季提升班碳單質及一氧化碳

1、第8講 碳單質和一氧化碳考試中的應用認識常見碳單質秋季班第十講秋季班第八講暑期班第七講【知識結構】 知識點一 常見的碳單質 圖8-1這些物質中都含有碳單質嗎？【思路導航】金剛石石墨C60活性炭、木炭物質結構或分子結構物理性質無色透明、正八面體形狀的固體，是天然存在的最硬的物質深灰色、有金屬光澤、不透明的細鱗片狀固體。質軟而滑膩，有優(yōu)良的導電性，熔點高，耐高溫熔點低活性炭：黑色、疏松多孔木炭：黑色、疏松多孔用途劃玻璃，切割大理石，加工堅硬的金屬，做鉆探機的鉆頭，做裝飾品做鉛筆芯、電極材料、高溫潤滑劑制造超導材料等活性炭：防毒面具的吸附劑、脫色劑木炭：做燃料、火藥、吸附劑化學性質（1）碳的穩(wěn)定性：

2、常溫下，碳的化學性質穩(wěn)定。點燃我國古代用墨繪制字畫能夠保持多年而不褪色。點燃（2）碳的可燃性：氧氣充足條件下：C + O2 CO2 氧氣不足條件下：2C + O2 2CO高溫（3）碳的還原性：在加熱或高溫條件下，碳能奪取氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。高溫如：2CuO + C 2Cu + CO2高溫 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 CO2+C 2CO【小結】結構組成 性質 用途【例題精講】【例1】下列說法不正確的是（）A. 利用木炭的還原性由CuO冶煉銅B. 天然金剛石是最硬的非金屬單質，可制成鉆石C. 利用活性炭的穩(wěn)定性來吸附冰箱中的異味D. 利用石墨的導電性制造石墨電極【答案】C

3、【例2】二氧化氮是一種紅棕色的氣體，將幾粒木炭放入盛有二氧化氮的集氣瓶中，如下圖所示，觀察到的現(xiàn)象是_、_， 解釋產生這些現(xiàn)象的原因是_【答案】紅棕色消失、漏斗內液面上升；二氧化氮氣體被木炭吸附，從而紅棕色消失，集氣瓶內壓強降低，故漏斗內液面上升。【例3】一定量的木炭與過量氧氣在密閉容器內加熱使其充分反應。下圖中能正確反應容器內有關的量隨時間變化關系的圖像是（ ）【答案】D 【例4】將銅粉和炭粉的混合物在空氣中充分燃燒后，最終所得黑色物質與原混合物質量相等，則炭粉在原混合物中的質量分數(shù)為（）A. 20% B. 80% C. 15.8% D. 84.2%【答案】A【例5】用木炭還原氧化銅的實驗如

4、下圖。（1）酒精燈加燈罩的目的 ；（2） 剛開始預熱，試管中立即產生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是 ；（3）繼續(xù)加熱，觀察到石灰水逐漸變渾濁，黑色粉末中出現(xiàn)紅色物質。請你寫出相關的化學方程 式： （4）停止加熱時，應先將導管從試管中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒出。這樣操作的原因是 ?！敬鸢浮浚?）提高酒精燈火焰的溫度（2）開始排出的是試管內的空氣 （3）C+2CuO高溫2Cu+CO2；CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O （4）防止澄清石灰水倒吸進入試管底部使試管炸裂，并且防止剛被還原得到的銅被再次氧化知識點二 一氧化碳的性質、用途【思路導航】內容一：一氧

5、化碳的物理性質及用途一氧化碳物理性質常溫下，無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣略小用途作氣體燃料、工業(yè)冶金用的還原劑內容二：一氧化碳的化學性質點燃化學性質1. 可燃性：2CO+O2 2CO2 （火焰呈淡藍色） 圖8-4 一氧化碳報警器2. 毒性： CO與血紅蛋白結合，阻礙氧氣與血紅蛋白結合，使人體缺氧而窒息死亡。輕微中毒者應立即撤離中毒環(huán)境，呼吸大量新鮮空氣，病情嚴重者，進行人工呼吸并急送醫(yī)院治療。3. 還原性：CuO+CO Cu+CO2； Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2利用CO的還原性冶煉鐵(1)工業(yè)煉鐵: （1）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、（空氣）（2）設備：高爐（3）原理：在高

6、溫的條件下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳，作還原 劑，把鐵礦石中的鐵還原出來。煉鐵爐中共發(fā)生了如下反應： 高溫下一氧化碳將鐵礦石還原為鐵： 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 高溫煅燒石灰石 ： CaCO3CaO+CO2 圖8-5 高爐煉鐵灼熱的焦炭和二氧化碳反應 ： CO2+C2CO點燃 焦炭充分燃燒 ： C + O2 CO2赤鐵礦煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 磁鐵礦煉鐵：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(2)實驗室用CO還原氧化鐵： 圖8-6 實驗室還原氧化鐵裝置實驗儀器：酒精噴燈、直玻璃管、試管、玻璃導管、鐵架臺、膠塞、酒精燈實驗原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2

7、 實驗現(xiàn)象：（1）紅色粉末逐漸變成黑色粉末。（2）試管內有氣泡產生，澄清的石灰水變渾濁。注意事項：先 （1）通入一段時間一氧化碳，待玻璃管內的空氣全部被排凈后再點燃酒精噴燈，防止高溫加熱不純凈的 的一氧化碳引起爆炸。（2）實驗開始時，點燃尾氣處理部位的酒精燈，防止有毒的一氧化碳進入空氣中，污染空氣。（3）實驗結束后，先熄滅酒精噴燈，此時還要繼續(xù)通入CO，待裝置冷卻到室溫停止通入CO，防止 剛被還原得到的鐵被再次氧化。【思考】應用化學原理分析，工業(yè)煉鋼時用純氧而不用空氣的原因是什么？【答案】促使反應更加劇烈，并獲得更多的熱量【例題精講】【例6】株洲晚報2月28日報道：“因廚房窗戶緊閉，4名年輕人

8、深夜煤氣中毒，幸好被及時搶救，均脫離危險”下列有關敘述正確的是（）A. 引起煤氣中毒的主要成分是CO2B. 為了便于及時發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏，煤氣廠常在家用煤氣中摻入微量具有難聞氣味的氣體C. 冬天用煤爐取暖時，為了防止冷空氣進入，應關閉門窗D. 在煤爐旁放一盆冷水，可以防止煤氣中毒【答案】BP 【例7】 在右圖裝置中通入X氣體，并在管口P處點燃，實驗結果澄清石灰水變渾濁，則X可以是（ ）A. B. CO C. D. 【答案】B【例8】右圖所示的還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質。下列說法不正確的是（ ） A.應增加尾氣處理裝置 B.澄清石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生

9、成 C.反應后，玻璃管中固體能被磁鐵吸引，不能證明一定是鐵D.反應后，玻璃管中固體質量減少，證明一定有鐵生成【答案】D【例9】用足量的CO與0.4g某種鐵的氧化物完全反應后可以得到0.33gCO2。這種氧化物的化學式是A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. 無法判斷【答案】B【例10】 將一定量的CO和CO2混合氣體先通過足量的澄清石灰水，得到5 g白色沉淀；將剩余氣體干燥，再通過足量的灼熱氧化銅，充分反應后，測得固體的質量減少了1.6 g。原混合氣中，CO的質量分數(shù)為（ ） A. 38.9% B. 44% C. 56% D. 61.1%【答案】C【例11】為了檢驗含二氧化碳的

10、廢氣中混有一氧化碳，用下圖所示裝置進行實驗。其中，A和E中的液體是氫氧化鈉溶液；B和D中的液體是澄清的石灰水，試回答：（氫氧化鈉溶液常用來除去二氧化碳氣體）（1）當觀察到 時，說明混合氣體中一定混有一氧化碳。（2）裝置C中發(fā)生反應的化學方程式是 。 （3）裝置B的作用是 ；裝置E的作用是 【答案】（1）C中紅色固體變?yōu)楹谏?，D中澄清石灰水變渾濁；（2）3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2； （3）檢驗二氧化碳是否已除凈；除去二氧化碳并收集一氧化碳【例12】還原性鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹?，F(xiàn)有m1 g生銹的鐵粉樣品，某興趣小組同學按下圖所示裝置進行實驗，測定該樣品中氧化鐵的質量分數(shù)（鐵銹按氧

11、化鐵處理）。（1）裝置A中反應的化學方程式是_（2）上述實驗過程中，CO氣體除作為反應物外，還能起到的作用是：_；_；_（3）完全反應后，甲同學稱得鐵粉的質量為m2 g，同時測得裝置B增重m3 g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為_【答案】（1）3CO+Fe2O3高溫3CO2+2Fe；（2） 實驗開始時，排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸 停止加熱后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中 形成氣流，把生成的CO2代入B中；（3）40m3/33m1或10（m1-m2）/3m1【例13】 合成氨工業(yè)生產中所用催化劑的主要成分是FeO和Fe2O3，且FeO與Fe2O3的質量比為920 時，其催

12、化活性最大。以Fe2O3為原料制備該催化劑時，可加入適量木炭粉，發(fā)生如下反應： 2Fe2O3+C 4FeO + CO2。試計算應向160g Fe2O3 粉末中加入的木炭粉質量。【答案】解：需加入木炭粉的質量是x。2Fe2O3 + C 4FeO十CO2320 12 288 x 依題意：解得：答：應向160gFe2O3粉末中加入的木炭粉的質量為2g。【鞏固復習】【演練1】下列對一些事實的解釋錯誤的是（ ）事 實解釋A書寫檔案規(guī)定必須使用碳素墨水碳的化學性質穩(wěn)定B石墨能夠做電池的電極材料石墨能夠導電C焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來焦炭具有氧化性D制糖工業(yè)中用活性炭來脫色以制白糖活性炭具有吸附

13、性【答案】C【演練2】在密閉容器中盛有一氧化碳和氧氣的混合氣體共25g，點燃后將容器中的全部氣體通過足量的石灰水后，還能得到3g氣體。對點燃前容器中的一氧化碳和氧氣的組成判斷正確的是（ ）A分別是20g和5gB分別是17g和8gC分別是14g和11gD分別是12.5g 【答案】BC【演練3】用含有二氧化碳和水蒸氣雜質的某種還原性氣體，測定一種鐵的氧化物的組成，實驗裝置如圖所示， 根據圖示回答：（1）甲裝置的作用是 。（2）若將甲、乙兩裝置位置對換，對實驗結果有無影響為什么？ 。（3）實驗過程中丁裝置無明顯變化，而戊裝置中出現(xiàn)白色沉淀，則該還原性氣體是 。（4）當裝置丙中的氧化物全部被還原后，剩余固體質量為16.8g，同時測得戊裝置增加17.6g，則氧化物中鐵元素和氧元素質量比為 ，該氧化物的化學式為 。（5）上述實驗中，如果沒有甲裝置，將使測定結果中鐵元素與氧元素的質量比 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。如果沒有己裝置，可能產生的后果是 【答案】(1)除去二氧化碳雜質 (2)有影響 氫氧化鈉溶液中的水被一氧化碳帶到容器丙、丁中，影響實驗結果 (3) 一氧化碳 (4) 21:8 Fe3O4 (5)偏小 污染環(huán)境【演練4】已知碳與氧化銅在高溫時可同時發(fā)生兩個反應且均生成紅色固體。高溫（1）碳與氧化銅在高溫時反應生成紅色銅的化學方程式可表示為：C + 2CuO = 2Cu +