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1、1 第 3 讲 碳及碳的化合物 解读考试说明 考点 3 年考频 常考题型分析 碳单质的性质和用途 以选择题、填空题形式出现，主要考查碳单质的物理性质和用途;以实验探究形式出现.考查碳单质的化学性质 CO、CO2的性质和用途 以选择题、填空题、推断题形式出现，主要考查 CO、CO2的物理性质和用途;以实验探究题形式出现，考查CO 和 CO2的化学性质，尤其是 CO 的还原性、CO2的溶解性 二氧化碳的制取 以填空题、实验探究题形式出现，主要考查 CO2的实验室制法 碳酸盐的性质、用途与检验 以填空题、推断题、实验探究题形式出现，主要考查碳酸盐的化学性质、碳酸盐的检验等 梳理考点清单 考点一 碳单
2、质的性质和用途 基础梳理 1.碳单质的物理性质 (1)金刚石和石墨的物理性质有很大差异，其原因是 。(2)木炭和活性炭都有 性，因此人们常用木炭除去食品和工业产品里的色素;用活性炭制作防毒面具里的滤毒罐、用于制糖工业、净水等。2.碳单质的化学性质 (1)北宋画家张择端用墨绘制的清明上河图能够保存至今，这说明在常温下，碳单质的化学性质 。(2)木炭具有可燃性，碳在空气中完全燃烧时，能生成 ，同时放出大量的热;在不完全燃烧时，还能生成 ，同时放出热量。(3)在高温的条件下，木炭能与氧化铜反应(如图所示)，化学方程式为 。实验中，可以看到黑色固体逐渐变成 色，澄清的石灰水 ，该 反 应 的 化 学
3、方 程 式为 。酒精灯上加网罩的作用是 。重难点解析 1.碳单质的物理性质与用途 2 2.碳单质的化学性质 (1)常温下，碳的化学性质不活泼。常用碳素墨水书写档案材料。(2)在点燃的条件下，碳能与氧气反应，表现出可燃性。当氧气充足时，发生完全燃烧，化学方程式为22点燃C+OCO。当氧气不足时，发生不完全燃烧，化学方程式为:2点燃2C+O 2CO。注意:同种物质在不同条件下反应，生成物可能不同。(3)在高温下，碳能与某些氧化物(如氧化铁、氧化铜、CO2等)发生反应，表现出还原性。如22高温C+2CuOCu+CO，实验现象为黑色固体逐渐变成红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。应用:冶炼金属。重难点
4、突破 例 1 下列“家庭小实验”不能达到预期目的的是()A.将铅笔芯粉末放入锁芯，使开锁更灵活 B.向洗净的碎鸡蛋壳中加入食盐水可制二氧化碳 C.用小卵石、石英砂、活性炭等作家庭净水器 D.用柠檬酸、果汁、白糖、水、小苏打等制汽水 考点二 CO、CO2的性质和用途 基础梳理 1.一氧化碳 (1)通常情况下，CO 是一种 色、味的气体，密度比空气 ，溶于水。(2)CO 有毒，人在 CO 的体积分数达到 0.02%的空气中持续停留 23 小时即出现中毒症状，这是因为它能与人体血液中的 结合，造成生物体内缺氧，严重时危及生命。因此我们使用煤炉时要装烟囱，并注意室内通风。(3)如上图，纯净的 CO 可
5、以在空气中安静燃烧，产生 色火焰，同时放出大量的热，化学方程式为 ，这说明 CO 具有 性，能作 。实 验后，将 烧杯翻 转放 在桌 面上，倒入 澄清 的石 灰水 井振荡，可 以看 到石 灰水 。(4)工业上常利用 CO 的还原性冶炼钢铁。根据下图，回答问题：3 在高温的条件下，CO 可以和氧化铁发生反应，化学方程式为 ，实验中可以看到 色固体变成 色，澄清石灰水的作用是 。在实验过程中，进行如下操作:用酒精喷灯加热玻璃管;停止加热;通入纯净的 CO;停止通入 CO，正确的操作顺序是 (填序号)。该实验装置还有不足之处，请提出一种具体的改进方法:。2.二氧化碳 (1)联合国气候变化大会上明确提
6、出:控制大气中二氧化碳、甲烷和其他造成“温室效应”的气体的排放。自然界中二氧化碳的来源包括:、等。绿色植物通过 吸收二氧化碳，该反应的化学方程式为 。为了减缓大气中二氧化碳含量的增加，以下建议合理的是 。开发太阳能、水能、风能、地热等能源;减少化石燃料的使用;大量植树种草，禁止乱砍滥伐 (2)通常情况下，二氧化碳是一种 色、味的气体.密度比空气 ，溶于水。固体二氧化碳俗称 ，在78时直接升华变成气体，同时 大量的热，因此可作制冷剂。(3)请根据二氧化碳的化学性质，结合下图，回答问题:图甲中.可以看到纸花变成 色，这是因为 (用化学方程式表示);如果把纸花取出放在空气中，一段时间后，变成 色、这
7、说明 。图乙中，澄清的石灰水 ，化学方程式为 。图丙中，可以看到蜡烛 ，这说明二氧化碳具有 、和 的性质。因此，二氧化碳可用于 。重难点解析 1.CO、CO2的物理性质(在通常情况下)和用途 物质 CO CO2 颜色、气味、状态 无色、无味、气体 密度 比空气略小 比空气大 溶解性 难溶于水 能溶于水 用途 燃料、冶金 灭火、气体肥料;干冰用于制冷剂、人工降雨等 4 2.CO 的化学性质 3.CO2的化学性质 (1)一般情况下，CO2不可燃、不助燃。实验验证如下(装置如图 2 所示):实验现象:蜡烛从下往上依次熄灭。5 (2)CO2能与水反应。CO2+H2OH2CO3 光照226 1262叶绿
8、素6CO+6HOCHO+6O(植物光合作用)(3)CO2能与碱溶液反应。CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(常用于检验 CO2)注意:CO 不能与碱溶液发生反应，所以可以用澄清的石灰水鉴别 CO 和 CO2。CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(常用于吸收 CO2)(4)高温下 CO2能被 C 还原。2高温CO+C2CO(高炉炼铁中生成 CO 的原理)4.碳三角 途径:2点燃2C+O 2CO;途径:22点燃2CO+O 2CO;途径:2高温CO+C2CO;途径:22点燃C+OCO。重难点突破 例 2 将 CO2通入滴有酚酞的 BaCl2,NaOH 混合溶液中，出现白色沉淀。下列说法错误的
9、是()A.溶液的红色逐渐变浅或变为无色 B.产生白色沉淀的化学方程式为 BaCl2+CO2+H2O=BaCO3+2HCl C.反应后的溶液中一定有 NaCl D.反应过程中，溶液里的 BaCl2、NaOH 的质量分数均减小【思路点拨】解答此题，需要根据实验现象推导出通入二氧化碳后，溶液中到底发生了什么化学反应。例 3 某化学小组利用混有少量 CO2的 CO 气体还原 CuO，并验证反应后的气体产物。实验装置如图所示(可重复使用)。气体按从左到右的方向，装置连接顺序正确的是()6 A.丙甲乙丁 B.甲丙乙丁 C.丙乙甲乙丁 D.乙甲丙乙丁【易错提醒】欲检验一氧化碳与氧化铜反应后的气体产物，必须先
10、将一氧化碳中含有的二氧化碳除去，以免产生干扰。考点三 二氧化碳的制取 基础梳理 1.二氧化碳的实验室制法 (1)在实验室中常用 和 反应制取二氧化碳，化学方程式为 。(2)若按如图所示装置制取二氧化碳，产生的后果是 ，改进的方法是 。检查该装置气密性的方法是 。(3)因为二氧化碳的密度比空气大，通常采用 法收集二氧化碳，验满的方法是将燃着的木条放在 ，如果木条 ，说明二氧化碳已经集满。2.工业制法 高温煅烧石灰石，化学方程式为 。重难点解析 二氧化碳的实验室制法 1.原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 说明:(1)制取二氧化碳时，不能用碳酸钠代替大理石(或石灰石)，以免反应
11、速率太快，难以控制;不能用浓盐酸代替稀盐酸，否则产生的二氧化碳中会混有大量的氯化氢气体，导致二氧化碳不纯;不能用稀硫酸代替稀盐酸，否则会生成微溶的硫酸钙而阻碍反应进行。(2)制取的二氧化碳中会含有氯化氢气体和水蒸气，可以将气体依次通过饱和的碳酸氢钠溶液、浓硫酸进行净化。2.气体发生和收集装置(如图 3)注意:(1)长颈漏斗末端应伸入液面以下，起到液封作用，防止气体从长颈漏斗中逸出。(2)为了得到较纯的二氧化碳，导管应伸到集气瓶底部。3.步骤:组装仪器检查气密性装药品(先固后液)收集验满。4.验满的方法 (1)将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，则已集满.(2)将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶
12、瓶口，若试纸变红、则已集满。重难点突破 例 4 (2018黑龙江节选)实验室中有下列仪器:7 (1)填写标号仪器的名称:。(2)实验室制取 CO2并欲得到平稳的气流，应选择发生装置仪器的组合为 (选择一套，填序号)，当用如图 2 装置收集 CO2气体时，气体应从 (填“a”或“b”)端进入，写出检验 CO2的化学反应方程式 。考点四 碳酸盐的性质、用途与检验 基础梳理 1.碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙 (1)碳酸钠:俗称苏打、，化学式为 ，它的水溶液呈 性，利用此性质，生活中常把碳酸钠用作洗涤剂 (2)碳酸氢钠:俗称 ，化学式为 ，它能治疗胃酸过多症，化学方程式为 。(3)碳酸钙:化学式为 ，它存
13、在于大理石、石灰石、珍珠、贝壳、白奎等物质中。可用于生产生石灰，化学方程式为 。2.检验样品中是否存在2 3CO或3HCO时，可以先向样品中加入足量的 ，再将生成的气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水 ，说明样品中含有2 3CO或3HCO。重难点解析 1.几种常见的碳酸盐 2.化学性质 (1)碳酸盐能与稀盐酸(或稀硫酸)反应，生成二氧化碳，如 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (2)碳酸钠能与某些碱溶液反应，如 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH(此反应可以用于制取少量氢氧化钠)(3)碳酸钙经过高温煅烧能分解，如32高温CaCO CaO+CO。3.碳酸盐的检验 8
14、 重难点突破 例 5 氨碱法生产纯碱的主要反应原理如下:(1)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl (2)323222NaHCONa CO+CO+H O 对上述信息的有关理解不正确的是()A.用食盐制纯碱需要含碳、氧元素的物质 B.(1)中析出晶体后剩余溶液只有一种溶质 C.氨盐水比食盐水更易吸收二氧化碳 D.碳酸氢钠比碳酸钠受热更易分解【思路点拨】读懂题中所给信息，再与所学知识进行结合，即可正确解题。例 6 (双选)把一瓶稀盐酸平均分成两份装在甲、乙两个烧杯中，把等质量的碳酸镁和碳酸钠粉末分别放入甲、乙两个烧杯中，待反应停止后发现:甲烧杯中碳酸镁有剩余，乙烧杯中碳酸钠全
15、部消失。根据该现象分析，下列结论可能正确的是()A.甲烧杯产生的气体多 B.乙烧杯产生的气体多 C.甲、乙两个烧杯中产生的气体一样多 D.无法判断【思路点拨】写出盐酸与碳酸镁、碳酸钠反应的化学方程式，根据题目信息，可以令碳酸镁和碳酸钠的质量均为 a g，然后根据化学方程式进行计算即可。【分类练习】考点一 碳单质的性质和用途 1.(2017上海)活性炭能净水，主要是因为它具有()A.难溶性 B.稳定性 C.吸附性 D.可燃性 2.(2017长沙)下列有关碳单质的说法错误的是()A.金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳 B.金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同 C.书写档案时规
16、定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼 D.金刚石和石墨都是硬度最大的物质 3.(2017来宾)关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是()A.都属于碳单质 B.都由碳原子构成 C.都具有导电性 D.完全燃烧产物不同 4.(2017东营)如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，不正确的说法是()A.甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红 B.甲处发生的反应是典型的吸热反应 C.丙处试管可防止液体倒吸 D.该装置的不足之处是未进行尾气处理 9 5.(2018南京)碳及其氧化物性质的应用 (1)如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说
17、明木炭具有 能力，其原因是木炭具有 的结构。(2)在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 。(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 ;将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。(4)在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是 。(5)写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使 80 g 氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是 。考点二 CO、CO2的性质和用途 6.(2018湘西州)下列关于 CO2性质和用途描述错误的
18、是()A.CO2既不能燃烧也不能支持燃烧 B.CO2能从一个容器倾倒到另一个容器 C.CO2不溶于水 D.CO2的固体(干冰)可作制冷剂 7.(2018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 9.(2017 南京)按如图所示装置，持续通入气态物质 X，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水 CuSO4变蓝，澄清石灰水变浑浊，则 X 不可能是()A.氢气和水蒸气 B.氢气和二氧化碳 C.一氧化碳和氢气 D 一氧化碳和水
19、蒸气 9.(2018扬州)铜元素有多种氧化物，如 CuO、Cu2O。称取 14.4g 仅含 Cu、O 两种元素的固体样品，采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置 B 增重 4.4 g。下列说10 法正确的是()A.装置 B 的作用是吸收反应生成的 H2O 和 CO2 B.实验开始前应先关闭 K2，打开 K1，让 CO 通一段时间 C.根据实验数据进行计算，可以确定该固体为 Cu2O D.若缺少装置 C，则实验所得 Cu、O 个数比偏高 10.(2018宿迁)某同学设计了如图所示的装置，用于实验室制取 CO2，并对它的部分性质进行探究，按要求回答问题。(1)A 装置用于制取 CO2，
20、反应的化学方程式为 。(2)用 B 装置收集 CO2，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。(3)若要 C 中的两个气球悬浮在空气中，则气体甲可能是 (填序号)。A.氢气 B 氧气 C.空气 (4)往 D 试管中通入 CO2，当出现 现象，表示石灰水中的溶质恰好完全沉淀。(5)E 装置的集气瓶中充满 CO2，打开分液漏斗，滴入少量 NaOH 浓溶液，气球明显胀大，写出发生反应的化学方程式 ;若要气球恢复原状，应关闭分液漏斗，打开分液漏斗，滴入 溶液(填化学式，忽略滴入液体体积)。11.(2018泰州)为探究 CO2与 NaOH 溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。【查阅资料】.
21、20时，几种物质在水中的溶解度见下表:.本实验条件下，Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液的 pH 分别约为 11.0 和 8.5。【实验探究】(1)实验一:小雨取一充满 CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小雨另取一相同的充满 CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的 NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液 X，此时观察到的现象是 ，实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是 。(2)实验二:为检验 CO2与 NaOH 溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液 X 少许，向其11 中滴加 BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 ，实验中不宜将
22、 BaCl2溶液换成 CaCl2溶液的原因是 。(3)实验三:小华取实验一所得溶液 X 少许，向其中加入过量的 BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入 1 滴酚酞试液，发现溶液呈色，证明溶液 X 中有 NaOH 剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液 X 中滴入酚酞试液，理由是 。(4)实验四:兴趣小组将 CO2持续通入一定浓度一定质量的 NaOH 溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的 pH 和温度变化，结果如图 1、图 2 所示。图 1 中，BC 段发生反应的化学方程式为 图 2 中，DE 段温度变化的原因是 【反思感悟】(5)实验从 CO2减少、NaOH 减少，Na2CO3生成
23、等物质的变化，以及 转化等视角多维度探究 CO2与 NaOH 发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。12.(2018荆州)某化学活动兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验，反应一段时间后，玻璃管内黑色粉末全部变成红色，澄清石灰水变浑浊。(1)从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是 。12 (2)装置 A 中发生反应的化学方程式为 。(3)同学们通过查阅资料得知:氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体，且 Cu2O 能和稀硫酸反应，反应的化学方程式为 Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。他们对反应后玻璃管中的红
24、色固体进行如下探究:【提出问题】反应后生成的红色固体成分是什么?【作出猜想】猜想一:红色固体只有 Cu;猜想二:红色固体只有 Cu2O 猜想三:红色固体可能含有【实验探究】设计如下实验方案 【思考与分析】甲同学认为猜想二正确.同学们分析后认为他的结论不准确，理由是 。为此，同学们补充进行了以下实验:称取 m g 红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到 n g 固体。当 n (含 m 的代数式)时，可以得出猜想三的结论正确。考点三 二氧化碳的制取 13.(2018本溪)在一次化学课上，老师提供了以下装置制取二氧化碳并验证其性质。请回答。(1)仪器 a 的名称
25、是 .(2)实验室制取二氧化碳的反应原理是 (用化学方程式表示)。实验室常用 A 装置作为制取二氧化碳的发生装置，选择气体发生装置时，应考虑的因素有 ;收集二氧化碳应选择的装置是 (填字母序号)。(3)收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢，将气体通过 E 装置能否达到实验目的?(填“能”或“否”)。(4)用 F 装 置 验 证 二 氧 化 碳 的 性 质，通 入 二 氧 化 碳 后，试 管 中 产 生 的 现 象是 。14.(2017苏州)实验室常用块状大理石和稀盐酸制取 CO2气体。(1)写出实验室制取 CO2的化学方程式:。(2)若用如图所示装置(固定装置省略)
26、制 CO2。13 连接好装置后，需检查装置的气密性。具体操作方法是:先 (填字母，下同)，后 ，若导管口有气泡，放手后导管内上升一段稳定的水柱，则气密性良好。A.用手捂住试管 B.将导管一端浸入水中(3)实验室收集 CO2可用的方法是 (填字母)。A.排水法 B.向下排空气法 C.向上排空气法(4)实验室常用澄清石灰水检验 CO2，写出反应的化学方程式:。(5)某些大理石中含少量硫化物，使制得的 CO2中混有 H2S 气体。欲获取纯净、干燥的CO2，需对发生装置中产生的气体进行除杂，实验装置如下:查阅资料:.H2S 能与 NaOH 等碱溶液、CuSO4溶液反应。.CO2中混有的 HCl 气体可
27、用饱和 NaHCO3溶液吸收。装置甲中所盛试剂应选用 (填字母)A.浓硫酸 B.NaOH 溶液 C.澄清石灰水 D.CuSO4溶液 装置丙的作用是 。考点四 碳酸盐的性质、用途与检验 15.(2018南京)碳酸钠的俗称是()A.烧碱 B.消石灰 C.纯碱 D.小苏打 16.(2018邵阳)X 是常见的碳酸盐，可发生如图所示的变化，部分生成物省略。根据如图回答问题。(1)C 的化学式是 。(2)写出图中反应的化学方程式:，该反应基本类型14 是 。17.(2018临沂)天然溶洞中形态各异的石笋和钟乳石形成的过程中发生了一系列变化，其中一个化学反应是 CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2。(
28、1)X 的化学式是 。(2)已知碳酸氢钙Ca(HCO3)2易溶于水。向一定量的澄清石灰水中通入二氧化碳，澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式是 ，继续通入二氧化碳，又会发现其变澄清，因为 (用文字描述)。18.(2018苏州)探究碳酸氢钠、碳酸钠分别与稀盐酸反应，研究小组进行如下两个实验:(1)【实验 1】同时将足量的稀盐酸倒入锥形瓶甲和锥形瓶乙中。反应至 Ss 生成气体的速率:碳酸氢钠 碳酸钠(填“”“”“(2)Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (3)0.8 g 1.0 g 19.(1)生石灰 放出 氢氧化钙 (2)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH 复分解(3)氯化钙 NH4Cl 20.(1)纯碱或苏打(2)242Na SO4CNa S4CO高温(3)加速碳酸钠的溶解 (4)污染环境 .(5)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (6)平衡气压 防止氨气逸出污染环境 氨气充分反应(7)t2时 NaHCO3固体的分解率为 50 偏小(8)