初中化學(xué)競賽輔導(dǎo)

初中化學(xué)競賽輔導(dǎo)第一頁，共37頁。

第二講

碳和碳的氧化物

燃燒和能量

第一頁智浪教育--普惠英才文庫第二頁，共37頁。【要點歸納】1、熟悉C、CO、CO２及碳的化合物的性質(zhì)，能應(yīng)用它們之間的相互關(guān)系分析和解決實際問題。2、正確選擇制取CO2的方法和裝置，并能遷移應(yīng)用于其它氣體的制法。3、了解CO、CO2對環(huán)境的影響，知道如何趨利避害，保護環(huán)境4、燃燒的條件是可燃物和氧氣接觸并達到著火點,學(xué)會應(yīng)用這一原理分析燃燒的過程、現(xiàn)象和滅火的方法,能利用它解決實際問題。5、了解化學(xué)能，知道能源的轉(zhuǎn)化關(guān)系及節(jié)能的重要性和節(jié)能的方法。第二頁智浪教育--普惠英才文庫第三頁，共37頁。[例1]下列反應(yīng)能一步寫成而且只能用碳做還原劑的是（）

A、WO3-→WB、CO2→COC、CuO→CuD、Fe→Fe3O4[知識導(dǎo)航]可以做還原劑的物質(zhì)有多種,H2、CO、C都具有還原性,可以做還原劑，用碳做還原劑則生成物中必然有碳的氧化物。Ｂ第三頁智浪教育--普惠英才文庫第四頁，共37頁。[例2]將一塊灼熱的木炭放入充滿氧氣的密閉容器中，待反應(yīng)停止后()A、該容器內(nèi)氣體可能會毒死小動物B、該容器內(nèi)氣體一定會使小動物窒息而死C、注入足量澄清石灰水，石灰水不渾濁D、注入澄清石灰水，石灰水渾濁A第四頁智浪教育--普惠英才文庫第五頁，共37頁。[例3]實驗室可用右圖的裝置進行CO和CO2的分離與干燥(其中A為彈簧夾，B為分液漏斗活塞)。

(1)廣口瓶(甲)中盛有________

，廣口瓶(乙)中盛有________，分液漏斗中一般盛有________(填名稱)。

(2)先分離出CO，關(guān)閉________，打開________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____

(3)再分離出CO2，關(guān)閉________，打開________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。石灰水或氫氧化鈉

濃硫酸

B

鹽酸

A

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(或2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)AB

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)第五頁智浪教育--普惠英才文庫第六頁，共37頁。[例4]①CO是一種無色無味有毒的氣體，難溶解于水。不與石灰水反應(yīng)；②CO和O2在鉑做催化劑和加熱條件下，很容易轉(zhuǎn)變成CO2③標(biāo)準狀況下22.4cm3C02與足量飽和澄清石灰水(有效成分Ca(OH)2）作用可生成碳酸鈣白色沉淀100mg和水?，F(xiàn)針筒內(nèi)儲有200cm3CO2、CO、O2的混合氣體(標(biāo)準狀況下)，假設(shè)其中CO2為Xcm3，CO為Ycm3，其余為02(過量)。某校初三化學(xué)實驗小組利用以下實驗儀器，組裝成一套實驗裝置，用來測定混合氣體中各氣體的體積：第六頁智浪教育--普惠英才文庫第七頁，共37頁。請回答下列問題：(1)從針筒壓出的氣體，從左到右流過的裝置連接順序應(yīng)該是

（用A、B、C、D表示）(2)吸收瓶C和D中所盛的吸收溶液是足量的

裝置B中所盛的是水。

(3)寫出：A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。(4)實驗完畢后。在裝置B的量筒中液體的體積約為

cm3(用含X、Y)的式子表示。(提示：在標(biāo)準狀況下，化學(xué)反應(yīng)中各氣體物質(zhì)的體積比等于化學(xué)方程式中各氣體物質(zhì)化學(xué)式前面的系數(shù)比)CADB或DACB

澄清飽和石灰水第七頁智浪教育--普惠英才文庫第八頁，共37頁。

[例5]新鮮的雞蛋隨時進行著呼吸作用。雞蛋殼主要成分是碳酸鈣，它表面的小孔能與外界進行氣體交換。

(1)在適當(dāng)溫度下，控制雞蛋在儲存期間的呼吸可以達到保鮮的目的。除適當(dāng)降低溫度外，你還能利用哪些化學(xué)方法使雞蛋保鮮?__________。寫出利用該方法保鮮的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________。

(2)雞蛋是一種具有生命的有機體，它能吸進氧氣，呼出二氧化碳。雞蛋殼內(nèi)的氣室中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)該大于空氣中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)。你怎樣在不破壞雞蛋完整性的前提下，證明這種推斷的合理性：________。

(3)將一個雞蛋放入盛有稀鹽酸的大玻璃筒中，可觀察到雞蛋一邊冒氣泡，一邊沉到筒底，一會又慢慢上浮。請解釋雞蛋上浮的原因：________________。

在雞蛋表面涂一層石灰水

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O將一個新鮮雞蛋放入盛有水的大燒杯中加熱，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入盛有石灰水的試管中，石灰水逐漸變渾雞蛋殼中的碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡且附著在雞蛋殼的表面，使雞蛋受到的浮力大于重力第八頁智浪教育--普惠英才文庫第九頁，共37頁。[例6]小明在化學(xué)晚會上觀看了“瓶吞雞蛋”的魔術(shù)（如下圖1），看到雞蛋被吞進瓶內(nèi)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。小明思考：瓶能吞蛋，能不能吐蛋呢？他進行了如下圖2的實驗，結(jié)果雞蛋吐了出來。

他加入的試劑p是

，反應(yīng)的化學(xué)方程式

，吐蛋的原因是

。2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

稀鹽酸（或稀硫酸等

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑（或與稀硫酸等反應(yīng)）

產(chǎn)生的氣體，使瓶內(nèi)壓強增大第九頁智浪教育--普惠英才文庫第十頁，共37頁。[例7]小明按右圖裝好了實驗裝置(兩膠頭滴管中的稀鹽酸濃度和體積都相等)，實驗時，同時完全捏扁兩滴管的膠頭，并觀察實驗現(xiàn)象。(1)小明的實驗?zāi)康氖牵?2)裝置中長玻璃導(dǎo)管的作用是：紅墨水的作用(3)你估計兩根玻璃導(dǎo)管中的實驗現(xiàn)象___________；理由是___________________。等質(zhì)量的粉末狀碳酸鈣與鹽酸的接觸面積比塊狀碳酸鈣的大，反應(yīng)速率快，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體多，壓上的液柱高度增高。兩裝置中導(dǎo)管內(nèi)的液面均上升，裝置A中導(dǎo)管內(nèi)液面的上升速度比裝置B快。比較粉末狀和塊狀的碳酸鈣和同濃度、同體積鹽酸反應(yīng)的速率的大小。相同的液體體積變化在細長的玻璃導(dǎo)管中造成的液面高度變化大，便于觀察使導(dǎo)管中的液柱呈現(xiàn)紅色，便于觀察導(dǎo)管中液面高度的變化。第十頁智浪教育--普惠英才文庫第十一頁，共37頁。[例8]如圖所示，夾子開始處于關(guān)閉狀態(tài)，將液體A滴入試管②與氣體B充分反應(yīng)，打開夾子，可發(fā)現(xiàn)試管①內(nèi)的水立刻沸騰了。則液體A和氣體B的組合可能是下列的【

】A．氫氧化鈉溶液、二氧化碳B．硫酸、氮氣C．酒精、氧氣D．水、一氧化碳Ａ第十一頁智浪教育--普惠英才文庫第十二頁，共37頁。[例9]一定質(zhì)量的木炭與過量氧氣在密閉容器內(nèi)加熱使其充分反應(yīng)。圖1中能正確反映容器內(nèi)有關(guān)的量隨時間變化關(guān)系的圖象是（）D第十二頁智浪教育--普惠英才文庫第十三頁，共37頁。[例10]如圖所示，向盛有少量固體X的試管內(nèi)持續(xù)通入氣體Y，過一會兒在W導(dǎo)管口點火（假設(shè)點著的火焰可以達到高溫），一段時間后，試管中的固體變成光亮紅色，而澄清石灰水變渾濁。XYW（1）若X是CuO、Fe2O3和Cu2(OH)2CO3中的一種，而Y是O2、H2和CO中的一種，試推斷X和Y的組合可能有哪幾種？（2）若X是C和CuO的混合物，Y是CO2，這種組合行不行？為什么？CO、Cu２(OH)2CO3；CO、CuO；H２、Cu2(OH)2CO3不行，因為CO2不可燃，無法點燃加熱第十三頁智浪教育--普惠英才文庫第十四頁，共37頁。[例11]如圖所示在一燒杯內(nèi)放置一新鮮雞蛋，往燒杯內(nèi)倒入稀鹽酸，可以看到蛋殼表面附著一層氣泡。(1)產(chǎn)生氣泡的原因(用化學(xué)方程式表示)(2)反應(yīng)一段時間后，雞蛋在溶液中上浮，其主要的原因是________________________________，雞蛋浮出液面后又會下沉，其原因是__________。氣泡附著在雞蛋上，雞蛋受到的浮力大于重力部分氣泡消失后，雞蛋受到的浮力小于重力第十四頁智浪教育--普惠英才文庫第十五頁，共37頁。[例12]根據(jù)右圖及描述，回答下列問題：(1)關(guān)閉圖A裝置中的彈簧夾a后，從長頸漏斗向試管口注入一定量的水，靜置后如圖所示。試判斷：A裝置是否漏氣?(填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”)_______。判斷理由：(2)關(guān)閉圖B裝置中彈簧夾a后，開啟分液漏斗的活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。試判斷：B裝置是否漏氣?(填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”)_______。判斷理由：_____________________________

不漏氣、由于不漏氣，加水后試管內(nèi)氣體體積減小，導(dǎo)致壓強增大，長頸漏斗內(nèi)的水面高出試管內(nèi)的水面。無法確定、由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的水滴入燒瓶。第十五頁智浪教育--普惠英才文庫第十六頁，共37頁。[例13]

⑴甲同學(xué)組裝了實驗室還原氧化銅的三種裝置：

A． B． C． ①若通入H2，應(yīng)選用裝置是__________（填寫序號，下同）；若通入CO，應(yīng)選用裝置是__________；實驗結(jié)束時應(yīng)該先___________________________，再停止通氣體。②H2、CO在反應(yīng)中都用作___________劑（填寫“氧化”或“還原”）；點燃可燃性氣體前，必須_____________________________。ＡＣ停止加熱還原驗純第十六頁智浪教育--普惠英才文庫第十七頁，共37頁。⑵乙同學(xué)設(shè)計了測量CO2、N2、O2混合氣體中CO2含量的裝置如右圖，反應(yīng)管中裝有足量的氫氧化鈉溶液。①寫出反應(yīng)管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式________②若通入混合氣體共amL，讓他們?nèi)窟M入反應(yīng)管充分反應(yīng)后，量氣管內(nèi)增加的水的體積為bmL，則混合氣體中CO2的體積約等于__________mL。③若將上述虛線框內(nèi)裝置改裝且達到同樣測量效果，除導(dǎo)管外還需從下列實驗用品中選用的是______________________（填寫編號）。a．燒杯b．廣口瓶c．酒精燈d．量筒e．單孔塞f．雙孔塞ＮaＯＨ＋ＣＯ２＝Ｎa２ＣＯ３＋Ｈ２０a-bDF第十七頁智浪教育--普惠英才文庫第十八頁，共37頁。[例14]科學(xué)家在美國夏威夷的莫納洛亞山頂設(shè)置了高精度氣體分析器，對大氣中二氧化碳的含量進行了連續(xù)測量，下圖描述的是1958年至1994年期間的測量結(jié)果。請你根據(jù)該圖分析：⑴莫納洛亞山頂空氣中二氧化碳的含量是怎樣變化的？⑵可能是什么原因?qū)е铝诉@樣的變化？(1)在每一年度里，二氧化碳的含量呈現(xiàn)季節(jié)性的變化(冬季高，夏季低)，每年一個周期。在不同的年度里，二氧化碳的含量是逐年增加的，其間略有起伏。(2)二氧化碳含量的周期性變化是由植物的光合作用引起的，夏季植物光合作用旺盛，冬季則比較緩慢；二氧化碳含量的逐年上升趨勢可能是人類過渡燃燒含碳燃料引起的(如煤、石油、天然氣、木柴、秸稈等)。第十八頁智浪教育--普惠英才文庫第十九頁，共37頁。⑶你認為當(dāng)前自己所居住的地區(qū)空氣中二氧化碳的含量隨時間的變化圖像可能是什么樣的?(在所給的方框中畫出你想象的圖線，并解釋為什么你畫出了那樣的圖線。)⑷說說看，我們的大氣中二氧化碳的含量增加是利還是弊?第十九頁智浪教育--普惠英才文庫第二十頁，共37頁。[例15]草酸（H2C2O4）是一種無色固體，它在加熱條件下易分解，反應(yīng)方程式為：H2C2O4

△CO↑+CO2↑+H2O現(xiàn)在實驗室用下圖所示裝置組裝成一套連接裝置，用來加熱草酸獲得混合氣體，在除去CO2、水蒸氣后，再用純凈的CO還原氧化銅，并檢驗還原CuO后的氣體產(chǎn)物。（其中A為加熱草酸獲得氣體的裝置，裝置圖未畫出）

ABCDEF第二十頁智浪教育--普惠英才文庫第二十一頁，共37頁。（1）裝置正確的連接順序是（在方框中填接口）：（2）裝置C的作用是___________________________________________， 其中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。 （3）裝置F的作用是___________________________________________， 要達到與F裝置同樣的目的，還可采用的方法是___________________________。

dcabfe

除去CO2

CO2+2NaOH=Na2CO3↓+H2O

收集尾氣

點燃尾氣第二十一頁智浪教育--普惠英才文庫第二十二頁，共37頁。（4）從下列提供的儀器中選出A裝置所用到的儀器__________

（填儀器編號）。①試管②燒杯③蒸發(fā)皿④酒精燈⑤鐵架臺（帶鐵夾）⑥帶導(dǎo)管的橡皮塞①④⑤⑥

第二十二頁智浪教育--普惠英才文庫第二十三頁，共37頁。[例16]現(xiàn)在許多食品都采用密封包裝，但包裝袋中的空氣、水蒸氣仍會使食品氧化、受潮變質(zhì)，因此一些食品包裝袋中需放入一些脫氧劑，以使食品保質(zhì)期更長一些。甲、乙、丙三同學(xué)為了探究“脫氧劑”的成分，從某食品廠的月餅包裝袋中取出“脫氧劑”一袋，打開封口，將其倒在濾紙上，仔細觀察，脫氧劑為灰黑色粉末，還有少量的紅色粉末。提出問題：該脫氧劑中的黑色、紅色粉末各是什么?

猜想：甲同學(xué)認為：灰黑色粉末可能是氧化銅、紅色粉末可能是銅。乙同學(xué)認為：灰黑色粉末可能是鐵粉，也可能還有少量的活性炭粉；紅色物質(zhì)是氧化鐵。丙同學(xué)認為：灰黑色物質(zhì)可能是氧化銅、活性炭粉，紅色粉末可能是銅。(1)你認為

同學(xué)的猜想正確，其理由是乙

因為鐵是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，尤其是鐵粉顆粒小，常溫下更易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)而生銹。第二十三頁智浪教育--普惠英才文庫第二十四頁，共37頁。(2)設(shè)計一個實驗方案來驗證該同學(xué)的猜想是正確的。請?zhí)顚懸韵聦嶒瀳蟾妫?/p>

實驗步驟

預(yù)期的實驗現(xiàn)象

結(jié)論①

②(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式用磁鐵充分接觸濾紙上的脫氧劑粉末

將紅色物質(zhì)放入小試管中，加入足量稀硫酸觀察現(xiàn)象。繼續(xù)滴加足量的NaOH溶液。

絕大部分黑色粉末被吸引

紅色物質(zhì)溶解，溶液呈黃棕色，產(chǎn)生紅褐色沉淀

脫氧劑的成分是鐵粉紅色物質(zhì)是Fe203

Fe203+3H2SO4

＝Fe2（SO4

）3十3H2OFe2（SO4

）3+6NaOH===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4

第二十四頁智浪教育--普惠英才文庫第二十五頁，共37頁。[例17]取一定質(zhì)量的CO和CO2的混合氣體，通入足量的氫氧化鋇溶液中，充分反應(yīng)后過濾，發(fā)現(xiàn)生成的沉淀和所取的混合氣體的質(zhì)量相等。求混合氣體中碳原子與氧原子的個數(shù)比。由題意可知（1）CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，（2）BaCO3質(zhì)量等于CO和CO2的混合氣體的質(zhì)量，由上述關(guān)系求出CO和CO2的分子個數(shù)比，就可以求出混合氣體中碳原子與氧原子的個數(shù)比了。第二十五頁智浪教育--普惠英才文庫第二十六頁，共37頁。解：設(shè)生成沉淀的質(zhì)量為xCO2

十Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O4419744/197xx

原混合氣體中CO的質(zhì)量為：

x－44/197x＝153/197x

原混合氣體中CO和CO2的分子個數(shù)為：

(153/197x÷28):(44/197x÷44)=153:28

則原混合氣體中C和O的原子個數(shù)比為：

(153+28):(153+28X2)=181:209

答：(略)第二十六頁智浪教育--普惠英才文庫第二十七頁，共37頁。[例18]某氣體可能由初中化學(xué)中常見的一種或多種氣體組成，經(jīng)測定其中只含有碳、氧兩種元素，碳、氧元素質(zhì)量比為1：2，則關(guān)于該氣體的說法正確的是（）A．一定是純凈物 B．一定是CO、CO2的混合物C．該氣體最多可能的組合有2種 D．該氣體最多可能的組合有3種（1）由初中化學(xué)中常見的一種或多種氣體組成，只含有碳、氧兩種元素的氣體組合有CO、CO2；CO、O2；CO、CO2、O2；；CO2、O2

（2）CO中C/O=3/4；CO2中C/O=3/8，而此氣體中C/O=1/2，介于兩者之間,所以不可能是純凈物。（3）本題應(yīng)用了平均數(shù)的方法。也就是大數(shù)和小數(shù)混合形成的數(shù)一定是大于小數(shù)小于大數(shù)，那末該氣體的組合就是CO、CO2；CO、O2；CO、CO2、O2；三種。

D第二十七頁智浪教育--普惠英才文庫第二十八頁，共37頁。

[例19]鎂在空氣中燃燒時，發(fā)生如下兩個反應(yīng)：3Mg+N2=Mg3N2，2Mg+O2=2MgO則24g鎂在空氣中燃燒可得產(chǎn)物的質(zhì)量為【】A．等于33.3gB．等于40gC．33.3g～40gD．小于33.3g或大于40g

C

第二十八頁智浪教育--普惠英才文庫第二十九頁，共37頁。[例20]把幾小塊木炭放在球形管中，按如圖所示連接裝置。打開玻璃活塞，氧氣進入球形管，發(fā)現(xiàn)木炭不燃燒，關(guān)掉氧氣，給球形管內(nèi)木炭加熱，木炭同樣不燃燒，此時打開玻璃活塞，氧氣立即進入球形管，則可以觀察到的現(xiàn)象是____________________________。由此得出結(jié)論：①____________________________________②__________________________

木炭劇烈燃燒,發(fā)出白光,放出熱量,小燒杯中澄清石灰水變渾濁木炭燃燒生成了二氧化碳

可燃物燃燒需要同時滿足兩個條件：一是可燃物要與氧氣接觸；二是溫度達到著火點。第二十九頁智浪教育--普惠英才文庫第三十頁，共37頁。[例21]“輕軌電車”（如圖）是近年來新興的城市高架交通工具，具有污染小的優(yōu)點。當(dāng)輕軌電車開動時，輕軌電車上裸露的“電刷”沿架空電線滑動。電刷材料中含有石墨。選擇石墨作電刷材料是因為其具有下列性質(zhì)：①

②

③

電刷導(dǎo)電滑膩耐高溫第三十頁智浪教育--普惠英才文庫第三十一頁，共37頁。

[例22]在一瓶盛有少量液態(tài)氧，打開瓶蓋，向瓶中插入一根燃著的細木條，不使木條與液氧接觸，能觀察到什么現(xiàn)象？為什么？木條火焰會熄滅停止燃燒。因為木條燃燒放出的熱迅速被吸收，使木條溫度達不到著火點，所以木條火焰會熄滅。同時由于生成二氧化碳，使石灰水變渾。由此得出結(jié)論是可燃物燃燒需要同時滿足兩個條件：一是可燃物要與氧氣接觸；二是溫度達到著火點。第三十一頁智浪教育--普惠英才文庫第三十二頁，共37頁。[例23]某興趣小組將大小相同的若干塊棉布在五份不同體積分數(shù)的酒精溶液中浸透后取出點火，做了“燒不壞的棉布”的實驗。其實驗結(jié)果如下：實驗序號①②③④⑤所用酒精的體積分數(shù)95%65%55%15%5%實驗現(xiàn)象酒精燒完棉布燒壞酒精燒完棉布無損酒精燒完棉布無損不燃燒（1）你推測⑤的實驗現(xiàn)象是

；（2）綜合所學(xué)知識，分析②③中“酒精燒完而棉布無損”的原因

；