2019初三化學(xué)《碳和碳的氧化物》知識點

本單元從碳單質(zhì)入手，以名稱→結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途這條線展開，重點學(xué)習(xí)了碳的化學(xué)性質(zhì)及其用途、二氧化碳制取的研究、二氧化碳和一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)及其用途等。除了掌握這些知識要點外，還要密切聯(lián)系它們在生產(chǎn)生活實際中的應(yīng)用，并關(guān)注它們在新情景中的考查。

一、知識考查點

考點1 碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途

碳單質(zhì)包括金剛石、石墨、無定形碳(木炭、活性炭、焦炭、炭黑)、C60、碳納米管、石墨烯等，學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)時按“名稱――結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”這條線來掌握這部分知識。

1. 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)與用途。金剛石的正八面體結(jié)構(gòu)堅硬性作玻璃刻刀、機器鉆頭、裝飾品等;石墨的細鱗片狀結(jié)構(gòu)質(zhì)軟、導(dǎo)電性、滑膩性、耐高溫 鉛筆芯、電極、潤滑劑、坩堝;木炭和活性炭的疏松多孔的結(jié)構(gòu)吸附性吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味劑等;C60分子(又稱足球烯)的球狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性超導(dǎo)體等;碳納米管的多孔結(jié)構(gòu)儲氫等。

2. 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與用途。碳單質(zhì)物理性質(zhì)各異，但化學(xué)性質(zhì)類似，都具有可燃性作燃料，家庭取暖、做飯等;具有還原性冶煉金屬，如冶煉金屬銅、鐵等;常溫下穩(wěn)定性制作字畫、書寫檔案等。

例1 (2011·日照市)2010年諾貝爾物理獎授予發(fā)現(xiàn)石墨烯的開創(chuàng)性研究者。以石墨為原料，先制備氧化石墨, 再經(jīng)過熱還原制備石墨烯。石墨烯硬度大，導(dǎo)電性能好，有韌性，可彎曲。下列關(guān)于金剛石、石墨、C60和石墨烯四種單質(zhì)的敘述錯誤的是

A.將石墨變成石墨烯發(fā)生了化學(xué)變化 B.四種物質(zhì)碳原子的排列方式不同

C.四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2 D.石墨烯是一種新型的有機物

點撥 石墨烯以石墨為原料制備而成的，中間經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，屬于化學(xué)變化。四種物質(zhì)物理性質(zhì)各異的根本原因是結(jié)構(gòu)不同，即碳原子的排列方式不同。但他們化學(xué)性質(zhì)類似，都具有可燃性，完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2。石墨烯只有碳元素組成，類屬于碳單質(zhì)，所以選項D是錯的。答案為D。

考點2 二氧化碳制取的探究

氣體制取設(shè)計思路一般為發(fā)生裝置(先組裝裝置并檢驗裝置的氣密性)→凈化裝置→干燥裝置→收集裝置→驗證氣體性質(zhì)裝置→尾氣處理裝置(對有毒氣體用溶液吸收或燃燒掉)等。

實驗室里制取二氧化碳是根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)(大理石為固體、稀鹽酸為液體)和反應(yīng)條件(常溫)發(fā)生裝置(與用過氧化氫溶液制取氧氣類似)，二氧化碳的密度比空氣大且易溶于水收集裝置(用向上排氣法，不用排水法)。工業(yè)上常用煅燒石灰石可制得副產(chǎn)品二氧化碳氣體(CaCO3CaO + CO2↑)。另外，從實驗室制取二氧化碳可得到碳酸鹽的檢驗方法：用試管取樣品少許，滴加稀鹽酸，并將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明是二氧化碳氣體，原樣品含有碳酸鹽。

例2 (2011·宿遷市)在實驗操作考查中，小明抽到的題目是“二氧化碳的制取、收集和驗滿”。下圖是他的主要實驗步驟，其中操作有誤的是

點撥 傾倒液體時要掌握三要點：一倒(瓶蓋倒放)、二對(標(biāo)簽對手心)、三靠(試劑瓶口緊靠試管口)。二氧化碳的密度比空氣大選用向上排氣法。檢驗裝置氣密性時用兩手緊握試管外壁，若導(dǎo)氣管的另一端有氣泡冒出，證明氣密性完好。驗滿時將燃著的木條放到集氣瓶口，若木條熄滅證明收集滿了。所以選項d是錯的。答案為d。

考點3 二氧化碳與一氧化碳的比較

一般的，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，分子形狀為直線形的，屬于非極性分子，表現(xiàn)出在于其它物質(zhì)起反應(yīng)時容易失氧，具有氧化性，發(fā)生還原反應(yīng)，如CO2+C2CO。而CO的結(jié)構(gòu)式為O=C，分子形狀為直線形的，屬于極性分子，表現(xiàn)出在于其它物質(zhì)起反應(yīng)時容易得氧，具有還原性，發(fā)生氧化反應(yīng)，如2CO+O22CO2。

1. 二氧化碳的性質(zhì)及其用途：不支持燃燒且密度比空氣大滅火，干冰制冷劑或人工降雨，與某些物質(zhì)反應(yīng)化工產(chǎn)品的原料或植物光合作用，石灰水吸收空氣中二氧化碳石灰漿抹墻等。

2. 一氧化碳的性質(zhì)決定了其用途：(1)一氧化碳的可燃性作燃料，如家庭用煤氣(主要成分為一氧化碳)做飯等;(2)一氧化碳的還原性冶煉金屬，如工業(yè)冶煉金屬鐵、銅等;(3)一氧化碳的毒性毒殺一些有害動物，同時注意做好尾氣處理，防止對環(huán)境污染。

二氧化碳和一氧化碳由于結(jié)構(gòu)不同決定了二者的性質(zhì)和用途上的差異。但二者可以相互轉(zhuǎn)化，如二氧化碳具有氧化性，通過高溫的碳層生成一氧化碳。一氧化碳具有還原性，可以通過被氧化或冶煉金屬得到二氧化碳。

例3 (2011·桂林市)下列關(guān)于一氧化碳和二氧化碳的說法正確的是

A.都比空氣重 B.都可以用碳和氧氣反應(yīng)得到

C.都有還原性 D.都能和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)

點撥 二者中只有一氧化碳的密度比空氣小，具有還原性，而且只有二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。碳單質(zhì)充分燃燒時生成二氧化碳，不充分燃燒時生成一氧化碳。所以選項B正確。答案為B。

考點4 碳、一氧化碳與氫氣的比較

碳、一氧化碳與氫氣的性質(zhì)及其用途比較：①相同點：在物理性質(zhì)方面，如一氧化碳和氫氣在通常情況下為無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小等;在化學(xué)性質(zhì)方面，碳、一氧化碳與氫氣都具有可燃性和還原性;在用途方面，作燃料(由可燃性決定)、冶煉金屬(由還原性決定)等;②不同點：如燃燒、還原產(chǎn)物、還原裝置等不盡相同;各自有其它用途，如氫氣用作填充氣球等。

例4 (2011·襄陽市)木炭在一定條件下燃燒既有CO2生成，也有CO生成。若要證明兩種氣體都要存在，應(yīng)先將氣體通過澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁，證明有CO2存在。寫出CO2與澄清的石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。然后將氣體干燥后通過灼熱的氧化銅，觀察到________________________，證明有CO存在。實驗后向燃著的木炭上灑水使其熄滅，其滅火的原理是__________ ___________。

點撥 CO2的特性能使澄清的石灰水變渾濁。一氧化碳具有還原性，可以將黑色粉末氧化銅變紅色銅。滅火原理是針對燃燒條件而言的，可以撤離可燃物或隔絕與氧氣接觸，也可以把可燃物的溫度降低到著火點以下。答案為CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O;黑色粉末變紅色;把可燃物的溫度降低到著火點以下。

考點5 “低碳環(huán)保”理念

“低碳環(huán)保”，就是指生活作息時所耗用的能量要盡力減少，從而減低碳，特別是二氧化碳的排放量，從而減少對大氣的污染，減緩生態(tài)惡化，主要是從節(jié)電、節(jié)氣和回收三個環(huán)節(jié)來改變生活細節(jié)。簡單地理解，低碳環(huán)保就是返璞歸真地去進行人與自然的活動，養(yǎng)成低碳的良好生活習(xí)慣：倡導(dǎo)低碳，呵護地球。

例5 (2011·無錫市)下列做法不符合“低碳環(huán)保”理念的是

A.為了節(jié)約用紙，兩面使用草稿紙

B.為了QQ能夠升級，長期把QQ掛在線上

C.為了節(jié)約用水，洗菜、淘米后的水用來澆花

D.為了提高資源利用率，分類回收廢棄物

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