2019-2020年中考化學專題復習三 碳和碳的化合物導學案 (I).doc

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2019-2020年中考化學專題復習三 碳和碳的化合物導學案 (I) 學習目標： l 掌握碳單質(zhì)的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和用途； l 掌握一氧化碳、二氧化碳的的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)及用途； l 掌握二氧化碳的實驗室制法，并會分析實驗室制取氣體的設計思路和方法。 學習策略： l 碳和碳的氧化物這部分知識內(nèi)容多而雜，化學式多、化學方程式多、與其他各部分知識聯(lián)系多、在生產(chǎn)實踐中的應用多，需要掌握和記憶的內(nèi)容多．難記憶、難應用是這部分知識的特點．在學習這部分內(nèi)容時，一定要學會抓住核心——“物質(zhì)的性質(zhì)”這一關鍵，并“以性質(zhì)為中心”，“以結構為基礎”，從而引出物質(zhì)的“制法、用途、檢驗”，要學會多歸納、多比較，才能使知識融會貫通，舉一反三。 二、學習與應用 知識點一：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 　 導電性 　 　 導熱性 良好 良好 用 途 鉆探機鉆頭、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，導致金剛石和石墨在物理性質(zhì)上存在較大差異。 知識點二：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 與水反應 不能與水反應 與石灰水的反應 與石灰水反應 CO2+Ca(OH)2=== 不能與石灰水反應 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的分子構成不同，決定了二者性質(zhì)的不同。 知識點三：一氧化碳和單質(zhì)碳性質(zhì)的比較 　 C CO 相似點 都具有 性、 性，常用作 和 冶煉金屬 不同點 屬于 體單質(zhì)，常溫下具有 性 屬于 體化合物，具有 性 知識點四：實驗室制取二氧化碳時需注意的幾個問題 （一）正確選擇制取二氧化碳的藥品 實驗室制取二氧化碳用 或 （主要成分是 ）和 。不用 、濃 代替 ，不用 、純凈 代替 或 （要會分析原因）。 原因： （1）用 或 跟 反應，速度 ，便于收集CO2氣體；大理石或石灰石原料價低易得。 （2）不用 與 反應的理由：剛開始二者反應生成微溶于水的 覆蓋在大理石的表面，阻止了酸與大理石的接觸，使反應不能持續(xù)進行下去。 （3）不用 的原因： 易揮發(fā)出 氣體，會使生成的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）是因為它們與稀鹽酸反應速度太快，很難控制，且藥品價格比石灰石要貴（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原理是： ，反應物是塊狀固體和液體，在常溫下進行反應，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時所需反應物的量較大，常用下列儀器代替試管作為反應器（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）檢驗二氧化碳的方法 （1）準確檢驗該氣體是否是CO2氣體，可以把該氣體通入到 中，若 ，證明生成的氣體是CO2。 （2）驗證CO2氣體是否收集滿時，可以將 ，利用CO2 的性質(zhì)，可以方便快捷地驗滿。 （四）除去二氧化碳氣體中雜質(zhì)的方法 根據(jù)二氧化碳的有關化學性質(zhì)，對應選取試劑可將實驗室制取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。 知識點五：實驗室制取氣體的設計思路和方法 （一）先要了解在實驗室的條件下，可用什么藥品，通過什么化學反應制取這種氣體。選擇藥品的一般原則是：反應速率 ，便于控制，藥品價格 ，容易獲得，盡量 。 （二）根據(jù)反應物的狀態(tài)、反應所需條件和生成氣體的性質(zhì)來設計實驗裝置。實驗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)反應物的狀態(tài)和反應條件；選擇氣體的收集裝置應考慮氣體的 和氣體的 及氣體是否與水反應。 （三）需要通過什么實驗來驗證產(chǎn)生的氣體是要制取的氣體。驗證氣體時，實驗現(xiàn)象要明顯。 洞察考向： 考點一：碳單質(zhì)的性質(zhì) 例1．下圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結構示意圖，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)的結構中都是每個碳原子連接3個碳原子 解析：本題以圖文并茂的新穎形式綜合考查了碳單質(zhì)的結構、性質(zhì)及用途等知識。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 ；同時結合碳原子的結構示意圖可知，碳原子的最外層有 個電子，因此這四種物質(zhì)的結構中都是每個碳原子連接 個碳原子，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是碳原子結構示意圖，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驗，大試管中的反應體現(xiàn)了碳的還原性，其反應的化學方程式是 ，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，會使全球變暖，從而導致 。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）反應制得，反應后生成硫酸銨、水和二氧化碳，這一反應的化學方程式是 。 （4）研究發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)的結構決定性質(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。從化學反應前后碳元素化合價的變化特點分析，一氧化碳和碳都具有還原性的原因是 。 考點二：二氧化碳的性質(zhì)和制取 例2．我市某校研究性學習小組在老師指導下，對呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳進行探究?，F(xiàn)請你一同參與： 提出問題：呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳？ 設計方案并進行實驗： 小雪：在試管中加入2mL蒸餾水，用一支玻璃導管插入水中吹氣，結果未發(fā)現(xiàn)明顯的現(xiàn)象。 小寧：在試管中加入2mL澄清石灰水，用玻璃導管向試管中的溶液吹氣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是： ，反應的化學方程式為： 。 解釋與結論：根據(jù)他們的方案和實驗，小雪方案中的實驗原理用化學方程式表示為： ；小寧的結論為： 。 評價與反思：小雪的方案若繼續(xù)實驗，也能得到小寧同樣的結論。 請你設計方案 （要求寫出實驗操作及產(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）寫出標有字母儀器的名稱：a ；b 。 （2）實驗室制取和收集二氧化碳氣體所有的裝置是 （填字母），有關該反應的化學方程式為 。 （3）驗證二氧化碳氣體已收集滿的方法是 。 （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。 實驗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。 實驗室制取氨氣應選用的發(fā)生裝置是__________（填字母）， 若用右圖38－6裝置收集氨氣，氣體應從_______端導氣管進入瓶中（填字母）。 ☆【變式3】某研究小組在實驗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制取二氧化碳，其原因是反應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，反應速率逐漸減慢甚至停止。為此，該小組設立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當?shù)姆磻獪囟戎迫《趸肌? 實驗一：選擇合適濃度的硫酸 操作：在28℃時，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 1 2 3 4 5 硫酸濃度（%） 15 20 25 30 35 氣體體積（mL） 35 47 55 51 42 實驗二：選擇合適的反應溫度 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，觀察反應的情況，記錄如下表： 試管編號 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號試管多 氣泡明顯比B號試管多 大量氣泡產(chǎn)生，與常溫用鹽酸反應相似 反應激烈，迅速產(chǎn)生大量氣體 請根據(jù)本次活動的研究目的，分析處理以上兩個表中數(shù)據(jù)，得出結論： （1）稀硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為 %，因為濃度小于或大于合適濃度對反應的影響是 。 （2）在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為 ℃，因為溫度高于或低于該溫度對反應的影響是 。在最合適反應溫度時硫酸與大理石反應的化學方程式為 。 （3） 除選用適當?shù)臏囟群秃线m濃度的硫酸之外，在反應過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應增加 操作，更有利于氣體的制備。 （4）你認為該研究小組還可以研究 對該反應速率的影響。 （5） 在以下硫酸和大理石反應的裝置中，最佳選用 （填編號）。 考點三：一氧化碳的性質(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成的，所以都很堅硬 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；活性炭的主要成分是石墨具有疏松多空的結構，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； 碳氧化物中的 CO和CO2，它們組成元素相同，但由于 構成不同，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性質(zhì)：不可燃、不助燃、與堿反應、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，選項D中區(qū)別兩種氣體的方法很多，但化學中區(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，某同學用一氧化碳代替氫氣還原氧化銅制取金屬銅，請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生成金屬銅和二氧化碳的化學方程式 ； （2）該裝置中，右邊的酒精燈的作用是 ； （3）實驗結束后，該同學對A處殘留固體的組成進行探究，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，反應可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅（化學式為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：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O ①在氧化亞銅中銅元素的化合價為 ； ②殘留固體的組成有幾種可能？（用化學式表示） ☆③請你設計實驗，證明氧化銅是否全部轉(zhuǎn)化成金屬銅。 實驗內(nèi)容和步驟 觀察到的實驗現(xiàn)象和結論 　 　 三、總結與測評 要想學習成績好，總結測評少不了！課后復習是學習不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學習效果，彌補知識缺漏，提高學習能力。 隨著課程改革的全面實施，今后命題中以生產(chǎn)、生活實際、社會熱點問題為背景，運用所學知識解答這些問題，將是中考設計題目的熱點之一。 （一）本部分知識與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密，因此要注意性質(zhì)和用途之間的關系，進一步建立“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”這一化學思想，善于運用所學知識解釋、解決生產(chǎn)生活中的實際問題。 （二）熟練掌握單質(zhì)碳及氧化物之間的轉(zhuǎn)化關系，簡稱“碳三角”，如圖38－9，可聯(lián)系生活實際，運用已有知識分析煤爐內(nèi)的化學反應，從而順利完成對知識的理解。 38－9 （三）以二氧化碳的化學性質(zhì)為切入點，掌握檢驗二氧化碳氣體的方法。 （1）將二氧化碳通入紫色石蕊試液時，石蕊試液變成 色的實質(zhì)是二氧化碳與水反應生成了 ，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，可拓展到二氧化碳能與 溶液反應。二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，用于 ，其反應實質(zhì)是二氧化碳與石灰水中的 反應生成了難溶于水的 。 （四）運用二氧化碳的性質(zhì)解釋一些化學現(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；人進入二氧化碳含量過高的山洞或菜窖導致窒息死亡，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)化關系： 從關系圖中不難看出，在這一知識體系中，二氧化碳起著“承上（單質(zhì)碳）啟下（碳酸、碳酸鈣，乃至有機物甲烷、乙醇等）”的角色。 （六）做好實驗幫助對知識的消化理解 在做一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，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。