1、第41讲 碳以及重要的化合物一、要点精讲1、碳的单质（1）碳有多种同素异形体，重要的有金刚石、石墨和C60等，它们的晶体类型分别是原子晶体、过渡型晶体、分子晶体。（2）碳的化学性质 主要性质具体事实化学方程式可燃性与O2反应点燃点燃C + O2 (足量) CO2 ，2C + O2 (不足) 2CO还原性与CO2反应C + CO2 2CO与CuO反应高温C + 2CuO 2Cu + CO2，C + CuO Cu + CO与H2O反应C + H2O CO +H2与SiO2反应高温高温2C + SiO2 Si + 2CO，3C + SiO2 SiC + 2CO与浓硫酸反应C+2H2SO4(浓) CO
2、2+2SO2+ 2H2O与浓硝酸反应高温C + 4HNO3(浓) CO2 +4NO2+ 2H2O弱氧化性与H2作用C + 2H2 CH电炉4歧化反应与氧化钙作用3C + CaO CaC2 + CO2、一氧化碳的性质物理性质： 的气体，有 ， 于水。化学性质：CO具有可燃性，其反应方程式为2CO + O2 = 2CO2。催化剂高温高温高温CO具有还原性，它与CuO、Fe2O3、H2O反应的化学方程式分别为CO + CuO Cu + CO2，Fe2O3 +3CO 2Fe + 3CO2 ，CO + H2O CO +H2 3、二氧化碳的性质物理性质： ，密度比空气大的气体， 于水，固体CO2叫做“ ”
3、。化学性质： 主要性质具体事实化学方程式酸性氧化物的通性与水作用CO2 + H2O H2CO3 与碱作用CO2 +Ca (OH)2=CaCO3+ H2O与碱性氧化物作用CO2 +CaO=CaCO3 与某些盐作用Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3+H2SiO3点燃弱氧化性与镁作用、与碳作用2Mg + CO2 2Mg+ C其它与过氧化钠作用2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2制法工业制法： CaCO3=实验制法：石灰石和稀盐酸反应CaCO3+2HCl=4、碳酸盐性质规律 （1）溶解性规律：如果碳酸的正盐溶解度较大，则酸式盐的溶解度较小如：Na2CO3 Na
4、HCO3；如果碳酸的正盐溶解度较小，则酸式盐的溶解度较大如：CaCO3 Ca(HCO3)2。（2）稳定性：难溶性的碳酸盐，(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。（3）酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断，如：在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2+NaOH=CaCO3+NaHCO3+H2O (NaOH少量) Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3+ Na2CO3+2H2O (NaOH过量) （4）CO32-和HCO3-的检验：利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO32-和HCO3-，如用BaCl2溶液。利用与H+反应产生CO2的方法
5、，检验CO32-或HCO3-。二、典例解析【例1】（2000年全国春季高考，12）某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（g）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：通过碱石灰时，气体体积变小；通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定原混合气体中DA一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种B一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种D一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种【例2】（2002年上海，15）将
6、足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是A B C D三、当堂反馈1（2000 年全国，9）向下列溶液中通入过量CO2，最终出现浑浊的是A氢氧化钙饱和溶液 B碳酸钠饱和溶液C硅酸钠溶液 D氯化钙饱和溶液2.（2001年广东，10）为制备干燥、纯净的CO2气体，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入 A水；无水CaCl2固体 B饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4 C浓H2SO4；饱和Na2CO3溶液 D饱和Na2CO3溶液；稀H2SO43 （2005年上海，21）碳跟浓硫酸共热产
7、生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正确的是A气瓶中产生的沉淀是碳酸钡BZ导管出来的气体中无二氧化碳C气瓶中产生的沉淀是硫酸钡DZ导管口有红棕色气体出现4（1）在没有现成的 CO2气体发生器的情况下，请你选用右图中的部分仪器，装配成一个简易的，能随开随用,随关随停的 CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）_。Aabcd B.degh C.bcd D.acde （2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状石灰石，比较合理的方案中应选用的药品是_。 第41讲 碳以及重要的化合物1下列物
8、质中，既能与某些金属和非金属反应，又能与某些金属氧化物和非金属氧化物反应的是 ACO2 BAl2O3 CCuSO4 DH2O2（2002年全国，23）用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是 AFeO BFe2O3 CCuO DCu2O 3纯净的碳酸氢钙试样在高温下，当剩余的固体质量为原试样质量的一半时，碳酸氢钙的分解率为 A50% B.75% C.92.7% D.1004将1体积选项中的一种气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓氢氧化钠溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子（假设反应都进行完全），最后得到的尾气可能是 ACl
9、2 BCO CCO2 DN25一氧化碳和氧气的混合气体a L ，在密闭容器中用电火花引燃，充分反应后，恢复至原状况，气体体积变为b L，则原混合气体中CO的体积可能为 Ab L B（a b） L C2（a b） L D（2b a） L6加热某NaHCO3和Na2CO3 。xH2O的混合物 40 g ，到不再产生气体为止，得残留固体 21.2 g 。把加热过程中产生的气体全部通入含有 0.05 mol Ba(OH)2的溶液中，恰好使生成的沉淀完全消失，则x值为 A6 B7 C9 D107（2003年上海，22）下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符合的是A NaHSO3粉末加入HNO3溶液中
10、B H2S气体通入氯水中 C NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中 D CO2气体通入澄清石灰水中 8将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨会吸受钾而形成称为钾石墨的物质，其组成是C8K、C24K、C26K、C48K和C60K。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中，钾元素处于石墨中间层，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述正确的是 A钾石墨是一类共价化合物 B钾石墨导电性比石墨强 C钾石墨与水相遇不发生任何反应 D题干所举的5种钾石墨属于同素异形体9（2004年上海，8）将A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的
11、质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将B g （A）B）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是10某温度下的无色气态物质X，能被灼热的炭还原为另一种无色气体Y，Y与灼热的Fe2O3反应有Fe和X生成，则X和Y分别是 ACO、CO2 BH2、CO CH2O、H2 DCO2、CO11检验CO中是否混有CO2可用_；欲除去CO中混有的CO2可用_；检验Na2CO3固体中是否混有NaHCO3的方法是_；除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3的方法是_。 12向含有b mol Ca(OH)2的澄清石灰水中通入a L CO2气体（标准状况）。（1） 当生
12、成沉淀的质量最大时， a是_ L，沉淀质量为_ g；（2） 当 a、b满足_关系时，随a增大而沉淀质量减少。13如下图所示，已知：单质E可作为半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。燃烧反应高温反应高温反应单 质H单 质G化合物I单 质E化合物F单 质D氧化物C单 质B氧化物A室温反应 根据上述条件，请填空：（1） 化合物F是_；（2）化合物I是_。（3）反应的化学方程式是_，反应的化学方程式是 _。 14现有氧化铜和炭粉混合物共A mol，将它在隔绝空气条件下加热。反应完全后，冷却，得到残留固体。（1）写出可能发生反应的化学方程式_。 （2）
13、 若氧化铜在混合物中物质的量的比值为x (0x1)。问：x为何值时，残留固体为何种物质？写出残留固体的物质的量与x值之间的关系？ x值残留固体化学式物质的量（mol） 第41讲 典例解析【例1】通过碱石灰时，CO2和H2O都能被吸收，体积变小，说明两种气体中至少有一种；通过碱石灰后的气体只能为H2、CO中的一种或两种，通过灼热的CuO后的气体能使无水C硫酸铜粉末变蓝，表明原气体中一定含有H2 ；又能使澄清石灰水变浑浊，表明原气体中一定含有CO 。故本题答案选D。【例2】起始反应离子方程式为：CO2+2OH-+Ca2+= CaCO3+H2O，可见有沉淀生成且逐渐增加，当Ca2+完全沉淀时，溶液中
14、还剩余OH-，再通CO2，反应离子方程式为：CO2+2OH-=CO32-+ H2O，曲线图上必然出现平台，继续通CO2，沉淀转化可溶性的Ca(HCO3)2，导致沉淀量逐渐减少。故选D。当堂反馈：1BC 2AB 3CD 4（1）acde （2）浓硝酸、水、块状石灰石课后练习：1AD 2B 3D 4CD 5AC 6B 7D 8B 9C 10CD 11澄清石灰水 碱石灰或灼热的炭 加热 通入足量的CO212（1）22.4 b 100 b或 （2）22.4 b a 44.8 b13（1）CO （2）HF （3）2H2 + O2 = 2H2O （4）2F2 + 2H2O = 4HF + O2 14（1）C+2CuO2Cu+CO2 ，C+CuOCu+CO 。（2） x值残留固体化学式物质的量（mol）x 1/2CuCA xA(1-2 x)x =1/2CuA x或1/2A1/2 x 2/3CuCuO2A(1- x)A(3x -2)(