本單元從碳單質(zhì)入手，以名稱→結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途這條線展開，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了碳的化學(xué)性質(zhì)及其用途、二氧化碳制取的研究、二氧化碳和一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)及其用途等。除了掌握這些知識(shí)要點(diǎn)外，還要密切聯(lián)系它們?cè)谏a(chǎn)生活實(shí)際中的應(yīng)用，并關(guān)注它們?cè)谛虑榫爸械目疾椤?b>
一、知識(shí)考查點(diǎn)
考點(diǎn)1 碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途
碳單質(zhì)包括金剛石、石墨、無(wú)定形碳（木炭、活性炭、焦炭、炭黑）、C60、碳納米管、石墨烯等，學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)時(shí)按“名稱――結(jié)構(gòu)性質(zhì)
用途”這條線來(lái)掌握這部分知識(shí)。
1． 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)與用途。金剛石的正八面體結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬性作玻璃刻刀、機(jī)器鉆頭、裝飾品等；石墨的細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)質(zhì)軟、導(dǎo)電性、滑膩性、耐高溫 鉛筆芯、電極、潤(rùn)滑劑、坩堝；木炭和活性炭的疏松多孔的結(jié)構(gòu)
吸附性吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味劑等；C60分子(又稱足球烯)的球狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性超導(dǎo)體等；碳納米管的多孔結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氫等。
2． 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與用途。碳單質(zhì)物理性質(zhì)各異，但化學(xué)性質(zhì)類似，都具有可燃性作燃料，家庭取暖、做飯等；具有還原性冶煉金屬，如冶煉金屬銅、鐵等；常溫下穩(wěn)定性制作字畫、書寫檔案等。
例1 （2011·日照市）2010年諾貝爾物理獎(jiǎng)授予發(fā)現(xiàn)石墨烯的開創(chuàng)性研究者。以石墨為原料，先制備氧化石墨, 再經(jīng)過熱還原制備石墨烯。石墨烯硬度大，導(dǎo)電性能好，有韌性，可彎曲。下列關(guān)于金剛石、石墨、C60和石墨烯四種單質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是 （ ）
A．將石墨變成石墨烯發(fā)生了化學(xué)變化 B．四種物質(zhì)碳原子的排列方式不同
C．四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2 D．石墨烯是一種新型的有機(jī)物
點(diǎn)撥 石墨烯以石墨為原料制備而成的，中間經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，屬于化學(xué)變化。四種物質(zhì)物理性質(zhì)各異的根本原因是結(jié)構(gòu)不同，即碳原子的排列方式不同。但他們化學(xué)性質(zhì)類似，都具有可燃性，完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2。石墨烯只有碳元素組成，類屬于碳單質(zhì)，所以選項(xiàng)D是錯(cuò)的。答案為D。
考點(diǎn)2 二氧化碳制取的探究
氣體制取設(shè)計(jì)思路一般為發(fā)生裝置（先組裝裝置并檢驗(yàn)裝置的氣密性）→凈化裝置→干燥裝置→收集裝置→驗(yàn)證氣體性質(zhì)裝置→尾氣處理裝置（對(duì)有毒氣體用溶液吸收或燃燒掉）等。
實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳是根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)（大理石為固體、稀鹽酸為液體）和反應(yīng)條件（常溫）發(fā)生裝置（與用過氧化氫溶液制取氧氣類似），二氧化碳的密度比空氣大且易溶于水收集裝置（用向上排氣法，不用排水法）。工業(yè)上常用煅燒石灰石可制得副產(chǎn)品二氧化碳?xì)怏w（CaCO3CaO + CO2↑）。另外，從實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳可得到碳酸鹽的檢驗(yàn)方法：用試管取樣品少許，滴加稀鹽酸，并將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明是二氧化碳?xì)怏w，原樣品含有碳酸鹽。
例2 （2011·宿遷市）在實(shí)驗(yàn)操作考查中，小明抽到的題目是“二氧化碳的制取、收集和驗(yàn)滿”。下圖是他的主要實(shí)驗(yàn)步驟，其中操作有誤的是 （ ）
點(diǎn)撥 傾倒液體時(shí)要掌握三要點(diǎn)：一倒（瓶蓋倒放）、二對(duì)（標(biāo)簽對(duì)手心）、三靠（試劑瓶口緊靠試管口）。二氧化碳的密度比空氣大選用向上排氣法。檢驗(yàn)裝置氣密性時(shí)用兩手緊握試管外壁，若導(dǎo)氣管的另一端有氣泡冒出，證明氣密性完好。驗(yàn)滿時(shí)將燃著的木條放到集氣瓶口，若木條熄滅證明收集滿了。所以選項(xiàng)d是錯(cuò)的。答案為d。
考點(diǎn)3 二氧化碳與一氧化碳的比較
一般的，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。CO2的結(jié)構(gòu)式為Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，分子形狀為直線形的，屬于非極性分子，表現(xiàn)出在于其它物質(zhì)起反應(yīng)時(shí)容易失氧，具有氧化性，發(fā)生還原反應(yīng)，如CO2+C2CO。而CO的結(jié)構(gòu)式為Ｏ＝Ｃ，分子形狀為直線形的，屬于極性分子，表現(xiàn)出在于其它物質(zhì)起反應(yīng)時(shí)容易得氧，具有還原性，發(fā)生氧化反應(yīng)，如2CO+O22CO2。
1． 二氧化碳的性質(zhì)及其用途：不支持燃燒且密度比空氣大滅火，干冰制冷劑或人工降雨，與某些物質(zhì)反應(yīng)化工產(chǎn)品的原料或植物光合作用，石灰水吸收空氣中二氧化碳石灰漿抹墻等。
2． 一氧化碳的性質(zhì)決定了其用途：（1）一氧化碳的可燃性作燃料，如家庭用煤氣（主要成分為一氧化碳）做飯等；（2）一氧化碳的還原性冶煉金屬，如工業(yè)冶煉金屬鐵、銅等；（3）一氧化碳的毒性毒殺一些有害動(dòng)物，同時(shí)注意做好尾氣處理，防止對(duì)環(huán)境污染。
二氧化碳和一氧化碳由于結(jié)構(gòu)不同決定了二者的性質(zhì)和用途上的差異。但二者可以相互轉(zhuǎn)化，如二氧化碳具有氧化性，通過高溫的碳層生成一氧化碳。一氧化碳具有還原性，可以通過被氧化或冶煉金屬得到二氧化碳。
例3 （2011·桂林市）下列關(guān)于一氧化碳和二氧化碳的說法正確的是 （ ）
A．都比空氣重 B．都可以用碳和氧氣反應(yīng)得到
C．都有還原性 D．都能和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)
點(diǎn)撥 二者中只有一氧化碳的密度比空氣小，具有還原性，而且只有二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。碳單質(zhì)充分燃燒時(shí)生成二氧化碳，不充分燃燒時(shí)生成一氧化碳。所以選項(xiàng)B正確。答案為B。
考點(diǎn)4 碳、一氧化碳與氫氣的比較
碳、一氧化碳與氫氣的性質(zhì)及其用途比較：①相同點(diǎn)：在物理性質(zhì)方面，如一氧化碳和氫氣在通常情況下為無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，密度比空氣小等；在化學(xué)性質(zhì)方面，碳、一氧化碳與氫氣都具有可燃性和還原性；在用途方面，作燃料（由可燃性決定）、冶煉金屬（由還原性決定）等；②不同點(diǎn)：如燃燒、還原產(chǎn)物、還原裝置等不盡相同；各自有其它用途，如氫氣用作填充氣球等。
例4 （2011·襄陽(yáng)市）木炭在一定條件下燃燒既有CO2生成，也有CO生成。若要證明兩種氣體都要存在，應(yīng)先將氣體通過澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁，證明有CO2存在。寫出CO2與澄清的石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。然后將氣體干燥后通過灼熱的氧化銅，觀察到________________________，證明有CO存在。實(shí)驗(yàn)后向燃著的木炭上灑水使其熄滅，其滅火的原理是__________ ___________。
點(diǎn)撥 CO2的特性能使澄清的石灰水變渾濁。一氧化碳具有還原性，可以將黑色粉末氧化銅變紅色銅。滅火原理是針對(duì)燃燒條件而言的，可以撤離可燃物或隔絕與氧氣接觸，也可以把可燃物的溫度降低到著火點(diǎn)以下。答案為CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O；黑色粉末變紅色；把可燃物的溫度降低到著火點(diǎn)以下。
考點(diǎn)5 “低碳環(huán)?！崩砟?/span>
“低碳環(huán)保”，就是指生活作息時(shí)所耗用的能量要盡力減少，從而減低碳，特別是二氧化碳的排放量，從而減少對(duì)大氣的污染，減緩生態(tài)惡化，主要是從節(jié)電、節(jié)氣和回收三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)改變生活細(xì)節(jié)。簡(jiǎn)單地理解，低碳環(huán)保就是返璞歸真地去進(jìn)行人與自然的活動(dòng)，養(yǎng)成低碳的良好生活習(xí)慣：倡導(dǎo)低碳，呵護(hù)地球。
例5 （2011·無(wú)錫市）下列做法不符合“低碳環(huán)?！崩砟畹氖?/span> （ ）
A．為了節(jié)約用紙，兩面使用草稿紙
B．為了QQ能夠升級(jí)，長(zhǎng)期把QQ掛在線上
C．為了節(jié)約用水，洗菜、淘米后的水用來(lái)澆花
D．為了提高資源利用率，分類回收廢棄物
點(diǎn)撥 很明顯，選項(xiàng)B不符合“低碳環(huán)?！崩砟?/span>。這樣不但浪費(fèi)能源，還容易上癮，不為中學(xué)生所取。答案為B。
二、中考鏈接
1． （2011·襄陽(yáng)市）金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，下列說法正確的是（ ）
A．它們是同一種物質(zhì) B．它們碳原子的排列方式不同
C．它們的化學(xué)性質(zhì)不同 D．它們的物理性質(zhì)不同
2．（2011·福州市）下列說法不符合“節(jié)能減排、低碳生活” 理念的是 （ ）
A．大量植樹造林，禁止亂砍濫伐
B．大量使用一次性塑料餐具
C．開發(fā)回收利用二氧化碳的新技術(shù)
D．開發(fā)和利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源
3．（2011·南通市）下列有關(guān)碳及其氧化物的說法錯(cuò)誤的是 （ ）
A．CO與CO2 可用澄清石灰水區(qū)分
B．CO具有還原性，可用于鐵的冶煉
C．CO2的過多排放可導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生
D．金剛石和石墨結(jié)構(gòu)中碳原子排列方式不同
4．（2011·達(dá)州市）下列有關(guān)二氧化碳的檢驗(yàn)、制備和用途能達(dá)到目的的是 （ ）
A．干冰用于人工降雨
B．二氧化碳?xì)怏w通入紫色石蕊試液中，溶液變?yōu)樗{(lán)色
C．用塊狀石灰石和稀硫酸迅速制備大量二氧化碳
D．將燃著的木條伸入集氣瓶，火焰立即熄滅，證明瓶?jī)?nèi)原有氣體就是二氧化碳
5．（2011·百色市）關(guān)于一氧化碳和二氧化碳的敘述正確的是
A． 一氧化碳和二氧化碳均有可燃性 B．室內(nèi)放一盆水能防止一氧化碳中毒
C． 一氧化碳具有還原性可用于冶煉金屬 C．可用燒堿溶液鑒別二氧化碳?xì)怏w
6．（2011·瀘州市）下圖是實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳并驗(yàn)證其性質(zhì)的的實(shí)驗(yàn)裝置圖，試根據(jù)題目要求回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是 ；裝置A中發(fā)生的化學(xué)方程式為 ，裝置C中觀察到的現(xiàn)象是 。
（2）裝置D中觀察到下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，說明二氧化碳的密度比空氣大，它不能燃燒，也不能支持燃燒。由此可知，二氧化碳在生活中可用于 。
（3）實(shí)驗(yàn)室用裝置E來(lái)收集二氧化碳時(shí)，二氧化碳應(yīng)從 （填“c端”或“d端”）通入。
7．（2011·河北省）在一次實(shí)驗(yàn)課上，各小組同學(xué)在不同地點(diǎn)找來(lái)的小石塊與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。此反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快。小明將這一情況報(bào)告老師，老師鼓勵(lì)他們對(duì)此問題共同探究。
【提出問題】影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么？
【作出猜想】①不同地點(diǎn)石塊中碳酸鈣含量不同；②所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同；③還可能是 。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）驗(yàn)證猜想①是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：分別取大小相同、質(zhì)量相同、 的石塊，加入質(zhì)量相同、 的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）驗(yàn)證猜想②是否成立，對(duì)鹽酸的要求是 。
【交流討論】實(shí)驗(yàn)中可以通過觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率。若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是 。
【拓展延伸】上述實(shí)驗(yàn)中，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對(duì)用過
（1）若用此裝置制取二氧化碳，在試管內(nèi)的銅絲球上方應(yīng)盛放塊狀__________ （填藥品名稱。下同）， 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 __________；若用此裝置制取氫氣．在試管內(nèi)的銅絲球上方應(yīng)盛放__________發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。
（2）制備氣體之前，都必須要撿查裝置的氣密性。寫出你檢查該裝置氣密性的方法： 。
9．（2011·內(nèi)江市）碳及許多含碳化合物不充分燃燒都要產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳是一種污染空氣的有毒氣體，它使人中毒的原因是 ，通常采用燃燒法處理尾氣中的一氧化碳。某同學(xué)對(duì)一氧化碳與一定量的氧氣反應(yīng)后所得的氣體成分進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：
【提出猜想】反應(yīng)后氣體的組成可能是：①CO和CO2；②只有CO2；③ 。
【實(shí)驗(yàn)探究】該同學(xué)為了驗(yàn)證自己的猜想，用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①裝置B中氫氧化鈉溶液的作用是 。
②裝置A中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，用帶火星的木條伸入D中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，猜想③成立。
參考答案：
1．B 2．B 3．C 4．A 5．C
6．（1）長(zhǎng)頸漏斗 CaCO3 + 2HCl ＝CaCl2 + H2O + CO2↑ 紫色的石蕊試液變紅；（2）滅火；（3）c端
7． CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O +CO2↑；
【作出猜想】石塊大小不同（或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同）；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）不同地點(diǎn) 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同；（2）溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同；
【交流討論】相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積（或收集相同體積二氧化碳所需的時(shí)間）；
【拓展延伸】溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液質(zhì)量、壓強(qiáng)
8． ⑴塊狀石灰石（或大理石） CaCO3 + 2HCl ＝CaCl2 + H2O + CO2↑；鋅粒 Zn + 2HCl ＝ZnCl2 + H2↑；⑵關(guān)閉止水夾（或用手指堵住導(dǎo)管），將通底試管插入水中，觀察試管內(nèi)的液面是否緩慢上升（或?qū)⒃嚬芡ǖ撞糠纸胨?，再用手握試管，觀察通底處是否有氣泡冒出）
9． 一氧化碳與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人體缺氧；
【提出猜想】③CO2、O2；
【實(shí)驗(yàn)探究】①吸收二氧化碳（或除去二氧化碳） ②澄清石灰水變渾濁 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O 木條復(fù)燃
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