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稳定的碳，活泼的题 湖北省枣阳市兴隆二中 丁照明 碳作为元素和化合物内容的重要组成部分，是各地中考中出现频率较高的一个考点。随着素质教育的不断深入，考题背景更加新颖，考查方式更加灵活，更加注重对同学们应用能力的考查。归纳起来有以下几个方面： 一、考查碳单质的结构 例1、下图是金刚石、石墨、C60、纳米碳管结构示意图，下列说法正确的是（ ）  A、这四种物质都很软，可作润滑剂 B、这四种物质的碳原子的排列方式相同 C、这四种物质完全燃烧的产物都是二氧化碳 D、这四种物质的结构中都是每个碳原子连接三个碳原子 解析：金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的单质，但是它们的物理性质存在着较大差异。金刚石是天然存在的最硬的物质，不能作润滑剂；而石墨是最软的矿物之一，有润滑性可作滴剂；从图中结构示意图可知，构成这四种物质的碳原子的排列方式不同，而且不同的碳单质中每个碳原子连接的碳原子的个数是不相同的；元素的化学性质是由元素的原子的最外层电子数决定的，金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳原子构成的，而碳原子的最外层电子数都是4个，因此，它们的化学性质相同，即完全燃烧后的产物都是二氧化碳。故答案C正确。  二、考查碳单质的性质和用途例2、用木炭还原氧化铜的实验如图。 （1）酒精灯加网罩的目的_____________________； （2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是______________________________； （3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出划线部分的化学方程式：__________________________、_________________________； （4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是_________________________。 解析：本题重点考查了同学们对实验细节的关注程度。（1）用酒精灯加热木炭还原氧化铜实验，一般不能达到实验所需的高温，通过在酒精灯上加网罩，可以使火焰集中，并提高温度，从而达到高温条件；（2）由于试管内有空气，预热时试管①中的空气受热膨胀逸出，所以刚开始时石灰水并没有变浑浊；（3）石灰水变浑浊说明有二氧化碳气体产生，黑色粉末中出现红色物质说明反应后有单质铜生成的缘故；（4）实验结束时，若先停止加热后撤去导管，由于试管内的温度降低，试管内的压强减小，石灰水倒吸入大试管中，使试管炸裂。若不用弹簧夹夹紧橡皮管，空气就会进入试管①，试管内灼热的铜容易被空气中的氧气再次氧化成氧化铜，所以要做好密闭措施。 答案：（1）使火焰集中，并提高温度；（2）预热时试管①中的空气受热膨胀逸出，所以刚开始时石灰水并没有变浑浊（3）CO2+Ca(OH)2=CaC3↓+H2O、 C+2CuO  2CuO+CO2↑（4）防止石灰水倒吸造成试管炸裂同时防止空气进入尚未冷却的试管①将灼热的铜再次氧化。三、考查二氧化碳的制取、性质和用途 例3、通常情况下，实验室用如图所示的部分装置来制取、收集及验证CO2的性质：  （1）装置A中的化学方程式是 ； （2）收集二氧化碳不能用D装置的原因是 ； （3）A、B、C中现象是：A处 ，B处 ，C处 ，B、C两处的化学方程式分别是 __________ ， ； （4）若将A、E连接，E中观察到的现象是 ，说明CO2_____________________，由此可知，二氧化碳在生活中可用于_________。 解析：本题主要考查CO2的制取、收集、性质和用途，实验室用大理石和稀盐酸反应来制取CO2，由于CO2能溶于水且能与水反应，因此CO2不能用排水法来收集；而CO2能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，同时CO2也能与石灰水反应，使澄清的石灰水变浑浊;若将A、E连接，观察到E中的现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧。因此生活中二氧化碳可用于灭火。 答案：（1）CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑;(2) CO2能溶于水且能与水反应;(3)固体表面产生大量气泡；紫色石蕊溶液变红色；澄清的石灰水变浑浊；CO2+H2OH2CO3；CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O；（4）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧；灭火。四、考查一氧化碳的性质  例4、小平同学设计了右图所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答： （1）当装置B中的澄清石灰水变浑浊时，说明________________________； （2）为了保证安全，在通入CO气体之前应该_______________________； （3）该装置存在的主要问题是 _________________，改进的具体方法是_________。 解析：本题主要考查CO的还原性，可燃性和毒性。CO在加热的条件下能将CuO中的铜还原成单质Cu，同时生成CO2，因此B中的澄清石灰水会变浑浊；CO除了具有还原性外，还具有可燃性，因此为了保证安全，实验前通入的CO气体必须要先检验其纯度，以免不纯的CO气体在加热时发生爆炸；由于CO有毒，排放到空气中会造成大气的污染，所以该装置存在的主要问题是没有对尾气进行处理，而CO具有可燃性，因此，可在尾气口用酒精灯点燃尾气或用小气球把尾气收集起来。 答案：（1）该反应中有CO2气体生成；（2）检验CO的纯度（3）没有处理尾气；用酒精灯点燃尾气或用小气球把尾气收集起来。 五、考查碳及其化合物间的相互转化  例5、找出知识间的联系，并将其整合成知识网络，是学习化学知识的有效方法之一．如CaCO3、CaCl2、Ca(OH)2等三种物质间相互联系可用左图表示。（1）请你仿照上述例子用图表示C、CO、CO2、CaCO3等四种物质的相互关系（只限初中）。 （2）请根据找出的转化关系，写出符合下列要求的化学方程式各一条。 ①置换反应：___________________________； ②化合反应：___________________________。 解析：要想准确解答此题须熟练掌握碳和碳的化合物之间的相互转化关系，而CO2在碳和碳的化合物知识体系中具有桥梁作用。单质碳具有可燃性，充分燃烧时产物为CO2,燃烧不充分时产物为CO，而CO、CO2虽然都含有C、O元素，但由于分子构成不同，化学性质也不相同，CO在点燃的条件下生成CO2，CO2通过灼热的炭层又可生成CO，CO2与石灰水反应会生成CaCO3，而CaCO3与稀盐酸反应又可以得到CO2，知道这些转化关系，对解答含碳物质间的转化十分重要。 答案：（1）  (2)① C+2CuO  2Cu+CO2↑②C+O2 CO2 或CO2+C2CO等【巩固练习】 1、纳米材料被誉为21世纪最有前途的新材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几纳米（1nm=10-9m）的空心管。下列说法错误的是（ ） A、纳米碳管是一种新型的化合物 B、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳 C、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D、纳米碳管在常温下化学性质稳定  2、科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”，如图所示，碳片是世界上最薄的材料。下列说法错误的是（ ）A、碳片是一种单质 B、在一定条件下，碳片可还原氧化铁 C、碳片和C60是同一种物质 D、碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO2 3、下列有关二氧化碳性质的实验，无明显现象的是（ ）  A、紫色石蕊试液 B、澄清石灰水 C、蒸馏水 D、 4、研究物质通常从组成、结构、性质、用途等方面来进行。以石墨为例，从结构上，石墨由碳原子按层状排列，从  5、“轻轨电车”（如图）是近年来新兴的城市高架交通工具，具有污染小的优点。当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的“电刷”沿架空电线滑动,电刷材料中含有石墨。选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质：(1)______________具有良好的导电性；(2)_____________耐高温；③____________化学性质稳定。  6、用如右图的实验装置可制取二氧化碳气体，并验证二氧化碳的性质．请回答下列问题： （1）指出装置A中的错误之处：①___________________ ；②_____________________ 。 （2）纠正错误后，完成以下实验内容： ①实验室制取二氧化碳的化学方程式是__________________________； ②实验开始时应检查装置A的_______________； ③若要检验二氧化碳气体，装置A与装置C中的导管的连接顺序是a→__________，观察到装置C中的现象是______________________； ④装置A与装置B连接，观察到装置B中现象是 ____________________，说明二氧化碳具有_________________________的性质。 7、小杰和小敬学习了碳单质的化学性质后，知道碳与氧气反应能够生成CO或CO2。于是两人联想到木炭粉与氧化铜发生的反应可能有: ①C+2CuO 2CuO+CO2↑②C+CuOCu+CO↑他们想来验证自己的想法，请你同他们一起进行探究． [猜想与假设] 木炭粉与氧化铜反应生成的产物有三种可能： (1)产物是铜和一氧化碳；(2)产物是铜和二氧化碳；(3)产物是______________。 [设计方案] (1)检验产物中是否有CO2的方法是______________________。 (2)如何检验产物中是否存在CO？两人查找了资料：CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝． [实验与结论] 设计的实验装置(如下图)：  实验报告：
[反思与评价] ①实验结束时，为防止Cu被氧化，必须先停止加热，待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下，因此，若没有B安全瓶，可能导致的后果是_____________________________。 ②根据实验结论，从环保角度考虑，上述装置C后应添加的装置是_________________。 [拓展与交流] 如果用右图装置代替左图中的A装置，这样既可以排尽试管中的空气，又能将反应的气体产物都“赶”出来，该气体应是_____________________。 8、已知X是有毒且不溶于水的气体，Y是不支持燃烧的气体，Z是不溶于水的白色固体，X、Y、Z之间有如下所示的转化关系，请回答下列问题：  （1）写出X的化学式____________________， （2）写出Z和稀盐酸反应生成Y的化学方程式________________________， （3）“物质的组成与结构决定物质的性质”是重要的化学思想。气体X、Y都含有______和_____元素，但它们的物理性质和化学性质都不同，是由于它们的_______________，请举出X、Y性质不同的一个例子____________________。 【参考答案】 1、A 2、C 3、C 4、从组成上，石墨由碳元素组成；性质上，石墨具有导电性和润滑性；用途上，石墨可以做铅笔芯，做电极。 5、(1)具有良好的导电性；(2)耐高温；(3)化学性质稳定。 6、（1）①药品使用稀硫酸 ②长颈漏斗下端未插入液面以下 （2）①CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ ②气密性 ③连接顺序序是a→d，澄清石灰水变浑浊 ④下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡后熄灭；不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大的性质。 7、铜和一氧化碳和二氧化碳；将产生的气体通入澄清石灰水，观察是否变浑浊；CO；澄清石灰水变水浑浊；C瓶中的石灰水倒吸，使试管炸裂；燃着的酒精灯；N2 8、（1）CO （2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ （3）碳；氧；分子构成不同；CO有毒而CO2没有毒 (责任编辑：admin) |