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- 2021-05-13 发布
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【知识网络】
【考点梳理】
考点一、碳单质(金刚石、石墨)的物理性质和用途比较
对比项目
金刚石
石墨
外 观
无色透明正八面体形状固体
深灰色细磷片状固体
光 泽
加工琢磨后有光泽
略有金属光泽
硬 度
自然界最硬
软
导电性
无
良好
导热性
良好
良好
用 途
钻探机钻头、刻刀、装饰品等
电极、铅笔芯、润滑剂等
要点诠释:
1.由于碳原子排列方式不同,导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。
2.炭和碳不同。碳是指碳元素,是“核电荷数为6的同一类原子的总称”,有广泛、概括的含义,并不具体指某种物质;炭是指具体的物质——由碳元素组成的单质,如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。碳与炭不能混用。
3.木炭和活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附能力,可以吸附一些色素、有异味的物质,吸附过程属于物理变化,并非化学变化。
4.规律总结:物质的组成、结构物质的性质物质的用途。
考点二:CO2和CO性质及用途的比较
对比项目
CO2
CO
物理性质
无色无味气体,能溶于水,密度比空气大,干冰易升华
无色无味气体,难溶于水,密度比空气略小
化学性质
可燃性
一般情况下既不能燃烧,也不支持燃烧
有可燃性
2CO+O22CO2
还原性
没有还原性,有较弱的氧化性
C+CO22CO
有还原性
CO+CuOCu+CO2
与水反应
与水反应CO2+H2O=H2CO3
不能与水反应
与石灰水的反应(碱)
与石灰水反应
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
不能与石灰水反应
毒性
无毒
有剧毒
主要用途
可制汽水,作制冷剂,灭火,气体肥料
气体燃料、高炉炼铁
对环境的影响
造成温室效应
污染空气
要点诠释:
1.由于CO和CO2的分子构成不同,决定了二者性质的不同。
2.CO和CO2的鉴别方法:
根据CO和CO2的不同特性,可以设计多种方法进行鉴别。鉴别时现象越明显,差异越多,区分越容易。物理方法:可以根据它们的密度和溶解性不同设计实验来鉴别。化学方法:可以利用CO的可燃性和还原性来鉴别,也可以利用CO2能与水、石灰水反应的现象来鉴别。
3.CO2和CO的相互转化除杂:
除杂原则:不增加新杂质,不减少被提纯的物质,杂质与所需物质要易于分离。除杂不仅原理要正确,而且操作要切实可行。如要除去CO2中的CO,一般用还原CuO的方法,不能用点燃(少量CO不能点燃)或石灰水(可除去CO2)来除去CO。若要除去CO中少量的CO2,一般用氢氧化钠溶液来除去,不能用倾倒的方法(密度虽然有差异,但气体混合后一般是均匀分散的),也不能用水或紫色石蕊试液来除去(不易除尽)。
考点三:一氧化碳和单质碳性质的比较
对比项目
C
CO
相同点
可燃性
有可燃性
C+O2CO2 2C+O22CO
有可燃性
2CO+O22CO2
还原性
有还原性
C+2CuO2Cu+CO2↑
有还原性
CO+CuOCu+CO2
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
用途
常用作燃料和作还原剂冶炼金属
常用作燃料和作还原剂冶炼金属
不同点
属于固体单质,常温下化学性质稳定
属于气体化合物,具有毒性
要点诠释:
1.碳单质的可燃性反应中值得注意的是条件不同,燃烧产物不同(CO、CO2)。
2.在做一氧化碳还原氧化铜的实验中,正确的操作顺序是:①验纯;②通CO;③加热;④停止加热;⑤停止通CO。
【典型例题】
类型一、考查碳单质的性质与用途
1.(2019•衡阳中考)在书写档案文书时,最好使用( )
A.铅笔 B.纯蓝墨水笔 C.碳素墨水笔 D.圆珠笔
2.下列物质中,硬度最大的是( )
A.金刚石 B.石墨 C.焦炭 D.活性炭
3.下图是金刚石、C60和石墨的结构示意图。下列说法不正确的是( )
A.这三种物质都是碳单质
B.常温下,它们的化学性质都比较稳定
C.这三种物质的碳原子的排列方式相同
D.这三种物质完全燃烧的产物都是二氧化碳
【变式1】下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图,下列说法正确的是( )
A.这四种物质都很软,可做润滑剂
B.这四种物质碳原子的排列方式相同
C.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D.这四种物质的结构中都是每个碳原子连接三个碳原子
【变式2】(2019·江苏中考)2019年3月,我国研制出世界上最轻、吸油力最强的固体——碳海绵。碳海绵由碳元素组成,具有疏松多孔的结构。下列关于碳海绵的说法不正确的是( )
A.常温下化学性质不活泼 B.是一种新型的化合物
C.具有较强的吸附性 D.可处理海上泄漏的石油
类型二、考查CO2与CO的性质和用途
4. “温室效应”主要由下列那种气体引起( )
A.SO2 B.NO2 C.CO2 D.CO
5.下列气体中,有毒的是( )
A.N2 B.O2 C.CO C.CO2
6.二氧化碳在下列变化中只发生物理变化的是( )
A.制汽水 B.制干冰 C.被石灰水吸收 D.参与植物的光合作用
【变式1】下列关于区别一氧化碳和二氧化碳的四种方法中,正确的是( )
①分别通入澄清石灰水中;②分别通过灼热的氧化铜粉末;③分别通入水中;④观察颜色和闻气味
A.①②③ B.①② C.②③④ D.②④
【变式2】二氧化碳与人们的生产和生活有着广泛的联系,下列关于二氧化碳的认识中,正确的一组是( )
①在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高;②二氧化碳在水中的溶解量跟压强成反比;③绿色植物光合作用时吸收二氧化碳并放出氧气;④二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
练习
一、 选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.“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世纪经典广告之一。该广告词能体现出钻石的性质是( )
A.硬度大 B.不能导电 C.化学性质稳定 D.熔点低
2.如下图所示,表示二氧化碳的几种用途,其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是( )
3.右图所示装置是一个简易的净水器,从上端缓缓注入混有品红的水,净水
器的下端流出的水为无色。下列说法正确的是( )
A.木炭能与品红反应,使之褪色 B.品红颗粒较大,不能通过木炭
C.木炭多孔,可吸附品红分子 D.该实验原理与过滤完全相同
4.炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品,其主要成分是木炭,下列说法中错误的是( )
A.炭雕作为艺术品可以长久保存
B.炭雕能吸附室内微量的有害气体
C.摆放炭雕必须远离火种
D.将炭雕的下脚料研成粉末,与氧化铜粉末共热,不能发生反应
5.在日常生活和农业生产中,下列物质用途是由化学性质决定的是( )
A.用活性炭除去冰箱内的异味 B.用天然气做燃料
C.用金属铜制作电线 D.用金刚石刻划玻璃
6.下列有关叙述中,不正确的是( )
A.我们使用的2B铅笔的制作材料是有机物和金属
B.物质的热胀冷缩现象说明分子原于间存在间隔
C.稀盐酸和食醋都能使紫色石蕊溶液变红
D.H2、C和CO都有还原性,可用于冶炼金属
7.(2019•广东模拟)航天探测发现:金星是一个被浓密大气层包围的固体球,大气的成分之一是三氧化二碳(C2O3),实验证明它的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳(C2O3)的说法中,不正确的是( )
A.C2O3是氧化物
B.C2O3充分燃烧的产物是CO2
C.在一定条件C2O3能还原氧化铁
D.能使澄清石灰水变浑浊
8.下列关于二氧化碳的用途只利用了其物理性质的是( )
A.二氧化碳用做灭火剂
B.干冰能用于人工降雨
C.二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料
D.二氧化碳参加绿色植物的光合作用可提高农作物产量
9.农业科技人员向农民建议:在利川温室进行种植生产时,可向温室内通入适量的CO2。这是因为( )
A.CO2能使害虫窒息死亡从而防治病虫害
B.CO2能产生温室效应,从而提高室温
C.CO2能灭火,施用后可防止火灾
D.CO2可促进植物的光合作用
10.(2019春•株洲月考)下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述错误的是( )
A.向种植蔬菜的大棚中补充二氧化碳有利蔬菜生长
B.一氧化碳燃烧时,发出蓝色火焰
C.二氧化碳在高温下能和碳发生反应
D.一氧化碳和二氧化碳都具有还原性
二、填空题
11.二氧化碳本身无毒,但当空气中二氧化碳超过正常含量时,就会对人体有害,下表中列出了空气中二氧化碳含量增多时对人体健康的影响,观察表中数据,回答问题。
空气中二氧化碳的体积分数
对人体的影响
1%
感到气闷、头昏、心悸
4%~5%
感到气闷、头痛、眩晕
6%以上
神志不清、呼吸停止,以致死亡
(1)空气中二氧化碳超过正常含量,对人体有害,其原因是 。
(2)以上信息对你有什么启示?(写出一点) 。
12.世界上的很多物质都含有碳元素。
(1)下列含碳元素的物质中,属于有机物的是 (填字母序号)。
A.碳酸钙 B.乙醇(C2H5OH) C.一氧化碳
(2)很多天然矿石中含有碳元素,菱锰矿的主要成分是碳酸锰(MnCO3),其中锰元素的化合价为 。
13.(2019秋•平和县月考)物质的某些性质可能有利于人类,也可能不利于人类。请仿照事例填写下表。
物质
有利的一面(用途)
不利的一面(危害)
氧气
供给呼吸,支持燃烧
使金属氧化锈蚀
一氧化碳
二氧化碳
三、实验题
14.右图所示是市场上充气包装的食品,它使用的是什么气体呢?某兴趣小组对此
进行了研究。经访问有关人员,了解到这样包装的目的是为了防止食品挤压变形
或食品腐败,且从经济、环保等因素考虑,工厂使用的包装气体是空气或空气的
成分之一。请你以此调查结果为依据,对包装气体的成分提出三种猜想,并说明
你猜想的依据。
猜想一
猜想二
猜想三
对气体的猜想
猜想的依据
15.某同学设计了如下一组探究实验:取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别进行下列实验(如图所示)。
(1)观察纸花的颜色变化:
A.纸花变红; B. ; C.纸花不变色; D. 。
(2)该同学进行四组对比实验的目的是 。
16.(2019•株洲模拟)用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的实验,请回答:
(1)装置C中玻璃管内产生的现象是 ;
(2)实验开始时的操作顺序是 (填序号);
①先点燃酒精灯,后通入一氧化碳 ②先通入一氧化碳,后点燃酒精灯
(3)试比较实验过程中,装置B和D中出现的现象分别为 、 ;
(4)装置E在该实验中的作用是 。
【答案与解析】
1.【答案】C
【解析】做饰品的金刚石称为钻石,因为钻石化学性质稳定,所以“恒久远,永流传”。
2.【答案】D
【解析】灭火利用了CO2不能燃烧也不能支持燃烧及密度大于空气密度的性质。
3.【答案】C
【解析】木炭在常温下化学性质稳定,不能与品红反应;品红在水中是以分子的形式存在的,通过木炭后水变为无色,并不是品红颗粒不能通过木炭,而是木炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,吸附了品红分子。
4.【答案】D
【解析】木炭是由碳元素组成的,常温下化学性质稳定,极难与其他物质反应,故炭雕艺术品可长久保存;但木炭在点燃的条件下可燃烧,所以炭雕在保存的过程中须远离火种。木炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,故炭雕可以吸附室内的少量有害气体;木炭加热时能表现出还原性,可以还原氧化铜生成铜和二氧化碳。
5.【答案】B
【解析】明确物理性质、化学性质所包含的范围是解决此类题目的关键。活性炭除去异味,利用其吸附性,吸附性属于物理性质;天然气的主要成分是甲烷,甲烷有可燃性,可以做燃料,属于化学性质;铜易导电、金刚石坚硬都是物理性质。
6.【答案】A
【解析】铅笔外壳是木材制成的,属于有机物,而铅笔芯则是由石墨和粘土制成,不属于金属材料。
7.【答案】D
【解析】一氧化碳具有毒性;一氧化碳具有还原性,能夺取金属氧化物中的氧而生成二氧化碳;一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊;根据一氧化碳的化学性质,利用三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似的提示信息,对选项中的判断进行评价并作出判断即可。
8.【答案】B
【解析】A利用了CO2不能燃烧也不能支持燃烧的性质;C、D利用了CO2与其它物质发生反应的化学性质。
9.【答案】D
【解析】A选项中,由于通入适量的CO2,加之作物会消耗一部分,温室内总会存在O2,故不可能使害虫窒息死亡。B选项中,温室效应是地球大气环境的一种现象,向温室中通入适量的CO2被作物吸收,不能产生温室效应。C选项中,种植作物时通入CO2防火并不能获得更好的经济效益。D选项中。植物进行光合作用的同时吸收CO2,放出O2,通入适量的CO2有利于光合作用。可促进作物的生长发育。
10.【答案】D
【解析】
A、蔬菜进行光合作用时需要二氧化碳;
B、一氧化碳具有可燃性,燃烧时发出蓝色火焰;
C、二氧化碳在高温下能和碳发生反应生成一氧化碳;
D、一氧化碳可以夺取金属氧化物中的氧,使金属氧化物失去氧而变成金属单质,二氧化碳无此性质。
11.【答案】
(1)二氧化碳不能供给呼吸
(2)①同学们每天生活的场所——教室也应注意通风,使教室内二氧化碳的含量不致太高,以免影响同学们的身体健康。②到岩溶洞去探险,最好打火把照明,这样能够随时了解岩溶洞中二氧化碳的浓度是否过高。
【解析】我们吸入的空气中氧气约占21%(体积分数),人体呼吸是一个缓慢氧化过程,吸入氧气,呼出二氧化碳,二氧化碳不能供给呼吸。对照表中二氧化碳的体积分数增大对人体的影响,可以看出:空气中二氧化碳的体积分数越大,对人体的危害越大。因此,人的工作、活动场所要保持二氧化碳的含量处于较低状态,对于二氧化碳含量可能较高的地方,在人进入前要进行检验。
12.【答案】
(1)B (2)+2
【解析】
(1)碳酸钙属于碳酸盐不属于有机物,一氧化碳属于碳的氧化物不属于有机物,乙醇中含有碳元素属于有机物。
(2)在MnCO3中碳酸根化合价是-2价,锰元素化合价是+2价。
13.【答案】
物质
有利的一面(用途)
不利的一面(危害)
一氧化碳
用作燃料
与空气混合点燃时可能发生爆炸
二氧化碳
植物光合作用的原料
造成温室效应
【解析】物质的性质决定物质的用途,根据一氧化碳具有可燃性、还原性、毒性等,二氧化碳是植物光合作用的原料,会造成温室效应等,进行分析解答。
14.【答案】
猜想一
猜想二
猜想三
对气体的猜想
空气
二氧化碳(CO2)
氮气(N2)
猜想的依据
防止挤压变形
防止挤压变形或食品腐败
防止挤压变形或食品腐败
15.【答案】
(1)B.纸花不变色 D.纸花变红
(2)探究二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变为红色
【解析】首先要明确本探究实验的方法——对比实验法,然后依据探究的过程以对比分析的方法去思考问题,寻求问题的答案。盐酸是酸性溶液,当将其喷在纸花上时,纸花由紫色变为红色;水既不显酸性也不显碱性,喷在纸花上,纸花不变色;干燥的二氧化碳既不显酸性也不显碱性,故也不能使纸花变色;当把湿纸花放人二氧化碳中时,二氧化碳会与纸花上的水反应生成碳酸,故纸花会由紫色变为红色。
16.【答案】
(1)黑色固体变成红色 (2)②
(3)B中无色溶液无变化 D内无色溶液变浑浊 (4)进行尾气处理,避免污染
【解析】一氧化碳的化学性质有:可燃性、还原性和毒性;一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应,生成铜和二氧化碳;一氧化碳还原氧化铜的步骤有:①先通入一氧化碳;②再加热;③黑色变红色以后,停止加热;④继续通入一氧化碳,直到试管冷却。注意先后顺序,避免发生爆炸,还要注意一定要有尾气处理装置,否则会造成污染。