2020-2021学年人教版初三化学上册单元知识及考点第六单元 碳和碳的氧化物

2020-2021 学年人教版初三化学上册单元知识及考点第六单元 碳和碳的氧化物 【内容概述】 本单元包括三个课题。课题 1 主要介绍了碳的几种单质的物理性质，以及碳单质的化学性质。课题 2 探 究了实验室制取气体的方法，并利用设计的装置制取了二氧化碳。课题 3 探究了碳的两种氧化物的物理性 质和化学性质。本单元的特点是实验较多，联系生活和生产实际的内容也较多。 【学习目标】 重点： 1.碳和碳的氧化物的性质和用途。 2.实验室制取气体的思路和方法。 3.实验室制取二氧化碳的操作。 4.二氧化碳和一氧化碳的物理性质和化学性质。 难点： 1.物单质碳、二氧化碳和一氧化碳的性质与用途 2.实验室制取气体选用装置的思路。 3.二氧化碳化学性质的探究 【命题分析】 1. 碳单质在中考中会结合碳单质的化学式或分子模型,考查微观构成和宏观组成及各种碳单质的物理性 质及其用途之间的关系。在实验探究题和图框推断题中考查木炭还原氧化铜的反应原理或通过反应物的特点 及实验现象推导反应。主要以选择题和填空题形式出现，有时也会出现在简答题中，有时结合其他知识点综 合考查。涉及的命题点有：①碳单质的物理性质和化学性质；②几种碳单质物理性质存在较大差异的原因；③ 碳单质的用途等。 2.中考对碳的氧化物的考查，主要以物质的鉴别、推断及其含碳化合物之间的转化；对氧化物的物理性 质和化学性质的差别及应用和在转化过程中化学方程式的书写。二氧化碳的性质和用途是中考的高频点，常 以文字叙述的形式在选择题中考查，有时也会在填空题或简答题中考查。主要涉及的命题点有：①二氧化碳 的物理性质(密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧、能使紫色石蕊溶液变色)；②二氧化碳的化学性质以及用途 (与氢氧化钠、澄清石灰水反应)。 3.中考对二氧化碳制取的考查多为综合性试题，结合氧气的制取一起考查，会给出具体的气体制备原理， 结合具体的条件选择发生装置和收集装置，只要熟记装置选择的考虑因素，解题不是什么问题。气体制取和 收集装置的选择应根据制取气体从原理上是否科学，严谨、合理，装置上和操作中是否安全、简便、现象是 否明显，药品是否经济、易得、环保节能等方面进行分析。 【中考解读】 中考常考考点 难度 常考题型 1. 碳单质的结构和性质 ★★ 选择题、填空题 2. 木炭还原氧化铜的实验 ★★★ 选择题、实验题 3. 实验室制取二氧化碳 ★★★ 选择题、实验题4. 二氧化碳的性质 ★★★ 选择题、实验探究题 5. 一氧化碳的性质 ★★ 选择题、填空题 6. “低碳”生活 ★★ 选择题、填空题 【考点详览】 考点一 单质碳 1. （2020·呼和浩特）石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的 二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最 强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变 21 世纪”。关于石墨烯，下列说法不正确的 是（　　） A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成 B．石墨烯的导电性比银强 C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用 D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化 【答案】D 【解析】A、石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故 A 说法正确； B、由题意可知，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石 墨烯的导电性比银强，故 B 说法正确； C、由石墨烯的结构可知，石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，故 C 说法正确。 D、石墨与石墨烯是不同种物质，因此从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化，故说法不正确。 考点二 碳单质的化学性质 2. （2020·成都）按如图进行实验，下列分析或结论正确的是 A. 导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B. 实验结束应立即倒出粉末 C. 木炭能使氧化铜还原为铜 D. 固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量 【答案】C 【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意； B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意； C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意； D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总 和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，不符合题意。 考点三 二氧化碳的性质 3.（2020•常德）同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行实验探究，请参与探究并回答下列问题。 【探究目的】二氧化碳溶于水是否与水反应 【探究思路】（1）判断物质间是否发生化学反应 根本依据是_______，观察到的可以作为判断依据的宏观 实验现象有___________。 （2）CO2 溶于水无明显现象，____（填“能”或“不能”）用观察的方法判断是否发生反应； （3）“实验”的方法探究物质间是否反应的实验设计依据是：生成物和反应物的性质差异。 【提出猜想】 猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应； 猜想二：________。 【实验设计】用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验： 序号 实验设计 ① 向第一朵纸花喷稀醋酸 ② ？ ③ 将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中 ④ 将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中 （1）“实验设计①”中的稀醋酸还可用_____（填物质名称）代替； （2）“实验设计②”的具体内容是____________。 （3）“实验设计③”的目的是__________。 【进行实验】观察记录实验现象，进行实验探究。 【实验结论】猜想二成立，支持猜想二成立的实验现象是___________。 【反思交流】（1）实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有____（填字母序号） A 设计对比实验 B 控制实验条件 C 获取事实证据 D 逻辑推理判断 【答案】（1）是否有新物质生成 颜色变化，放出气体，生成沉淀等并伴有吸热，放热，发光等能量变化 （任写一种） （2）不能 猜想二：a.二氧化碳溶于水能与水反应； b.二氧化碳溶于水能与水反应生成酸类物质； c.二氧化碳溶于水能 与水反应生成碳酸（任写一种猜想即可） 【实验设计】 稀盐酸（1）向第二朵纸花喷水 （2）验证 CO2 能否使紫色石蕊变色 的【实验现象】②③不变红④变红； 【反思与交流】 （1）ABCD （2） 向盛有适量氢氧化钠溶液的试 管中滴加酚酞溶液后分为等体积的两份，一份加入 VmL 稀盐酸，溶液由红色变无色，另一份加入 VmL 水 溶液仍为红色，证明两者发生了化学反应。（2 分） 【解析】 [探究思路]（1）判断物质间是否发生化学反应的根本依据是是否有新物质生成，观察到的可以作 为判断依据的宏观实验现象有颜色变化，放出气体，生成沉淀等并伴有吸热，放热，发光等能量变化； （2）CO2 溶于水无明显现象，无法说明二氧化碳和水没有生成新物质，所以不能用观察的方法判断是否发 生反应； [提出猜想]根据猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应；可推知猜想二：二氧化碳溶于水能与水反应或二氧化 碳溶于水能与水反应生成酸类物质或二氧化碳溶于水能与水反应生成碳酸等； [实验设计]（1）稀盐酸、稀硫酸等都能使紫色石蕊试液变红； （2）分析整个实验可知，“实验设计②”是要验证水能否使置换变色，故具体内容是向第二朵纸花喷水； （3）将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中，是要验证 CO2 能否使紫色石蕊变色； [实验结论]实验设计②中纸花不变色，说明水不能使石蕊变色；实验设计③中纸花不变色，说明二氧化碳不 能使石蕊变色；实验设计④中纸花变红，说明二氧化碳和水反应生成酸性物质； [反思交流]分析上述实验过程可知，实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有：设计对 比实验、控制实验条件、获取事实证据、逻辑推理判断等.故选 ABCD； 考点四 一氧化碳的性质 4. （2020·德州）如图所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁 装置图。关于该实验，下列说法错误的是 （ ） A． 实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑 B． 反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加 C． 试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成 D． 为了防止污染空气，该实验应增加尾气处理装置 【答案】B 【解析】A、一氧化碳还原红棕色氧化铁生成黑色铁和二氧化碳，实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐 变黑，正确。 B、一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，固体由氧化铁失去氧元素被还原为铁，反应后玻璃管中固体物 质的质量较反应前减少，故 B 错。 C、二氧化碳可以使澄清石灰变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，正确. D、一氧化碳有毒，为了防止污染空气，该实验应增加尾气处理装置，正确。 考点五 一氧化碳和二氧化碳的比较 的5. （2020•牡丹江）对比是学习化学的重要方法，下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较，完全正确的是 （ ） A．组成：CO2、CO 均由碳元素和氧元素组成 B．性质：CO2、CO 都有可燃性 C．用途：CO2 可用于灭火；CO 可用于人工降雨 D．危害：CO2 会导致酸雨；CO 会引起中毒 【答案】A 【解析】A、一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，A 正确； B、二氧化碳不能燃烧，一氧化碳具有可燃性，B 错误； C、二氧化碳的固体干冰升华吸热，可用于人工降雨；一氧化碳可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，但 不能用于人工降雨，C 错误； D、二氧化碳会造成“温室效应”，导致酸雨的是二氧化硫，D 错误； 考点六 碳循环及温室效应 6.（2020·河北）2020 年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符 的是（ ） A． 垃圾分类投放 B． 野炊明火烧烤 C． 控制汽车鸣笛 D． 坚持绿色出行 【答案】B 【解析】A、垃圾分类投放，可以实现资源的有效利用，减少污染，保护环境，不符合题意； B、野炊明火烧烤，会增加污染物的排放，造成空气污染，符合题意； C、控制汽车鸣笛，可以减少噪音污染，不符合题意； D、坚持绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意。 考点七 二氧化碳的制取 7.（2020·河北）实验操作考试中，小红同学抽到“实验室制取二氧化碳”，以下是她的部分实验操作，其中 有错误的一项是（ ）【答案】D 【解析】A、实验室制取二氧化碳的原理是利用大理石或石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水， 大理石为固体颗粒状药品，取用时先将试管横放，用镊子夹取大理石置于试管口，再缓缓竖起试管，使大 理石滑入试管底部，A 选项装大理石的实验操作正确，不符合题意； B、实验室制取二氧化碳的原理是利用大理石或石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，稀盐酸为 液体药品，通过倾倒法加入，取下瓶塞倒放在桌面上，一手拿起试管，一手拿起细口瓶，标签向着手心， 瓶口紧挨试管口慢慢倒入，B 选项加稀盐酸的实验操作正确，不符合题意； C、实验室制取二氧化碳的原理是利用大理石或石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，发生装置 选择固液不加热型发生装置，二氧化碳的密度比空气的密度大，采用向上排空气法进行收集，导管口伸入 到集气瓶底部，C 选项制取并收集 CO2 的实验操作正确，不符合题意； D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，利用燃着的木条置于集气瓶口进行二氧化碳的验满，若燃着的木条熄灭， 说明二氧化碳已经收集满，图中将燃着的木条伸入集气瓶中，D 选项检验是否收集满的实验操作错误，符 合题意。 【真题再现】 1.（2020·长沙）两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得 2020 年诺贝尔奖。石墨烯是由碳 元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（　　） A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃 B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质 D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的 【答案】A 【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确； B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误； C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误； D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由碳分子构成的，选项错 误； 2.（2019•广州）实验室有如图所示装置，回答下列问题： (1)连接装置时，需根据导管的高度调节___________处的高度，再确定______处的高度。 (填“甲”或“乙”) (2)结束实验的操作作是：先______________,再 ______________________。 【答案】（1）乙；甲 （2）移出导管；熄灭酒精灯。 【解析】（1）连接装置时，需根据导管的高度调节乙处的高度，再根据酒精灯火焰的高度调整试管高度的旋钮，确定甲处的高度。 （2）结束实验的操作是：先移出导管，再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒吸，使试管炸裂。 3. （2020•吉林）下列与碳和碳的氧化物有关的说法中，正确的是（ ） A．煤炉上放一盆水可防止 CO 中毒 B．CO2 能使紫色石蕊溶液变红，说明 CO2 显酸性 C．CO 和 CO2 化学性质不同的原因是分子构成不同 D．用墨绘制的古画经久不变色，说明碳不与任何物质反应 【答案】C 【解析】A、一氧化碳难溶于水，煤炉上放一盆水不可防止 CO 中毒，不符合题意； B、二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试 液变红，不是因为二氧化碳显酸性，不符合题意； C、一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，分子构成不同，化学性质不同，符合题 意； D、用墨绘制的古画经久不变色，是因为常温下，碳的化学性质比较稳定，碳可与许多物质反应，碳在点燃 的条件下可与氧气反应，在高温的条件下可与氧化铜、二氧化碳反应，不符合题意。 4. （2020•甘肃）2020 年世界环境日中国宣传主题是“美丽中国，我是行动者”。下列做法与这一主题不相符 的是（ ） A．垃圾分类投放 B．野炊明火烧烤 C．控制汽车鸣笛 D．坚持绿色出行 【答案】B 【解析】A、垃圾分类投放，可以实现资源的有效利用，减少污染，保护环境，不符合题意； B、野炊明火烧烤，会增加污染物的排放，造成空气污染，符合题意； C、控制汽车鸣笛，可以减少噪音污染，不符合题意； D、坚持绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意。 5. （2020•赤峰）下列图示分别为二氧化碳的实验室制取、干燥、收集、验满的操作，其中正确的是 A. 制取 B. 干燥 C. 收集 D. 验满 【答案】C 【解析】A、长颈漏斗应伸入液面以下，形成液封防止气体逸出，A 错误。B、气体的干燥，气体应长进短出，B 错误。 C、二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集，C 正确。 D、二氧化碳验满，取带火星木条放置集气瓶口，木条熄灭说明二氧化碳收集满，D 错误。 6. （2020•巴中）如图所示进行碳 氧化物的性质实验，请回答下列问题。 （1）甲处的实验现象为_________，发生的化学反应方程式为_______。 （2）乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是_______，发生的化学反应方程式为_______。 【答案】（1）固体由黑色变成红色 CO+CuO Cu+CO2 （2）吸收二氧化碳，收集一氧化碳 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 【解析】（1）一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，甲处的实验现象为固体由黑色变成红色， 发生的化学反应方程式为 CO+CuO Cu+CO2； （2）氢氧化钠和二氧化碳 生成碳酸钠和水，一氧化碳和氢氧化钠溶液不反应，随一氧化碳的增多，液体被 压入烧杯内，而一氧化碳收集在丙中，丙装置的作用是吸收二氧化碳，收集一氧化碳，发生的化学反应方 程式为 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。 7. （2020•杭州）小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧 化碳气体完成了图示实验，观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（　　） A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸 B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳 C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大 D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧 【答案】A 【解析】A、实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水，硫酸 钙为微溶物，覆盖在块状大理石表面不利于反应进行，A 错误； 的 Δ ΔB、二氧化碳密度比空气大，所以采用向上排空法收集，B 正确； C、蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集，说明二氧化碳密度比空气大，C 正确； D、蜡烛熄灭，证明二氧化碳不支持燃烧，D 正确。