碳和碳的化合物复习.docx

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碳和碳的化合物复习

如何搞好碳和碳的化合物复习

碳和碳的化合物是初中化学中全面学习和研究的元素化合物知识。

如何复习好本知识点对学习其他元素及其化合物知识起着十分重要的指导作用。

　　一、依据结构，巧记规律

　　物质的结构决定物质的性质，物质的性质又制约了物质在自然界中存在的形式、制法和用途。

如碳原子最外层有4个电子，要达到8电子的稳定结构比较困难，故碳单质在常温下很稳定，只有在高温下才比较活泼，如在点燃或加热时能燃烧，能与某些氧化物（如O2等）反应等，显示碳的可燃性和还原性。

　　二、找准中心，构建网络

　　本知识点涉及到的化学方程式较多，但知识的核心是并以此展开。

因此，要以为中心进行知识的疏理，构建知识网络，掌握各知识网点的性质及转化关系，写出有关的化学方程式。

　　知识链：

碳单质、碳的化合物

　　知识网：

三、对比归纳，突破难点

在复习本知识时，要善于采用对比归纳的方法突破知识的难点。

如C和CO化学性质的相似性（可燃性和还原性），但燃烧现象、产物及还原金属氧化物的装置、操作步骤等有差异，如CO还原CuO要先通气后加热；CO还原CuO其装置必须密封，且尾气要处理等。

在复习C、CO知识点时还要与H2进行比较，它们均具有可燃性、还原性

如：

H2、C、CO三种重要还原剂的比较

CO和CO2从分子构成上仅只差一个氧原子，但CO不稳定，CO2稳定；CO具可燃性和还原性，而CO2无可燃性，只具有氧化性；CO2能使澄清石灰水变浑浊等具有酸性氧化物的性质而CO不具备。

CO、CO2性质比较：

在复习CO2实验室制法时，要与制O2、H2进行比较，包括原理、装置、收集、验满、除杂、干燥等.

CO2、O2、H2实验室制法比较：

物质

制取原理

装置

收集

验满

除杂

干燥

CO2

O2

H2

4、联系实际学以致用

本章学习的物质和许多化学反应，在生产、生活中有直接接触，因而，应引导学生注重理论与实际的联系，努力做到学以致用，以提高分析问题和解决问题的能力。

例如：

木炭吸附性与冰箱除臭；

石墨的质软与铅笔的笔芯；

用墨写字、作画年深日久不变色的原因；

汽水、啤酒使人凉爽的秘密；

干冰与人工降雨；

二氧化碳肥料与大棚蔬菜增产；

石灰浆抹墙变硬的原因；

除去水壶、热水瓶中水垢的方法；

农药波尔多液的配制；

松花蛋的制作；

无水酒精的鉴别以及石墨炸弹、温室效应、煤气中毒、C60超导等等。

通过对实际问题的解决，培养学生分析、发散、综合应用能力，同时拓宽了知识面，使所学知识得以巩固和升华。

五、例题选析

1计算题：

a.极值讨论、大小中和

将3g木炭粉与10g氧气在一密闭容器中加强热使其充分反应，反应后密闭容器中的物质应该是（）

A.CO和CO2的混合气体B.只有CO2气体

C.CO2和O2的混合气体D.只有CO气体

b、元素守恒题

某CO和CO2的混合气体中，碳的质量分数为30%。

取4.0g该气体混合物通过足量的灼热的氧化铜，再将气体通入足量的澄清石灰水中，得到白色沉淀的质量为（）

A.5gB.10gC.15gD.20g

c、两混问题。

设其一为X,另一为Y,用X、Y表示另一混

在CO和CO2的混合气体中氧元素的质量分数为64%，10g该混合气体中含CO2的质量为g.

2.简答题：

a.科学探究型、b.方案评价型、c.装置组合型、d.联系实际型、e.总结规律型、f.学科综合型

a.科学探究型

例1.

（1）实验室制取大量CO2气体，是否能用稀硫酸和大理石为原料？

________（填“是”或“否”）。

为什么？

__________。

（2）图1是实验室制备CO2的装置图。

该装置的特点是：

打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。

用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。

图2装置中哪些可以起到与图1装置相同的效果？

__________（填写编号）

图1

图2

（3）某同学设计了一个有关CO2的探究实验，以下是实验报告的一部分，请仔细阅读后填写实验目的及有关仪器名称。

[实验目的]_____________。

[仪器和试剂]__________、玻璃管、CO2气体、肥皂水。

实验步骤

现象及结论

1.将标有“A”和“B”的两个空量筒（2000mL）放在实验桌上，往B量筒中充满CO2气体。

2.用玻璃管蘸取少量肥皂水，在两个量筒上方分别吹出一个肥皂泡（两个肥皂泡大小相仿，内含空气），使其缓缓落入两个量筒中，并观察现象。

A量筒中的肥皂泡不久即沉入底部，而B量筒中的肥皂泡基本不下沉，悬浮在中间。

说明二氧化碳密度比空气大。

评析：

本题围绕二氧化碳的制备、发生装置的设计、性质的探究来设计，它超脱教科书的陈述，另立背景新颖的材料，进行实验探究，意在检验同学们能否运用已学知识，创造性求解问题的能力。

问题

（1）不是问实验室用什么药品制取CO2气体，而是问实验室制取大量CO2是否能用硫酸和大理石为原料及其原因，这样可考查同学们是否真正理解了知识。

实验室制CO2气体，通常是用现成仪器装置，同学们照样画葫芦，能制得气体即可。

现教学提倡在实践中学习知识技能和方法，自主设计实验和有关化学活动。

为此题

（2）给出实验室制备CO2的装置图，并说明该装置的特点，考查同学们能否将这些设计思想运用于判断其他装置，是否也具有图1装置的特点与效果。

题（3）展示“某同学设计了一个有关CO2的探究实验”方案和实验框架，反推“实验目的”和所需“仪器”，体现了新课程改革要求。

答案为：

（1）否；因为大理石与稀硫酸反应生成微溶性硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行。

（2）B、D。

（3）比较CO2气体和空气密度的大小；2000mL量筒2只。

例2.化学兴趣小组的同学设计了一个对比实验，探究燃烧现象。

点燃三支蜡烛，在其中一支蜡烛上扣一个烧杯A，将另两支蜡烛放在烧杯中，然后向烧坏C中加适量碳酸钠与盐酸（图3）。

图3

（1）请你帮助他们填写下表：

A

B

C

现象

原因

（2）从燃烧的对比实验中得到的初步结论：

①____________；②______________；

评析：

该题是以初中化学教材中出现过的、同学们较熟悉的蜡烛燃烧为研究对象而设计的一道探究性学习题，设计新颖、独特，既避免将所学知识死记硬背也可得分的弊端，又较好地体现了素质教育要求和课程改革的方向。

解答时同学们只要弄清蜡烛燃烧的三种不同环境时燃烧产生的影响，导致三种不同的效果，进行归纳和总结，即可得出题设问题所要的结论。

答案为：

（1）现象：

A.烛焰熄灭；B.烛焰不变；C.烛焰熄灭。

原因：

A.氧气耗尽；B.接触空气；C.CO2可以灭火。

（2）①燃烧的条件之一是可燃物要与氧气接触；②二氧化碳不支持燃烧。

例3.碳酸钙在高温下煅烧一段时间后，得到白色固体（

CaO＋CO2↑），为了确定白色固体的成分，对其可能的组成进行探究，请你完成下表。

假设

（猜想）

验证方法

及操作

可能看到

的现象

结论

评析：

对探究的化学问题作出大胆的猜想与假设，并能用科学的实验方法进行验证，是培养学生创造能力的重要环节。

CaCO3可能完全分解，也可能未完全分解，向所得固体产物中加稀盐酸检验之，便可得出应有的结论。

答案为：

假设

（猜想）

验证方法

及操作

可能看到

的现象

结论

可能是CaO

取少量固体于试管中滴入稀盐酸

无气泡

只有CaO

可能是CaCO3和CaO

取少量固体于试管中滴入稀盐酸

有气泡

是CaCO3和CaO的混合物

b.方案评价型

例4.为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了探究实验的方案。

A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。

B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化（紫色石蕊试液遇酸变红色）。

图4

请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价：

①哪个同学的方案合理_________。

②方案合理的理由是__________。

评析：

此题用实验证明CO2与水反应生成具有酸性物质的探究性试题，题给出两种探究实验的方案，要求同学们去评价研究，考查同学对所学知识理解的全面性和思维的科学性、严密性。

①B同学的实验方案合理。

②B同学进行了多个对比实验，通过观察小花颜色的变化可以说明：

紫色石蕊变红不是水作用的结果，也不是二氧化碳作用的结果，而是酸作用的结果，二氧化碳溶于水一定生成了具有酸性的物质。

例5.用实验证明一包黑色粉末是由氧化铜和炭粉混合而成的。

甲乙两位同学设计的实验方案如下：

甲：

黑色粉末

观察现象

乙：

黑色粉末

观察现象

试回答：

（1）甲方案中证明有氧化铜的实验依据是_________，证明有炭粉的实验依据是________。

（2）乙方案中证明有氧化铜的实验依据是________，证明有炭粉的实验依据是__________。

（3）以上两个方案中，你认为哪个方案更好？

理由是什么？

评析：

通过对甲、乙两方案的分析可知：

在甲方案中，氧化铜与盐酸反应生成了蓝色的氯化铜溶液，而炭粉不与盐酸发生反应，所以仍以黑色固体形式存在于试管中。

在乙方案中，氧化铜与炭粉的混合物受热反应后生成了红色的铜和二氧化碳气体。

在这两个方案中，由于甲方案操作简便，无需加热，故甲方案更好。

答案为：

（1）溶液变绿色（或蓝色或蓝绿色），试管中仍有黑色不溶物。

（2）试管中出现红色固体；石灰水变浑浊。

（3）甲方案更好，操作简便，不需要加热。

c.装置组合型

例6.据报道，我国将推广“车用乙醇汽油”技术。

乙醇（化学式为C2H5OH）完全燃烧时，生成CO2和H2O；乙醇燃烧时如果氧气不足，还有CO生成。

现有如图5所示的装置。

图5

（1）试用图5中的装置设计一个实验，验证乙醇不完全燃烧的产物中含有CO、CO2、H2O三种气体，应将乙醇燃烧的产物依次通过（填写装置的序号）________，最后进行尾气处理。

其中装置（A）中反应的化学方程式是________，装置（C）的作用是__________，装置（E）的作用是_________。

（2）若乙醇燃烧的产物中，水的质量是24.3g，则参加反应的乙醇的质量是___________。

评析：

这是一道装置组合与计算相结合的实验题。

要验证乙醇不完全燃烧的产物CO、CO2和H2O，需先验证H2O，再验证CO2，最后验证CO。

在装置（A）中发生的反应为CO还原CuO，装置（C）用来除去混合气体中的水蒸气，而装置（E）则用来验证产物中含有水。

关于计算，乙醇燃烧后，其中的氢元素全部转化为水中的氢元素，所以可根据元素的质量守恒关系，计算出参加反应的乙醇的质量。

答案为：

（1）（E）、（D）、（B）、（C）、（A）[或（E）、（D）、（B）、（C）、（A）、（D）或（E）、（D）、（C）、（A）或（E）、（D）、（C）、（A）、（D）]；CO＋

＋CO2；除去水蒸气；验证产物中的水蒸气。

（2）20.7g

d.联系实际型

例7.冬季在塑料大棚中种植蔬菜，除保证适当的水、肥条件和控制适宜的温度外，还必须保证充足的光照适量补充气肥（CO2），以满足蔬菜光合作用的需要。

某同学设计了在自家大棚中施放气肥的方法：

用塑料桶盛放稀释过的工业废酸并悬挂在高处。

需要时向桶中加入一些固体物质，如a.石灰石块；b.纯碱；c.小苏打；d.碳铵等即可有气肥放出。

试回答：

（1）若废酸中主要含有硫酸，则固体物质不能选用上述物质中的__________（填序号），因为__________。

（2）若废酸是盐酸、硫酸、硝酸的混合酸，则从反应产物在农业生产中的再利用角度考虑，固体物质最好选用上述物质中的__________（填序号），写出所选用固体物质与硫酸反应的化学方程式__________。

（3）塑料桶挂在高处的原因是__________。

评析：

该题紧密联系生产、生活实际，以塑料大棚为载体，将蔬菜种植、施放气肥、光合作用、CO2的制取和性质等知识巧妙融为一题，突出考查同学们应用所学知识解决生产生活实际问题的能力。

据题给新信息，应用所学知识可知：

（1）不能选用a，因实验室制取CO2若选用块状石灰石与稀硫酸反应，反应生成的CaSO4微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止了石灰石与酸的接触，而使反应逐渐停止。

故答稀硫酸不能与石灰石持续反应。

（2）选用d，因碳铵与混合酸反应，除生成CO2外，还生成一种促使蔬菜的茎、叶生长茂盛，叶色浓绿的氮肥氯化铵、硫酸铵、硝酸铵的混合物。

其碳铵与硫酸反应的化学方程式为：

2NH4HCO3＋H2SO4＝（NH4）2SO4＋2H2O＋2CO2↑；（3）CO2的密度比空气大，塑料桶挂在高处便于CO2与蔬菜叶面充分接触。

e.总结规律型

例8.对大量客观事实与实验进行分析，找出一些规律，并根据这些规律和物质的内在联系，对一些物质的性质作出推测，这是化学学习中必须训练的科学方法。

在炭、一氧化碳、二氧化碳、氧气四种物质中，其中一种物质具有的某种性质（特性），是其他三种物质不具有的。

例如：

常温常压时炭是固体，其他三种物质是气体，炭与其他三种物质的状态不同。

试按上述要求再列举三例。

评析：

随着素质教育的深入，更加强调对能力、科学方法的考查，题目的灵活性、综合性、开放性、一题多解在中考题中得到较充分体现。

解题时一定要注意找出题目提供的有用信息或条件，关键字词看得清，并进行认真分析，然后归纳总结出问题的实质。

本题中的关键字词是“四种物质中一种与其他三种不同”，依照范例还可联想到：

①在加热条件下，炭是固体还原剂，其他三种物质不是固体还原剂；②固体炭有吸附性，能吸附色素或有毒气体，其他三种物质无吸附性；③炭是固体可燃物，其他三种物质不是；④同温同压下，炭密度最大；⑤在加热条件下，CO是气体还原剂，其他三种不是气体还原剂；⑥CO是有毒气体，其他三种物质无毒；⑦CO是气体可燃物，其他三种物质不是气体可燃物；⑧CO2能使澄清石灰水变浑浊，其他三种物质不能使澄清石灰水变浑浊；⑨氧气具有氧化性，其他三种物质在一般情况下不具有氧化性；⑩氧气能供给呼吸，支持燃烧，其他三种物质在一般情况下既不供给呼吸，也不支持燃烧。

答题时只要从中选答三条即可，当然其他合理答案也可以。

f.学科综合型

例9.仿照图6中C→CO转化的表示方法，将下图中C、CO、CO2、H2CO3、CaCO3等五种物质之间的转化关系用“→”连接起来，并在箭头旁标明必需的其他反应物及反应条件。

图6

评析：

此题属于学科内知识的综合题，要求将C、CO、CO2、H2CO3、CaCO3相互之间如何实现可能的相互转化，标明必需的反应物及反应条件，且用了逆向思维，给看似熟悉的题增加了难度。

细想应连十线，有关的反应为：

①2C＋O2（不足）

②C＋O2（充足）

③CO2＋C

④2CO＋O2

⑤CO2＋H2O＝H2CO3

⑥H2CO3＝CO2↑＋H2O

⑦CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O

⑧CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

或CaCO3

＋CO2↑

⑨CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2CO3

⑩H2CO3＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O

答案为：

图7

例10.小明用如图装置进行“人体呼出的气体中的CO2是否比吸入的空气中的CO2含量多”的探究实验。

实验操作及观察到的现象如图8所示：

图8

（1）根据实验现象，小明得出的结论是_________。

（2）写出该实验中澄清石灰水发生变化的化学方程式：

______________。

（3）小明想进一步了解人体呼出和吸入的气体中的CO2含量变化的原因，通过查阅资料，知道这是由于在人体内的肺泡与血液、血液与组织细胞之间发生了_________交换。

评析：

此题是跨学科综合题。

（1）澄清的石灰水是检验CO2气体的试剂，通过图中观察到的现象，呼出的气体通入澄清石灰水使之很快变浑浊，而空气通入澄清的石灰水变化不明显，由此可得出结论：

人体呼出的CO2比吸入空气中的CO2含量多。

（2）CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O。

（3）人体呼出的CO2为什么比吸入空气中的CO2含量多？

原来，当你吸入室气时，空气中的氧气透过肺泡进入血液；同时血液中的CO2也进入肺泡，这是肺泡与血液之间的气体交换。

进人血液中的氧气，通过血液循环输送到全身各处的组织细胞里，同时组织细胞内产生的CO2也输送到血液中，这是血液与组织细胞的气体交换。