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
注意：（1）CaO（生石灰）是一种常用的建筑材料，能与水反应转变成熟石灰，熟石灰的主要成分是Ca(OH)2。生石灰还具有强烈的吸水性，极易跟水反应，常用生石灰作干燥剂，以除去空气中的水分，生石灰转变为熟石灰时能放出大量的热
（2）Ca(OH)2能与空气中的CO2发生反应，利用该性质，常用熟石灰、沙子、粘土制三合土，从而能把砖、碎石、粘土、沙子牢牢地粘合在一起，因而熟石灰也是一种重要的建筑材料
（3）与CO2和H2O反应：CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O
三：例题讲解
例1 石墨能导电，金刚石不导电是因为它们的（ ）
A 化学性质不同 B 结构不同 C 用途不同 D 组成不同
例2 下列物质中属于同素异形体的是 （ ）
A 水和冰 B CO和CO2 C 金刚石、石墨和C60 D 红磷、白磷和五氧化二磷
例3 人们常用木炭制成鞋垫儿是利用了木炭的（ ）
A 可燃性 B 还原性 C 氧化性 D 吸附性
例4 我国古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为________________
___________________________________________________________________________________________
例5单质硅是制作电子集成电路的基础材料．工业上通过以下反应将自然界的二氧化硅（SiO2）转化为硅：
2C+SiO2Si+2CO↑，下列分析正确的是（　 　）
A二氧化硅发生了氧化反应
B碳发生了还原反应
C碳表现出了还原性
D该反应是化合反应
巩固练习
1、下列变化中，属于化学变化的是 （ ）
A 活性炭吸附毒气 B 木炭燃烧 C 石墨导电 D 金刚石切割玻璃
2、农民利用大棚种植蔬菜时常向大棚内通入适量的CO2。这是因为（ ）
A CO2使害虫窒息死亡，从而防治病虫害 B CO2产生温室效应，从而提高室温
C CO2能灭火，施用后能防止火灾 D 施用CO2可促进植物的光和作用
3、下列说法中正确的是 （ ）
A 室内放置一大盆水，就可防止煤气中毒 B 室内着火，应立即开窗通风
C 夜间室内有煤气泄露，可立即开灯检验 D 久未开启的地窖、窖井，不可贸然进入
4、建筑业上，在生石灰中加水得到的熟石灰常用于粉刷墙面，此反应的化学方程式是：______________________
该反应属于（写反应类型）________________________，该反应__________（填“放出”或“吸收”）大量的热，一段时间后，形成坚硬的墙面，其原因是 __________________________________
5、证明金刚石与石墨是由同种元素组成的不同单质的有力证据是 （ ）
A 金刚石和石墨完全燃烧后产物只有CO2
B 石墨在高温、高压和有催化剂存在的条件下，可转化为金刚石
C 金刚石与石墨有较高的熔点
D 相同质量的金刚石和石墨在充满氧气的密闭容器中充分燃烧，生成相同质量的CO2
例6 CO2能灭火是由于它具有的性质是 （ ）
A 密度比空气大 B 不能燃烧，也不支持燃烧
C 能与水反应 D 能溶于水
例7如下图所示，先给a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体，然后分别向a、c两支试管中加入质量相等的足量的石墨和活性炭，塞紧胶塞，经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象是（ ）

A．c试管中的颜色消失，水往c试管流，a试管无明显变化
B．a试管中的颜色消失，水往a试管流，c试管无明显变化
C．a、c两支试管中的颜色都消失，水同时流入两支试管
D．a、c两支试管都无明显变化
例8由于大气中CO2的含量增大，产生“温室效应”， 使地球变热，海平面升高，陆地面积减少。为了减少大气中CO2的含量，下列措施可行的是 （ ）
A．开展植树造林，增加地球表面的绿化面积　
B．用石灰水吸收大气中的CO2 
C．限制汽车工业发展，减少汽车数量 
D．改变能源结构，发展太阳能、核能、风能以代替矿物燃料
例9 下列哪一项不能用于鉴别CO和CO2 （ ）
A 分别通入灼热的氧化铜 B 观察颜色和闻气味
C 分别通入紫色石蕊试液 D 分别通入澄清石灰水
例10 H2、CO、木炭分别和黑色氧化铜反应，下列叙述中，错误的是 （ ）
A 反应都需加热 B 都要红色的铜生成
C 反应都属于置换反应 D H2、CO、木炭都有还原性
巩固练习
1、 在盛有冷水的烧杯中滴入几滴红墨水，一段时间后，烧杯中的水逐渐变为红色，而在盛有热水的烧杯中则迅速变红，这是因为________________________________________________________；然后再向烧杯中放几块木炭，稍等片刻，发现______________________，说明木炭具有__________________作用
2、下列说法中正确的是 （ ）
（1）埋在地下的一段木桩，常常要使其表面烧焦，这样做是因为木桩烧焦以后不怕虫咬
（2）在木炭粉和氧化铜混合加热的反应中只产生有毒气体
（3）碳和氧气反应生成二氧化碳，这是吸热反应
（4）在C+CO22CO的反应中，C是还原剂，CO只是还原产物
（5）在氧气充足的情况下，碳和氧气反应生成二氧化碳
（6）氧化铜由黑色变成红色一定是被还原了
3、现有五种物质（A栏），请从B栏中选出各物质所具有的用途，将正确答案填在表中的空格内
A栏
B栏
答案
A
B
（1）金刚石
A 作电极
（1）

（2）活性炭
B 冰箱除味剂
（2）

（3）石墨
C 冶炼金属
（3）

（4）炭黑
D 制油墨
（4）

（5）焦炭
E 加工坚硬的金属
（5）

4、有一包黑色粉末状混合物，高温受热后变成紫红色，同时产生一种无色气体，该气体可使澄清石灰水变浑浊。试回答：
（1）黑色粉末状混合物由哪些物质组成？
（2）写出有关反应的化学方程式

5、在牙膏和一些药品中，常用轻质碳酸钙粉末作填充剂或载体，碳酸钙可以用石灰石来制备。某同学设计了一种制备碳酸钙的实验方案，其流程图为：

⑴ 写出方框中生成物的名称（直接填在图上即可）； 
⑵写出上述方案中③处发生反应的化学方程式                   ；
⑶请你评价方案的优点是                    ； 
⑷检验牙膏中是否含有碳酸钙的方法是：                    。

四：归纳总结
1 错题回顾
2 同素异形体定义
3 本节学到的具有吸附性的两种物质分别是什么?
4 碳的化学性质有哪些？
5 什么是氧化反应？什么是还原反应？
6 碳酸钙有哪些化学性质？
五:课后作业
1 下列物质中肯定是纯净物的是 （ ）
A 纯净水 B 只含有一种元素的物质 C 金刚石 D 铅笔芯
2 自然界存在的游离态碳是 （ ）
A 木炭 B 活性炭和焦炭 C 木炭和活性炭 D 金刚石和石墨
3下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图，．它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（ ）

A．构成它们的原子大小不同             B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成    D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列不同
4“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国〈广告时代〉评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现的钻石的性质是（    ）
A．硬度大      B．不能导电       C．化学性质稳定      D．熔点低
5下列反应中，一定能产生CO气体的是 （ ）
A 木炭在空气中燃烧 B 碱式碳酸铜加热分解
C 二氧化碳气体通过灼热的炭层 D 在高温下木炭与氧化铜反应
6 钟乳石的主要成分是 （ ）
A CaSO4 B Na2CO3 C (NH4)2CO3 D CaCO3
7 能证明鸡蛋皮中含有碳酸钙的最简便方法是 （ ）
A 高温加热 B 加水后通入CO2 C 滴入碳酸钠溶液 D 滴入稀盐酸
8 利用活性炭具有______________性的特点，可用它来做净水剂；利用石墨具有_________________性的特点，可作干电池和电极；利用金刚石___________________的特点，可用来作钻探机上的钻头
9 下面是可乐汽水标签中的部分内容
（1） 小虎同学取适量可乐汽水于试管中，稍稍加热后产生大量气泡，发生反应的化学方程式为________________
（2） 将可乐汽水充分煮沸后滴入石蕊试液，溶液呈红色，使石蕊变红的物质是__________________
可乐汽水
（清爽柠檬味）
配料：碳酸水、白砂糖、柠檬酸、香料

10有A、B、C、D四种物质，它们只由两种元素中的一种或两种组成，已知其中一种元素组成的单质是黑墨水的主要原料，且四种物质间有如下关系：
① A+B D ② B+CD ③ A+D C
试推断这四种物质分别是A___________ B___________ C___________ D________________
11根据下图所示，回答下列问题
（1） 该实验中A 处发生反应的化学方程式为：_________________________________________________
（2） 能够说明上述反应已经发生的现象是_________________________和______________________________
（3） 该实验中考虑不周全、缺漏之处是_________________________________________，原因是______________，弥补的措施是_____________________________________________
（4） 如果先点燃A处酒精灯，后通入CO气体，可能产生的后果是________________________________________
,原因是__________________________________________________________________________________
（5） 实验结束时，正确的实验操作是_____________________
① 先停止通入CO，后熄灭酒精灯
② 先熄灭酒精灯，后停止通入CO
③ 先熄灭酒精灯，继续通入CO直至试管冷却，并点燃C处排出的气体

12把经过烘干的过量的木炭粉和少量的氧化铜粉末混合均匀，小心的平铺在硬质试管底部，并将硬质试管固定在铁架台上。然后用酒精喷灯加热，同时用导管将生成的气体导出（主要装置如图所示）。请你对导出的气体成分进行猜想，并设计实验进行探究。

⑴猜想：导出的气体可能是                        （只写出一种猜想）。 
⑵实验操作： 　　　________________________________________________________________　　　　 。 
⑶实验现象预测： 　　　　　　　 。 
⑷根据你的研究结果，写出在探究过程中所发生反应的化学方程式 ：                              。