课程名称： 碳和碳的氧化物
教学目的：
1．了解几种单质碳的特征
2．理解碳的化学性质
3．掌握CO2的实验室制法及CO2物理和化学性质
4．理解CO的化学性质，（特别是CO的毒性）
5．了解CO2与温室效应的关系和CO与环境的污染
教学过程：
1．碳元素组成的几种单质。（金刚石、石墨和C60）
2．碳的性质：
（1）金刚石、石墨、C60等都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质相差较大。（因为在它们的碳原子的排列不同）
（2）
单质碳的化学性质：各种碳单质化学性质相似，常温下碳的化学性质不活泼，但在点燃或高温下能与很多物质起反应。
①可燃性：C + O2 CO2（O2充足）
2C + O2 2CO（O2不充足）
②还原性：2CuO + C 2Cu + CO2↑
2ZnO + C 2Zn + CO2↑
CO2 + C 2CO
3．CO2的物理性质：
无色、无味、密度比空气大，冷却、压缩的固体CO2叫干冰。
4．CO2的化学性质：
“三不、两水”
“三不”：CO2一般情况下，不能燃烧，不能支持燃烧，也不能供呼吸。
“两水”：与水的反应 CO2 + H2O = H2CO3
与石灰水的反应 CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O
5．CO2的用途及对生活环境的影响
用于灭火，制清凉饮料、化肥和纯碱，温室效应。
二氧化碳对生活和环境的影响
人和动植物的呼吸、煤等燃料的燃烧都产生CO2，而绿色植物的光合作用却吸收CO2，放出O2。因此，空气中的CO2的含量是相对稳定的。若破坏森林，过多地燃烧煤、石油、天然气等化石燃料，则会使CO2含量增加，造成温室效应，给人类带来危害。所以，应更多使用太阳能、风能、地热等清洁能源；严禁乱砍乱伐森林。
6．CO2的制法
（1）原理：用大理石（或石灰石）和稀HCl反应制得
（2）反应方程式：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O +CO2↑
（3）制取和收集装置：
7．CO的性质：
物理性质：一种无色无味的气体，密度略少于空气。
化学性质：
（1）可燃性：2CO + O2 2CO2
（2）还原性：CuO + CO Cu + CO2
（3）具有剧毒性：与血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧。（对环境有污染）
典型例题：
例1 实验室制取二氧化碳气体并进行简单的性质实验，下面有关操作的先后顺序正确的是（ ）
A．先检查装置的气密性，后装药品
B．先加稀盐酸，后加石灰石
C．先将气体导管从集气瓶中取出，然后用燃着木条放在集气瓶口检验气体是否收集满
D．先在蒸馏水中间加1-2滴石蕊试液，然后再通入二氧化碳气体
分析：任何制备气体装置都必须先检查气密性后装药品。不可先装药品，再检查气密性，
一旦装置漏气，需重新组装，必然造成药品浪费。加块状固体药品应将容器横放。加入药品后，方能慢慢竖起容器，以防打破容器底部，因而原料中若同时有固态药品与液态药品时，一般应先放固态药品后加液态药品。检验气体收集满后，应缓慢取出导管，然后盖好玻璃片，无需先取出导管再验满，若气体未收集满，再装导管伸入集气瓶中。二氧化碳溶于水生成碳酸，这一化学变化没有明显的现象产生，只有借助酸碱指示剂才能辨别反应是否已发生，因而应事先在水中滴加紫色石蕊试液，便于控制与观察。
解答：应选A、D。
例2 除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳的正确方法是（ ），除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳的正确方法是（ ）
A．点燃 B．通过灼热的氧化铜 C．通过石灰水 D．通过灼热的炭层
分析：根据一氧化碳与二氧化碳性质不同，将杂质吸收或转化为所需物质都可以除杂。二氧化碳可被石灰水吸收，而一氧化碳不能被吸收；二氧化碳可通过灼热的炭层转化为一氧化碳，可除去一氧化碳中的二氧化碳。一氧化碳点燃和通过灼热氧化铜都可将一氧化碳转化为二氧化碳，但在大量的二氧化碳中点燃一氧化碳气体是不现实的。故答案为B、C。
同步练习
A 组
一、选择题
1．鉴别CO2和CO时必须根据明显现象判断，因此不能用的试剂是( )
A．澄清石灰水 B．燃着的木条 C．灼热的氧化铜 D．氢氧化钠溶液
2．下列物质在空气中完全燃烧，生成物完全相同的是( )
A．C2H5OH和 CH4 B．H2O和CO C．H2和CH4 D．CO和CH4
3．下列说法中，正确的是( )
A．一种元素只能形成一种单质 B．金刚石和石墨是由不同种元素组成的
C．金刚石和石墨都是黑色晶体 D．金刚石和石墨的化学性质基本相同
4．欲除去N2中的少量H2、CO、CO2、水蒸气等杂质，可使混合气体通过下列物质①浓H2SO4；②澄清石灰水；③灼热的氧化铜；④灼热的铜，顺序正确的是( )
A．②①③④ B．③②① C．①③② D．③①②④
5．下列认识正确的是( )
①鼓励农民将秋后农作物秸杆焚烧；②建议农民向温室里通入适量的CO2；③夜晚煤气泄漏首先打开电灯查找泄漏源；④大规模绿化可有效地控制“温室效应”的现象；⑤埋入地下的木制电线杆的一端应先烧焦其表面；⑥清洗水壶的水垢应加入少量醋酸。
A．①②③④ B．②③④ C．②④⑤⑥ D．①⑤⑥
6．检验生石灰中是否含有未烧透的石灰石，最简便的方法是( )
A．看白色粉末中是否有块状固体
B．取少量样品加入少量水中看是否有不溶物
C．取少量样品加入少量盐酸中看是否有气泡
D．取少量样品在试管中加热看是否有气泡
7．甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲+丙 乙；
②乙+ O2 丙；③常温下丁能分解成丙，则甲、乙、丙、丁分别是( )
A．C、CO、CO2、CaCO3 B．C、CO、CO2、H2CO3
C．C、O、CO、CaCO3 D．C、CO2、CO、H2CO3
8．抹在墙壁上的石灰浆能变坚硬的原因是( )
A．石灰浆失去水分 B．生成了生石灰
C．吸收空气中的水分生成碳酸 D．吸收空气中的CO2生成CaCO3
9．下列有关气体的制备与收集方法中，不正确的是( )
A．二氧化碳既可以用排水法收集，又可以用向上排空气法收集
B．制备气体时，一定要先检验气密性
C．密度比空气小，且不溶于水的气体，既可用向下排空气法又可用排水法收集
D．一氧化碳只能用排水法收集
10．在托盘天平两盘上各放上一只烧杯，两烧杯中盛有等质量分数的足量盐酸，使两边保持平衡，此时向左边烧杯中加入11. 2gCaO，若要使两边再次保持平衡，需向右边烧杯中加入CaCO3 （ ）
A．11. 2g B．17. 6g C．20g D．22. 4g
二、填空题
1．某同学决定到一口干涸的深井探险，为了安全，该同学进入深井前必须进行 试验。
2．木炭、活性碳具有疏松多孔的结构，可以用来除去一些食品和工业产品里的色素和有臭味的物质，木炭、活性炭的这种性质叫做 。
1．
在一个通气良好，燃烧正旺的煤炉的煤层上方常会观察到蓝色火焰产生，这是因为在煤层上方有
燃烧，此时煤炉中发生了三个不同的化学反应，其化学方程式是
① ② ③
4．实验室制取气体，应选择什么样的实验装置，首先要研究 的状态，
的性质以及反应的 等。
5．黑色固体A、B、C，液态氧化物D、E，无色气体F、G、H，彼此间有如下转化关系
A + B 红色固体 + F D E + G
B + G F A + H 红色固体 + F
G + 红色固体 A B + F H
请写出有关物质的化学式：
A B C D
E F G H
三、计算题
在试管里加入一定质量的石灰石和一定质量的稀盐酸，反应后试管里剩余物质的质量比原来石灰石和稀盐酸的质量之和少2. 2g，计算（1）生成CO2气体的质量；（2）参加反应的碳酸钙的质量。
B组
一、选择题
1．下列变化中，属于化学变化的是（ ）
A．用石墨粉打开生锈的铁锁 B．金刚石刻划破璃
C．石墨转化为金刚石 D．铅笔芯折断
2．由同种元素组成的物质（ ）
A．一定是单质 B．一定不是化合物 C．一定是纯净物 D．一定不是混合物
3．欲除去氧化铜粉末中混有的少量炭粉，可采用的方法是（ ）
A．将混合物隔绝空气加强热 B．采用先溶解然后过滤的方法
C．将H2不断通过灼热的混合物 D．将O2不断通过灼热的混合物
4．实验室制取二氧化碳的最合适原料是（ ）
A．石灰石与浓盐酸 B．石灰石与稀盐酸
C．碳酸钠与稀盐酸 D．石灰石与稀硫酸
5．将一瓶盐酸分别倒入两只大烧杯中，将烧杯放在天平两边，并调节天平到指针指在分度盘中间，然后在左盘的烧杯中加10g碳酸钙，在右盘的烧杯中加入10g碳酸钠，待烧杯中固体物质完全消失后，天平指针（ ）
A．仍在中间 B．偏向左盘 C．偏向右盘 D．无法确定
6．有关一氧化碳与二氧化碳的描述正确的是（ ）
A．都能使澄清的石灰水变浑浊 B．都能使紫色石蕊试液变红
C．都属于非金属氧化物 D．都有毒性，使人窒息
7．10g不纯的碳酸钙与足量的盐酸反应，能生成4. 6gCO2，则含有的杂质可能是（ ）
A．碳酸钠 B．碳酸钾 C．碳酸镁 D．碳酸钡
8．含有CO和H2的混合气体，其分子总数为N，当它们完全燃烧时，需要氧气的分子数为（ ）
A．2N B．N C．0. 5N D．不能确定
9．已知在CO和CO2的混合气体中，碳元素和氧元素的质量比为1∶2，则CO和CO2的质量比为（ ）
A．2∶1 B．7∶11 C．11∶7 D．7∶8
10．用H2、木炭粉、CO作还原剂分别与质量相同的CuO在高温下反应，消耗H2、C、CO三种物质的质量比为（ ）
A．1∶1∶1 B．1∶3∶14 C．1∶6∶14 D．2∶1∶2
二、填空题
1．有碳、氢、氧、钙四种元素，请选用这四种元素中的一种或几种，写出符合下列要求的化学式：
（1）从人类生存环境角度考虑，比较理想的气体燃料是 。
（2）相对分子质量最小的氧化物是 。
（3）酒精灯里装有的液体物质是 。
（4）能做建筑材料，改良酸性土壤，配制农药波尔多液的是 。
2．将洗净的鸡蛋壳放在一玻璃杯中，在杯中加入少量稀盐酸，用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住杯口，可以观察到的现象是① ②
已知蛋壳成分中含有钙元素，试推测鸡蛋壳的主要成分是 。
3．地球正在变暖，温室效应的影响越来越大，当前被科学家以为导致“温室效应”的气体是 ，造成温室效应的主要原因是 。为了减缓温室效应，我们每个人都可以从自已身边做起，比如说双面使用纸张，双面使用纸张和减缓温室效应之间的关系是 ，请再举出一些你可以做到的有利于减缓温室效应的事情 。
4．金刚石、石墨、C60都是碳的几种单质，请你设计一个方案，证明金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的 。
5．有A、B、C、D、E五种物质，它们之间有下列相互转化关系：
（1）A + CuO Cu + B （2）C B + H2O
（3）B + H2O C （3）D B + 氧化物
（4）B + Ca(OH)2 D + H2O （6）B + A E
试推测A是 B是 C是 D是 E是
三、计算题
有炭粉和氧化铜的黑色固体20g，加热后将生成的气体通入足量的石灰水中，气体全被吸收，产生了10g沉淀，求原混合物的组成。
四、探究性实验
在标准状况下，1体积的水能溶解1体积的二氧化碳。请你设计一个实验验证二氧化碳的溶解性。
参考答案
A 组
一、选择题
1．D 2．A 3．D 4．B 5．C 6．C 7．B 8．D 9．A 10．C
二、填空题
1．灯火试验；2．吸附性；3．CO；C+O2 CO2；CO2+C 2CO；2CO+O2 2CO2
4．反应物；生成气体；条件5．CuO；C；MnO2；H2O2；H2O；CO2；O2；CO
三、计算题：（1）2. 2g (2)5g
B 组
一、选择题
1．C 2．B 3．D 4．B 5．C 6．C 7．C 8．C 9．B 10．B
二、填空题
1．（1）H2（2）H2O（3）C2H5OH（4）Ca(OH)2
2．①鸡蛋壳表面有气泡冒出②澄清石灰水变浑浊；CaCO3
3．CO2；空气中CO2含量增大，使地球的热量不能幅射出去做成气温上升；可以节约造纸的能源和造纸材料；减少使用纸张实行无纸张办公，保护好绿化面积；
4．分别将三种物质在纯氧中燃烧，检验其产物是否只有CO2；
5．C；CO2；H2CO3；CaCO3；CO
三、计算题： C：1. 2g CuO 18. 8g 或C：4g CuO 16g
四、方案：收集满一瓶250mL的塑料瓶CO2，然后小心地向塑料瓶中加入约1/2体积的水，立即旋紧瓶盖，充分振荡，会发现瓶内气压减少而被压扁。
说明：塑料瓶由CO2溶解在水里。
