本单元从碳单质入手,以名字→结构→性质→作用与功效这条线展开,重点学习了碳的化学性质及其作用与功效、二氧化碳制取的研究、二氧化碳和一氧化碳的化学性质及其作用与功效等。除去学会这类常识要素外,还要密切联系它们在生产生活实质中的应用,并关注它们在新情景中的考查。
1、常识考查点
考试知识点1 碳单质的性质与作用与功效
碳单质包含金刚石、石墨、无定形碳、C60、碳纳米管、石墨烯等,学习或复习时按“名字――结构性质作用与功效”这条线来学会这部分常识。
1. 碳单质的物理性质与作用与功效。
金刚石的正八面体结构坚硬性作玻璃刻刀、机器钻头、装装饰品等;石墨的细鳞片状结构质软、导电性、滑腻性、耐高温 铅笔芯、电极、润滑液、坩埚;木炭和活性炭的疏松多孔的结构吸附性吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味剂等;C60分子的球状结构稳定性超导体等;碳纳米管的多孔结构储氢等。
2. 碳单质的化学性质与作用与功效。碳单质物理性质各异,但化学性质类似,都具备可燃性作燃料,家庭取暖、做饭等;具备还原性冶炼金属,如冶炼金属铜、铁等;常温下稳定性制作字画、书写档案等。
例1 诺贝尔物理奖授与发现石墨烯的开创性研究者。以石墨为材料,先制备氧化石墨, 再经过热还原制备石墨烯。石墨烯硬度大,导电性能好,有韧性,可弯曲。下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种单质的叙述错误的是
A.将石墨变成石墨烯发生了化学变化B.四种物质碳原子的排列方法不同
C.四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D.石墨烯是一种新型的有机物
点拨 石墨烯以石墨为材料制备而成的,中间经过氧化还原反应,是化学变化。四种物质物理性质各异的根本缘由是结构不同,即碳原子的排列方法不同。但他们化学性质类似,都具备可燃性,完全燃烧后的产物都是CO2。石墨烯只有碳元素组成,类是碳单质,所以选项D是错的。答案为D。
考试知识点2 二氧化碳制取的探究
气体制取设计思路一般为发生装置→净化装置→干燥装置→采集装置→验证气体性质装置→尾气处置装置等。
实验室里制取二氧化碳是依据反应物的状况和反应条件发生装置,二氧化碳的密缺瓤掌大且易溶于水采集装�。工业上常用煅烧石灰石可制得副商品二氧化碳气体。
另外,从实验室制取二氧化碳可得到碳酸盐的检验办法:用试管取样品少许,滴加稀盐酸,并将产生的气体通入到澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳气体,原样品含有碳酸盐。
例2 在实验操作考查中,小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、采集和验满”。下图是他的主要实验步骤,其中操作有误的是
点拨 倾倒液体时要学会三要素:一倒、二对、三靠。二氧化碳的密度比空气大使用向上排气法。检验装置气密性时用两手紧握试管外壁,若导气管的另一端有气泡冒出,证明气密性完好。验满时将燃着的木条放到集气瓶口,若木条熄灭证明采集满了。所以选项d是错的。答案为d。
考试知识点3 二氧化碳与一氧化碳的比较
普通的,物质的结构决定其性质。CO2的结构式为O=C=O,分子形状为直线形的,是非极性分子,表现出在于其它物质起反应时容易失氧,具备氧化性,发生还原反应,如CO2+C2CO。
而CO的结构式为O=C,分子形状为直线形的,是极性分子,表现出在于其它物质起反应时容易得氧,具备还原性,发生氧化反应,如2CO+O22CO2。
1. 二氧化碳的性质及其作用与功效:不支持燃烧且密度比空气大灭火,干冰制冷剂或人工降雨,与某些物质反应化工商品的材料或植物光合用途,石灰水吸收空气中二氧化碳石灰浆抹墙等。
2. 一氧化碳的性质决定了其作用与功效:一氧化碳的可燃性作燃料,如家庭用煤气做饭等;一氧化碳的还原性冶炼金属,如工业冶炼金属铁、铜等;一氧化碳的毒性毒杀一些有害动物,同时注意做好尾气处置,预防对环境污染。
二氧化碳和一氧化碳因为结构不同决定了二者的性质和作用与功效上的差异。但二者可以相互转化,如二氧化碳具备氧化性,通过高温的碳层生成一氧化碳。一氧化碳具备还原性,可以通过被氧化或冶炼金属得到二氧化碳。
例3 下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是
A.都比空气重B.都可以用碳和氧气反应得到
C.都有还原性D.都能和澄清石灰水发生反应
点拨 二者中只有一氧化碳的密度比空气小,具备还原性,而且只有二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。碳单质充分燃烧时生成二氧化碳,不充分燃烧时生成一氧化碳。所以选项B正确。答案为B。
考试知识点4 碳、一氧化碳与氢气的比较
碳、一氧化碳与氢气的性质及其作用与功效比较:①相同点:在物理性质方面,如一氧化碳和氢气在一般情况下为无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小等;在化学性质方面,碳、一氧化碳与氢气都具备可燃性和还原性;在作用与功效方面,作燃料、冶炼金属等;②不同的地方:如燃烧、还原产物、还原装置等不尽相同;各自有其它作用与功效,如氢气用作填充气球等。
例4 木炭在肯定条件下燃烧既有CO2生成,也有CO生成。若要证明两种气体都要存在,应先将气体通过澄清的石灰水,澄清的石灰水变浑浊,证明有CO2存在。写出CO2与澄清的石灰水反应的化学方程式____________________________。
然后将气体干燥后通过灼热的氧化铜,察看到________________________,证明有CO存在。实验后向燃着的木炭上洒水使其熄灭,其灭火的原理是_____________________。
点拨 CO2的特质能使澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳具备还原性,可以将黑色粉末氧化铜变红色铜。灭火原理是针对燃烧条件而言的,可以撤离可燃物或隔绝与氧气接触,也可以把可燃物的温度减少到失火点以下。
答案为CO2 + Ca2= CaCO3↓+ H2O;黑色粉末变红色;把可燃物的温度减少到失火点以下。
考试知识点5 “低碳环保”理念
“低碳环保”,就是指生活作息时所耗用的能量要尽力降低,从而减低碳,尤其是二氧化碳的排放量,从而降低对大方的污染,减缓生态恶化,主如果从节电、节气和收购三个环节来改变生活细节。简单地理解,低碳环保就是返璞归真地去进行人与自然的活动,培养低碳的好生活习惯:主张低碳,呵护地球。
例5 下列做法不符合“低碳环保”理念的是
A.为了节省用纸,两面用草稿纸
B.为了QQ可以升级,长期把QQ挂在线上
C.为了节省用水,洗菜、淘米后的水用来浇花
D.为了提升资源借助率,分类收购废弃物