九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物竞赛思维空间课件新版新人教版.pptx

1、第六第六单元单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物竞赛思维空间竞赛思维空间【例1】(第三十二届全国复赛)某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了如下猜想：a.可能是二氧化碳；b.可能是一氧化碳，并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：若澄清石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；若澄清石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。请你回答：(1)该同学的猜想是否严谨？若不严谨，请作补充：_。(2)请你对该实验装置予以评价：_。分析：本题考查学生对实验方案的评价。实验方案的评价包括实验原理的评价、实验装置的评价、操作的评价、结论分析的评价等；可以从方案设计科学合理、具有严密性、装置操作简

2、便易行、现象明显、安全、节能、环保等方面进行分析评价。解答：(1)不严谨；还可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体(2)该装置的缺陷是若产生的气体中有一氧化碳，没有尾气处理装置，则会造成空气污染；若产生的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合气体，则可验证二氧化碳，无法验证一氧化碳【例2】(第三十二届广州揭阳决赛)二氧化氮为红棕色的大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NO2还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2的反应进行了探究。已知实验室采用NH4Cl和熟石灰反应制取氨气，且氨气极易溶于水。回答下列问题：(1)氨气的制备发生装置可以选择上图中的_。要收集一瓶干燥的氨气，选择上图

3、中的装置，其连接顺序为发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)，在一定温度下按下图所示装置进行实验(夹持仪器略去)。分析：本题考查气体的制取、净化、收集及性质实验。气体发生装置的选择主要依据：根据反应物的状态及反应条件选取合适的装置，常见的有“固固加热型”和“固液常温型”两种装置；气体收集方法的选择主要依据：根据气体的密度和溶解性选择合适的收集方法，采用类似洗气瓶的装置排空气收集，密度比空气大的气体导入集气瓶时“长进短出”，反之，则“短进长出”；气体的净化原则是所

4、选吸收剂只吸收气体中的杂质，而与被提纯的物质不反应；选用干燥剂的原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应；制取气体时，先除杂后干燥再收集。解答：(1)Adcfei(2)红棕色气体颜色慢慢变浅8NH36NO2 7N212H2OY中有少量水珠生成的水蒸气凝聚Z中NaOH溶液产生倒吸现象1.下列关于碳及其化合物的描述正确的是()。A.金刚石、石墨和C60是碳的三种不同的单质，它们的化学性质和物理性质均有较大的差异B.金刚石、石墨都是由碳原子构成的，石墨可以转化为金刚石，这个转化为物理变化C.1个碳12原子的质量为1.9931026 kg，则1个CO2分子的质量为7.3081026 kg

5、D.金刚石、石墨和C60中碳原子的大小和排列方式有一定的差异C【解析】金刚石、石墨和C60是碳的三种不同的单质，由于碳原子排列不同，物理性质不同，但都是由碳原子构成的，化学性质相似，故A错误；石墨可以转化为金刚石，有新物质生成，这个转化为化学变化，故B错误；1个碳12原子的质量为1.9931026kg，可以求出1个氧原子的质量为2.6571026kg，再计算1个二氧化碳分子的质量，C正确；金刚石、石墨和C60中碳原子的大小没有差异，但排列方式有一定的差异，故D错误。2.(第三十届河南初赛)一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2，且测得反应后所得CO、CO2、N

6、2的混合气体中碳元素的质量分数为24%，则其中氮气的质量分数可能为()。A.10%B.30%C.50%D.70%B【解析】设该混合气体的质量为100 g，则混合气体中含碳24 g，则原来木炭就为24 g，假设木炭燃烧完全生成二氧化碳，求出此时氮气的质量为100 g24 g64 g12 g，假设木炭燃烧完全生成一氧化碳，求出此时氮气的质量为100 g24 g32 g44 g，氮气的质量应在这两个值之间，故氮气的质量分数也是在12%到44%之间。3.日本工业新闻报道了一条用炸药和碳粉炸出金刚石的消息，引起了许多人的兴趣，认为这种方法很新鲜。用爆炸方法生产金刚石是日本工业技术院化学研究所发明的。因为

7、在爆炸的瞬间，可以产生40万个大气压的超高压和5 000 的超高温。按以往用石墨在2 000 加2万个大气压就能“压”出金刚石的情况，爆炸式时产生的超高压和高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的银制敞口容器，沉入一个直径8 m、深约5 m的混凝土制成的水槽内。这样在爆炸时，其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下(深水中当然也有少量的氧，但微不足道)，不会使碳燃烧成二氧化碳或一氧化碳。操作员一按电钮，只听水槽内轰的一声闷响，爆炸就算完成了。然后，将容器里的水取出来静置，让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题：(1)下列叙述不属于金刚石用途的是_(填字母

8、)。A.用来裁玻璃B.琢磨成璀璨夺目的钻石C.润滑剂D.用作钻探机钻头(2)日本科研人员用来制金刚石用到的是_(填“碳粉”或“石墨”)，所发生的变化属于_(填“物理”或“化学”)变化。C碳粉化学(3)我们知道单质碳在高温下极易与氧气反应生成CO2或CO，不可能制出金刚石，请根据上述资料说说科研人员是怎样克服这一问题的：_。(4)中国科学技术大学化学家在440 和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小，它将给天然金刚石开采业带来极大挑战。请写出这一反应的化学方程式：_。使碳粉在缺氧条件下合成金刚石4.(第三十一届河南初赛)三个同学设计了如下图所示探

9、究实验。有关的说法中错误的是()。BA.甲的实验现象为紫色石蕊试液变红色，说明分子在运动B.乙加入溶液并盖上瓶盖振荡，塑料瓶变瘪，可证明CO2与氢氧化钠发生了反应C.若丙的a处黑色粉末变为红色、b处澄清石灰水变浑浊，可证明CO具有还原性D.丙实验结束时应先撤去玻璃管下方的酒精灯，继续通入CO至玻璃管冷却到室温【解析】二氧化碳也能与水反应，塑料瓶也能变瘪。5.密陀僧是一氧化铅，它可与碳反应：有个同学设计一简便实验(如下图)以证明密陀僧中含有氧元素，在实验前后及过程中均通入氮气，试回答：(1)证明密陀僧中含有氧元素，应观察到的现象是_。澄清石灰水变浑浊(2)为了使实验成功，混合物中碳的含量应_(填

10、“较多”或“较少”)，原因是_。(3)该实验以干燥的氮气代替空气作为反应环境，其原因是_。(4)你认为本实验设计中的不足之处是_。碳过量会生成CO，不便于检验，会使装置中现象不明显较少防止空气中 O2与碳发生反应生成 CO2，干扰实验结果没有对尾气进行处理6.(多选)下列CO2的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是()。BD【解析】用弹簧夹夹住橡胶管时气体排不出去，球形瓶中的气体压强变大，从而迫使稀盐酸从干燥管中排出并与大理石分离，反应停止；放开弹簧夹时，稀盐酸进入干燥管，并和烧杯中的液面相平，同时与大理石接触，发生化学反应，所以该装置可以通过控制弹簧夹来达到使盐酸和大理石接触和

11、分离，从而控制反应的发生和停止，A不符合题意；固体放在锥形瓶中，酸放在小试管中，酸和固体不能分离，故无法控制反应发生和停止，B符合题意；该装置将固体放于铜网上，铜网放入液体，反应生成气体，将铜网拉出，固液分离，反应停止，故C不符合题意；大理石放于隔板上，通过长颈漏斗添加液体，长颈漏斗下端在液面以上，即使夹上弹簧夹液体也无法压入长颈漏斗，故无法控制反应的发生和停止，D符合题意。7.(第二十七届河南初赛)实验室用下图装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原CuO并检验气体产物。已知草酸(H2C2O4)在浓硫酸存在并加热的条件下，可分解生成一氧化碳、二氧化碳和水。(1)写出装置A、C中有关反应的化学

12、方程式：_。(2)装置D、E的作用分别是什么？_。(3)要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为a接_、_接_、_接_、_接_。(4)从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，请简述改进措施：_。(5)要制得6.4 g铜，理论上至少需要20%的草酸溶液的质量是_g。D的作用是检验二氧化碳，E的作用是除去一氧化碳中的二氧化碳h i b c d(或e)e(或d)f将尾气点燃或进行收集等45【解析】(2)装置D中盛有氢氧化钙溶液，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，E中盛有氢氧化钠溶液，吸收混合气体中的二氧化碳，即D的作用是检验二氧化碳，E的作用是除去一氧化碳中的二氧化碳；(3)此实验是利用草酸分

13、解产生的一氧化碳来还原氧化铜。一氧化碳在通入装置C前需要进行除杂：二氧化碳被氢氧化钠吸收，浓硫酸除去水蒸气，一氧化碳还原氧化铜后产生的二氧化碳气体利用氢氧化钙进行检验；(4)该装置中缺少了尾气处理装置。将尾气点燃或进行收集等，防止一氧化碳污染空气。(5)设理论上至少需要20%的草酸溶液的质量为x。H2C2O4COCu 90 64 x20%6.4 g故理论上至少需要20%的草酸溶液的质量是45 g。8.已知信息：.Cu和 Cu2O 均为不溶于水的红色固体；.Cu2O 与H2SO4能发生化学反应，且有红色沉淀物生成。某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分。【猜想假设】氢气还原氧化

14、铜得到的红色固体含有什么物质？假设一：红色固体只含有 Cu；假设二：红色固体只含 Cu2O；假设三：_(请补充完成假设三)。红色固体含有Cu和Cu2O两种物质【初步探究】填写表中空格：一红色固体部分溶解，溶液由无色变蓝色【继续探究】(1)若要确认假设二和假设三究竟是谁成立，同学称取W g红色固体加入足量硫酸溶液中使其充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余红色固体质量为m g，通过计算，若m_ g(填“”“Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O【解析】氢气还原氧化铜有可能生成铜或氧化亚铜，因此可猜想反应后生成物为铜或氧化亚铜或铜与氧化亚铜的混合物；稀硫酸不能与铜发生反应，而氧化亚铜可与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水，因此，当无现象时，说明固体中只含有铜；而溶液变成蓝色时，说明红色固体中含有氧化亚铜；氧化亚铜与稀硫酸反应生成的铜，使溶液中出现红色固体，不能确定原红色粉末中是否一定含有铜；若假设二成立，红色固体只含Cu2O，所有的Cu2O都与稀硫酸反应，我们可用据此计算出剩余固体的质量，假设Wg红色固体全部是Cu2O，反应后生成铜的质量为m，Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O 144 64 W g m 就含有铜，所以假设三成立。