2019-2020年中考化學(xué)專題復(fù)習(xí)三 碳和碳的化合物導(dǎo)學(xué)案 (I).doc

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2019-2020年中考化學(xué)專題復(fù)習(xí)三 碳和碳的化合物導(dǎo)學(xué)案 (I) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： l 掌握碳單質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和用途； l 掌握一氧化碳、二氧化碳的的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及用途； l 掌握二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，并會(huì)分析實(shí)驗(yàn)室制取氣體的設(shè)計(jì)思路和方法。 學(xué)習(xí)策略： l 碳和碳的氧化物這部分知識(shí)內(nèi)容多而雜，化學(xué)式多、化學(xué)方程式多、與其他各部分知識(shí)聯(lián)系多、在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用多，需要掌握和記憶的內(nèi)容多．難記憶、難應(yīng)用是這部分知識(shí)的特點(diǎn)．在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，一定要學(xué)會(huì)抓住核心——“物質(zhì)的性質(zhì)”這一關(guān)鍵，并“以性質(zhì)為中心”，“以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)”，從而引出物質(zhì)的“制法、用途、檢驗(yàn)”，要學(xué)會(huì)多歸納、多比較，才能使知識(shí)融會(huì)貫通，舉一反三。 二、學(xué)習(xí)與應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)一：碳的單質(zhì)（金剛石、石墨）的物理性質(zhì)和用途 　 金剛石 石墨 外 觀 　 　 光 澤 加工琢磨后有光澤 略有金屬光澤 硬 度 　 導(dǎo)電性 　 　 導(dǎo)熱性 良好 良好 用 途 鉆探機(jī)鉆頭、刻刀、裝飾品等 電極、鉛筆芯、潤滑劑等 注：由于碳原子排列方式不同，導(dǎo)致金剛石和石墨在物理性質(zhì)上存在較大差異。 知識(shí)點(diǎn)二：CO2和CO的比較 　 CO2 CO 物理性質(zhì) 無色、 味氣體， 溶于水，密度比空氣 ，干冰易 。 無色無 氣體， 溶于水，密度與空氣 ，略 空氣密度。 化學(xué)性質(zhì) 可燃性 一般情況下既 燃燒，也 支持燃燒。 有 性 2CO+O2 還原性 沒有還原性，有較弱的 性 C+CO2 有 性 CO+CuO 與水反應(yīng) 與水反應(yīng) 不能與水反應(yīng) 與石灰水的反應(yīng) 與石灰水反應(yīng) CO2+Ca(OH)2=== 不能與石灰水反應(yīng) 毒性 無毒 有劇毒 主要用途 可制汽水，作制冷劑，滅火，氣體肥料。 可作氣體燃料和冶金工業(yè)的還原劑。 注：由于CO和CO2的分子構(gòu)成不同，決定了二者性質(zhì)的不同。 知識(shí)點(diǎn)三：一氧化碳和單質(zhì)碳性質(zhì)的比較 　 C CO 相似點(diǎn) 都具有 性、 性，常用作 和 冶煉金屬 不同點(diǎn) 屬于 體單質(zhì)，常溫下具有 性 屬于 體化合物，具有 性 知識(shí)點(diǎn)四：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)需注意的幾個(gè)問題 （一）正確選擇制取二氧化碳的藥品 實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用 或 （主要成分是 ）和 。不用 、濃 代替 ，不用 、純凈 代替 或 （要會(huì)分析原因）。 原因： （1）用 或 跟 反應(yīng)，速度 ，便于收集CO2氣體；大理石或石灰石原料價(jià)低易得。 （2）不用 與 反應(yīng)的理由：剛開始二者反應(yīng)生成微溶于水的 覆蓋在大理石的表面，阻止了酸與大理石的接觸，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行下去。 （3）不用 的原因： 易揮發(fā)出 氣體，會(huì)使生成的CO2中混有 氣體，使制得的CO2不純。 （4）不用純 或 等代替大理石（或石灰石）是因?yàn)樗鼈兣c稀鹽酸反應(yīng)速度太快，很難控制，且藥品價(jià)格比石灰石要貴（成本較高）。 （二）掌握制取二氧化碳的發(fā)生裝置選擇的依據(jù) 制取二氧化碳的反應(yīng)原理是： ，反應(yīng)物是塊狀固體和液體，在常溫下進(jìn)行反應(yīng)，因此制取CO2的裝置與用 和 制取 的發(fā)生裝置相同。一般情況下，由于制取CO2時(shí)所需反應(yīng)物的量較大，常用下列儀器代替試管作為反應(yīng)器（如： 、錐形瓶、 、 、 、啟普發(fā)生器）。CO2 溶于水，且密度比空氣 ，因此一般只用 法收集。 （三）檢驗(yàn)二氧化碳的方法 （1）準(zhǔn)確檢驗(yàn)該氣體是否是CO2氣體，可以把該氣體通入到 中，若 ，證明生成的氣體是CO2。 （2）驗(yàn)證CO2氣體是否收集滿時(shí)，可以將 ，利用CO2 的性質(zhì)，可以方便快捷地驗(yàn)滿。 （四）除去二氧化碳?xì)怏w中雜質(zhì)的方法 根據(jù)二氧化碳的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)，對(duì)應(yīng)選取試劑可將實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體中混有的HCl氣體、水蒸氣除去。如除去混有的HCl氣體可用 溶液，除去混有的水蒸氣可用 等。 知識(shí)點(diǎn)五：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的設(shè)計(jì)思路和方法 （一）先要了解在實(shí)驗(yàn)室的條件下，可用什么藥品，通過什么化學(xué)反應(yīng)制取這種氣體。選擇藥品的一般原則是：反應(yīng)速率 ，便于控制，藥品價(jià)格 ，容易獲得，盡量 。 （二）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)所需條件和生成氣體的性質(zhì)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置包括 裝置和 裝置兩部分。選擇氣體發(fā)生裝置要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；選擇氣體的收集裝置應(yīng)考慮氣體的 和氣體的 及氣體是否與水反應(yīng)。 （三）需要通過什么實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體是要制取的氣體。驗(yàn)證氣體時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯。 洞察考向： 考點(diǎn)一：碳單質(zhì)的性質(zhì) 例1．下圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是（ ） 石墨 C60 碳納米管 圖38－2 A．這四種物質(zhì)都很軟，可作潤滑劑 B．這四種物質(zhì)碳原子的排列方式相同 C．這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2 D．這四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中都是每個(gè)碳原子連接3個(gè)碳原子 解析：本題以圖文并茂的新穎形式綜合考查了碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途等知識(shí)。常見碳單質(zhì)中 質(zhì)軟，且有潤滑性，可作潤滑劑，而 是自然界中最硬的物質(zhì)，因此A ；觀察圖示可以看出這四種物質(zhì)碳原子的排列方式不同，因此B ；同時(shí)結(jié)合碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知，碳原子的最外層有 個(gè)電子，因此這四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中都是每個(gè)碳原子連接 個(gè)碳原子，D 。碳單質(zhì)的 性質(zhì)是相同的，都具有 性和 性，完全燃燒的產(chǎn)物是 ，不完全燃燒的產(chǎn)物是 ，因此C 。 舉一反三： 【變式1】碳與碳的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途。 （1）下圖38－3是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子的質(zhì)子數(shù)是 ，碳元素在元素周期表中位于第 周期。 （2）古代用墨書寫或繪制的字畫雖年久仍不變色，原因是墨中主要成分碳具有 性。下圖38－4是木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，大試管中的反應(yīng)體現(xiàn)了碳的還原性，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，單質(zhì)碳的還原性可以用于冶金工業(yè)。 （3）二氧化碳能參與光合作用完成大氣中的“碳循環(huán)”，但是大氣中二氧化碳的含量不斷上升，會(huì)使全球變暖，從而導(dǎo)致 。蔬菜大棚用作氣肥的二氧化碳，可用多種方法制得，例如可以用稀硫酸與碳酸氫銨（NH4HCO3）反應(yīng)制得，反應(yīng)后生成硫酸銨、水和二氧化碳，這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 （4）研究發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定用途。如：一氧化碳也能還原氧化銅，也有還原性。從化學(xué)反應(yīng)前后碳元素化合價(jià)的變化特點(diǎn)分析，一氧化碳和碳都具有還原性的原因是 。 考點(diǎn)二：二氧化碳的性質(zhì)和制取 例2．我市某校研究性學(xué)習(xí)小組在老師指導(dǎo)下，對(duì)呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳進(jìn)行探究。現(xiàn)請(qǐng)你一同參與： 提出問題：呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳？ 設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 小雪：在試管中加入2mL蒸餾水，用一支玻璃導(dǎo)管插入水中吹氣，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)明顯的現(xiàn)象。 小寧：在試管中加入2mL澄清石灰水，用玻璃導(dǎo)管向試管中的溶液吹氣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是： ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。 解釋與結(jié)論：根據(jù)他們的方案和實(shí)驗(yàn)，小雪方案中的實(shí)驗(yàn)原理用化學(xué)方程式表示為： ；小寧的結(jié)論為： 。 評(píng)價(jià)與反思：小雪的方案若繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，也能得到小寧同樣的結(jié)論。 請(qǐng)你設(shè)計(jì)方案 （要求寫出實(shí)驗(yàn)操作及產(chǎn)生的現(xiàn)象）。 解析：此題借呼出氣體的探究情景考查了CO2的化學(xué)性質(zhì)及碳酸的性質(zhì)。 舉一反三： 【變式2】根據(jù)以下裝置回答下列問題： 圖38－5 （1）寫出標(biāo)有字母儀器的名稱：a ；b 。 （2）實(shí)驗(yàn)室制取和收集二氧化碳?xì)怏w所有的裝置是 （填字母），有關(guān)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （3）驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w已收集滿的方法是 。 （4）氨氣（NH3）在通常狀況下是一種無色有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，其水溶液為氨水。 實(shí)驗(yàn)室可用加熱氯化銨和熟石灰兩種固體混合物的方法制取氨氣。 實(shí)驗(yàn)室制取氨氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是__________（填字母）， 若用右圖38－6裝置收集氨氣，氣體應(yīng)從_______端導(dǎo)氣管進(jìn)入瓶中（填字母）。 ☆【變式3】某研究小組在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的研究中發(fā)現(xiàn)，通常不選用大理石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，其原因是反應(yīng)生成硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面，阻礙了大理石與稀硫酸的接觸，反應(yīng)速率逐漸減慢甚至停止。為此，該小組設(shè)立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度制取二氧化碳。 實(shí)驗(yàn)一：選擇合適濃度的硫酸 操作：在28℃時(shí)，用裝有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中注入硫酸，記錄15分鐘內(nèi)生成氣體的體積，見下表： 試管編號(hào) 1 2 3 4 5 硫酸濃度（%） 15 20 25 30 35 氣體體積（mL） 35 47 55 51 42 實(shí)驗(yàn)二：選擇合適的反應(yīng)溫度 操作：往盛有1g直徑為2mm大理石的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液，觀察反應(yīng)的情況，記錄如下表： 試管編號(hào) A B C D E 溫度（℃） 40 50 60 70 80 現(xiàn)象和比較 有少量氣泡 氣泡比A號(hào)試管多 氣泡明顯比B號(hào)試管多 大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應(yīng)相似 反應(yīng)激烈，迅速產(chǎn)生大量氣體 請(qǐng)根據(jù)本次活動(dòng)的研究目的，分析處理以上兩個(gè)表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論： （1）稀硫酸與大理石反應(yīng)，在28℃時(shí)，選用硫酸的濃度最合適為 %，因?yàn)闈舛刃∮诨虼笥诤线m濃度對(duì)反應(yīng)的影響是 。 （2）在合適的硫酸濃度下，應(yīng)選擇最合適的反應(yīng)溫度為 ℃，因?yàn)闇囟雀哂诨虻陀谠摐囟葘?duì)反應(yīng)的影響是 。在最合適反應(yīng)溫度時(shí)硫酸與大理石反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （3） 除選用適當(dāng)?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外，在反應(yīng)過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應(yīng)增加 操作，更有利于氣體的制備。 （4）你認(rèn)為該研究小組還可以研究 對(duì)該反應(yīng)速率的影響。 （5） 在以下硫酸和大理石反應(yīng)的裝置中，最佳選用 （填編號(hào)）。 考點(diǎn)三：一氧化碳的性質(zhì) 例3． 下列說法中，正確的是（ ） A.煤爐上放一壺水可以防止CO中毒 B.金剛石、石墨都是由碳原子構(gòu)成的，所以都很堅(jiān)硬 C.用活性炭可以除去水中的氯化鈉雜質(zhì) D.用澄清石灰水可區(qū)分CO、CO2 解析：碳的單質(zhì)金剛石和石墨組成元素相同，但由于碳原子 不同，導(dǎo)致它 們的 有很大差異，金剛石是自然界中最硬的礦物質(zhì)，而石墨質(zhì)地較軟；所以答案 B不對(duì)；活性炭的主要成分是石墨具有疏松多空的結(jié)構(gòu)，具有 性，能吸附一些色素 和一些氣體，以及可以吸附溶液中的一部分不溶性雜質(zhì)但不能吸附一些無機(jī)化合物的離 子，如不能吸附食鹽水中的鈉離子和氯離子，所以答案C也不對(duì)； 碳氧化物中的 CO和CO2，它們組成元素相同，但由于 構(gòu)成不同，因此，它們性質(zhì)差別很大。 CO的性質(zhì)：物理性質(zhì)：密度小于空氣、難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：可燃性、還原性、毒性。 CO2的性質(zhì)：物理性質(zhì)：密度大于空氣、能溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：不可燃、不助燃、與堿反應(yīng)、無毒等。 從性質(zhì)上看，一氧化碳不溶于水，煤爐上放一壺水不能防止CO中毒 ，答案A錯(cuò)，選項(xiàng)D中區(qū)別兩種氣體的方法很多，但化學(xué)中區(qū)別物質(zhì)的方法一般要求：操作簡便安全，現(xiàn)象明顯可靠，結(jié)論清晰無爭議。綜合考慮只有通入澄清石灰水后，CO2與溶質(zhì)Ca(OH)2反應(yīng)使其變渾濁，而CO則無任何現(xiàn)象。 舉一反三： 【變式4】如圖38－8所示，某同學(xué)用一氧化碳代替氫氣還原氧化銅制取金屬銅，請(qǐng)你參與他的探究過程，并回答下列問題。 （1）試寫出一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成金屬銅和二氧化碳的化學(xué)方程式 ； （2）該裝置中，右邊的酒精燈的作用是 ； （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)對(duì)A處殘留固體的組成進(jìn)行探究，查閱資料得知，由于給氧化銅加熱溫度不夠或通入一氧化碳不足，反應(yīng)可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅（化學(xué)式為Cu2O）氧化亞銅是一種紅色固體，難常溶于水，可與稀硫酸發(fā)生如下反應(yīng)：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O ①在氧化亞銅中銅元素的化合價(jià)為 ； ②殘留固體的組成有幾種可能？（用化學(xué)式表示） ☆③請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明氧化銅是否全部轉(zhuǎn)化成金屬銅。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 　 　 三、總結(jié)與測評(píng) 要想學(xué)習(xí)成績好，總結(jié)測評(píng)少不了！課后復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學(xué)習(xí)效果，彌補(bǔ)知識(shí)缺漏，提高學(xué)習(xí)能力。 隨著課程改革的全面實(shí)施，今后命題中以生產(chǎn)、生活實(shí)際、社會(huì)熱點(diǎn)問題為背景，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解答這些問題，將是中考設(shè)計(jì)題目的熱點(diǎn)之一。 （一）本部分知識(shí)與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密，因此要注意性質(zhì)和用途之間的關(guān)系，進(jìn)一步建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”這一化學(xué)思想，善于運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋、解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。 （二）熟練掌握單質(zhì)碳及氧化物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，簡稱“碳三角”，如圖38－9，可聯(lián)系生活實(shí)際，運(yùn)用已有知識(shí)分析煤爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，從而順利完成對(duì)知識(shí)的理解。 38－9 （三）以二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)為切入點(diǎn)，掌握檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的方法。 （1）將二氧化碳通入紫色石蕊試液時(shí)，石蕊試液變成 色的實(shí)質(zhì)是二氧化碳與水反應(yīng)生成了 ，碳酸能使紫色石蕊試液變成紅色，而不是 的作用。 （2）由二氧化碳能與石灰水反應(yīng)，可拓展到二氧化碳能與 溶液反應(yīng)。二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，用于 ，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是二氧化碳與石灰水中的 反應(yīng)生成了難溶于水的 。 （四）運(yùn)用二氧化碳的性質(zhì)解釋一些化學(xué)現(xiàn)象： （1）二氧化碳既不燃燒，也不支持燃燒，密度比空氣 的性質(zhì)，可解釋二氧化碳 的原理和適用范圍。 （2）利用二氧化碳的性質(zhì)解釋一些生活問題。如打開盛汽水的瓶蓋后有大量液體冒出的原因；人進(jìn)入二氧化碳含量過高的山洞或菜窖導(dǎo)致窒息死亡，要與一氧化碳中毒的原因區(qū)別開。 （五）確立二氧化碳在碳和碳的化合物知識(shí)體系中的橋梁地位，掌握好碳和碳的化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系： 從關(guān)系圖中不難看出，在這一知識(shí)體系中，二氧化碳起著“承上（單質(zhì)碳）啟下（碳酸、碳酸鈣，乃至有機(jī)物甲烷、乙醇等）”的角色。 （六）做好實(shí)驗(yàn)幫助對(duì)知識(shí)的消化理解 在做一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，注意正確的操作順序： （1） ； （2） ； （3） ； （4） ； （5） 。注意一般用 方法處理尾氣。