碳和碳的氧化物

 

    本单元内容与人类生产、生活密切相关，在教材中具有承上启下的作用。虽然只有三个课题，但内容丰富，知识点较多，常考的知识点有十余个。本单元既是教材的重点，又是中考命题的热点。

一、学习目标

  1. 能说出碳的几种单质，了解不同碳单质的特性和和用途。

  2. 知道碳单质的化学性质和还原反应。

  3. 知道同一元素可以组成不同的物质，初步形成“结构决定性质、性质决定用途、用途体现性质”的观点。

  4. 了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳，初步学习在实验室制取二氧化碳。

  5. 掌握实验室中制取气体的思路和方法。

  6. 知道二氧化碳和一氧化碳的主要性质和用途，了解它们对生活和环境的影响。

  7. 了解自然界中的碳循环，了解并关注温室效应。

 

二、与社会热点、生产生活、科技前沿的联系

  1. 利用金刚石制钻头、玻璃刀、装饰品，利用石墨制铅笔芯，干电池的电极，汽水、啤酒的生产学问，石灰浆抹墙变硬的原因，二氧化碳肥料与大棚蔬菜增产，水壶中水垢的去除方法等，碳和碳的氧化物与生产、生活间的联系非常紧密。

  2. 课本中介绍的石墨炸弹、无轨电车的原理，C₆₀、碳纳米管等的发现及其在材料科学、超导体等方面的应用，人造金刚石及金刚石薄膜的制造和应用、干冰与人工降雨及舞台云雾效果等知识，无不体现出化学与社会热点、生产生活，及科技前沿的联系。

  3. 一氧化碳还原性实验中的尾气处理、温室效应的产生与防治等，体现了化学与环境保护间的关系，可培养同学们关注社会和环境的责任感。

 

三、重要考点题析

  1. 碳单质的性质和用途

    例1. 下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。

    （1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有_________________个碳原子。

    （2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途_____________。

    （3）图中物质丙的化学式为C₆₀，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为_______________。

    解析：本题以金刚石、石墨、C₆₀的微观结构创设情景，考查同学们对碳的几种单质的结构、性质、用途的掌握及获取信息、分析解决问题及知识迁移的能力。从甲图中不难看出，每个碳原子最多连有4个碳原子；乙物质层与层之间能滑动，有滑腻感，推知乙物质可用作铅笔芯材料等；根据题给信息，该硅单质的化学式为Si₆₀，由此可推测C₆₀、Si₆₀各一个分子反应生成的一个新型分子中含60个碳原子和60个硅原子，化学式为。

    答案：（1）4

    （2）用作铅笔芯材料

    （3）C₆₀Si₆₀

    点评：解此类题的关键是，一要熟悉物质的结构、性质和用途之间的对应关系。即“结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质”；二要善于从结构图及题目中获取有用信息，建立信息与所学知识间的联系；三要熟悉碳的几种单质的物理性质、化学性质和用途。

 

  2. 二氧化碳的实验室制法

  3. 二氧化碳的性质和用途

  例2. 将两只用于医学研究的小白鼠分别放入A、B两个瓶中，A瓶内装有CO和O₂的混合气体，B瓶内装有CO₂气体，拧紧瓶盖，结果两只小白鼠很快都死了。造成小白鼠死亡的主要原因是：A瓶_________________________；B瓶_____________________。

    解析：本题考查同学们对CO和CO₂性质的掌握程度，熟记它们的性质结合实际分析即可作答。A瓶内含有一氧化碳，一氧化碳有剧毒，小白鼠是中毒死亡；而B瓶内含有二氧化碳，它不能供给呼吸，小白鼠是窒息死亡。

答案：

A. CO有剧毒，中毒而亡

    B. CO₂不供给呼吸，窒息而亡

    点评：CO、CO₂的性质和用途是中考热点之一。熟记二者的性质和用途、会探究二者的性质、能正确应用二者的性质解释生活中的现象，是解题的关键。

 

  4. 一氧化碳的性质和用途

  例3. 下列叙述中不符合下图实验设计意图的是（    ）

    A. 说明CO具有还原性

    B. 说明生成物CO₂的密度比空气大

    C. 说明CO和CuO的反应需要加热

    D. 可以防止有毒的CO气体对空气的污染，同时又可以充分利用能源

    解析：本题主要考查一氧化碳的性质。从装置图可看出实验内容：CO与CuO在加热条件下可发生反应，说明CO具有还原性；石灰水用于检验和吸收生成物中的CO₂；另一导管通向燃烧的酒精灯，主要是使反应中过量的CO燃烧，这不仅可充分利用燃烧时放出的热量来对氧化铜进行加热，还可说明CO具有可燃性，同时也避免了CO直接排放到空气中使空气受到污染。

    答案：B

    点评：本题考查CO的化学性质，同时考查实验设计意图的评价能力，能较好地培养同学们的创新意识和环保意识。此外，单质碳和CO还原性的探究、CO₂和CO的鉴别及性质差异的原因、CO毒性的实验探究、CO对环境的污染及防治措施等，将是中考热点。

 

  5. 温室效应

  例4. 依据联合国《京都议定书》公约，要求限制二氧化硫、二氧化碳等气体排放量，以日趋严重的环境污染，保护人类居住的地球。

    （1）如果大气中CO₂等气体的含量过高，会引起全球气候变暖，这种现象称为_______________________。

    （2）为减少大气中CO₂的含量，下列建议可行的是______________________。

①大量植树造林，禁止乱砍滥伐

②禁止使用煤、石油、天然气等燃料

③开发太阳能、风能、地热能等清洁能源

    解析：本题考查温室效应的形成及防治。大气中CO₂等气体的含量过高引起气候变暖的现象称为温室效应；减缓温室效应，就要减少CO₂的排放量，①③都是减少CO₂排放量的重要途径，煤、石油、天然气等燃料的大量使用会产生较多的二氧化碳，但由于它们是重要的能源，因此只能减少使用，不能禁止使用。

    答案：（1）温室效应           （2）①③

    点评：保护环境，人人有责，要从小事做起，从自我做起。