碳、硅及其化合物基础落实(一) 碳及其重要化合物1．碳单质(1)存在：碳单质的存在形式有金刚石、石墨、木炭、足球烯，它们互为同素异形体。
(2)结构 金刚石：正四面体空间网状结构；石墨：平面正六边形层状结构。
(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，有滑腻感，是电的良导体。
(4)主要化学性质——还原性可燃性2C ＋O 2(不足)=====点燃2CO 、C ＋O 2(足量)=====点燃CO 2 与氧化 物反应CuO ：2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑(冶炼金属)SiO 2：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑(制取粗硅) H 2O ：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(制取水煤气) 与强氧化 性酸反应浓H 2SO 4：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 浓HNO 3：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O(5)用途：金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯；C 60可作催化剂或催化剂载体。
2．碳的两种常见氧化物 (1)一氧化碳(CO)无色有毒气体，难溶于水，中毒原理是CO 与血红蛋白结合，缺氧中毒。
①可燃性：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，淡蓝色火焰，可作燃料。
②还原性：CO ＋CuO=====△Cu ＋CO 2，用于冶炼金属。
(还原CuO) (2)二氧化碳(CO 2)①物理性质：CO 2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO 2俗称干冰。
②化学性质：与H 2O 、Na 2O 、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg 反应的化学方程式分别为CO 2＋H 2OH 2CO 3、Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O 、2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。
③CO 2的制法：用大理石与稀盐酸或稀硝酸发生反应的离子方程式：CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋＋CO 2↑＋H 2O 。
(3)CO 、CO 2气体的除杂方法CO 中混有CO 2 通过盛有NaOH 溶液的洗气瓶，然后干燥气体CO 2中混有CO 通过盛有灼热CuO 的硬质玻璃管CO 2中混有少量SO 2或HCl通过盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶，然后干燥气体[注意] 自然界消耗CO 2的主要反应： ①溶于江水、海水中：CO 2＋H 2O H 2CO 3；①光合作用将CO 2转化为O 2；①岩石的风化：CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2。
3．碳酸(H 2CO 3)弱酸性、不稳定性。
碳酸(H 2CO 3)只能在水中存在。
H 2CO 3在水中与CO 2共存，因此常把CO 2＋H 2O 当碳酸用。
4．碳酸的酸式盐和正盐的比较 (1)在水中的溶解性①含K ＋、Na ＋、NH ＋4的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。
②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO 3)2>CaCO 3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na 2CO 3>NaHCO 3。
(2)水溶液酸碱性强弱物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH 大于其酸式盐溶液，如pH ：Na 2CO 3溶液>NaHCO 3溶液。
(3)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性Na 2CO 3>NaHCO 3>H 2CO 3。
可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO 3高温分解，而K 2CO 3不易分解。
5．知识拓展——草酸及其盐 (1)草酸的性质草酸的化学式为H 2C 2O 4，草酸晶体的化学式为H 2C 2O 4·2H 2O 。
①弱酸性：草酸为二元弱酸，酸性比醋酸的酸性强，电离方程式为H 2C 2O 4H ＋＋HC 2O －4。
②还原性：H 2C 2O 4中C 元素的化合价为＋3价，具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应的化学方程式为2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===K 2SO 4＋2MnSO 4＋10CO 2↑＋8H 2O 。
③不稳定性：草酸晶体受热易分解，反应的化学方程式为H 2C 2O 4·2H 2O =====△CO ↑＋CO 2↑＋3H 2O 。
(2)草酸盐的性质①(NH 4)2C 2O 4溶于水，加热分解，由氨水和草酸溶液反应生成。
②CaC 2O 4不溶于水、醋酸，溶于盐酸、稀硝酸，灼烧时转变成碳酸钙或氧化钙。
③MgC2O4、FeC2O4不溶于水，可由对应的可溶性金属盐与草酸铵反应而得到，加热分解可得到对应金属氧化物。
[细练过关]题点(一)碳及其常见化合物的性质及应用1．(2018·江苏高考)CO2是自然界碳循环中的重要物质。
下列过程会引起大气中CO2含量上升的是() A．光合作用B．自然降雨C．化石燃料的燃烧D．碳酸盐的沉积解析：选C化石燃料燃烧产生大量CO2，会引起大气中CO2含量上升。
2．(2020·合肥瑶海区模拟)碳和碳的化合物间的部分转化关系如图所示，下列说法正确的是()A．由碳酸转化成X 一定要在加热条件下进行B．由碳转化为X 一定发生的是化合反应C．物质X 一定是二氧化碳D．若使一氧化碳转化成X，只能通过一氧化碳在空气(或氧气)中燃烧获得解析：选C由转化关系图可知，X是二氧化碳，碳酸在常温下就容易分解生成二氧化碳，故A错误，C正确；在高温的条件下，碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应属于置换反应，故B错误；一氧化碳还可以通过还原氧化铁或还原氧化铜等方法转化成二氧化碳，故D错误。
3．确定混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法如图所示。
请回答下列问题：(1)填写下列指定装置的作用。
A：________________________________。
B：__________________________________。
E：________________________________。
F：__________________________________。
(2)写出C中的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)确定混合气体中含有CO气体的实验现象：________________________________________________________________________________________________________________。
(4)E中的溶质可能有_________________________________________________________。
答案：(1)A：除去混合气体中的CO2气体B：检验混合气体中CO2是否除尽E：除去尾气中的CO 2气体 F ：除去尾气中的CO 气体，防止污染环境(2)CO ＋CuO=====△Cu ＋CO 2(3)B 中无明显现象，C 中的物质由黑色变成红色，D 中的澄清石灰水变浑浊(4)NaOH 、Na 2CO 3或Na 2CO 3或Na 2CO 3、NaHCO 3 [备考点击]数轴法判断CO 2与强碱(OH －)反应的产物当n (OH －)∶n (CO 2)的值不同时产物如下：题点(二) 草酸及其盐的性质与探究4．草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K 1＝5.4×10－2，K 2＝5.4×10－5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。
草酸晶体(H 2C 2O 4·2H 2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。
回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。
装置C 中可观察到的现象是_____________________，由此可知草酸晶体分解的产物中有_____________。
装置B 的主要作用是__________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO ，为进行验证，选用甲组实验中的装置A 、B 和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、____________。
装置H反应管中盛有的物质是___________________________________________________________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______________________________________________________________________________________________________________。
(3)设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强_________________________________________________________________________________________________________________________________。
②草酸为二元酸_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)结合草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的组成可知，澄清石灰水应是用来检验其分解产物CO2的存在。
因草酸晶体易升华，且草酸钙难溶于水，若草酸进入C装置，会干扰CO2的检验，故装置B中冰水的主要作用是冷凝挥发出来的草酸。
(2)①要验证草酸晶体分解产物中还有CO，只能通过检验CO与CuO反应的产物CO2的存在来达到这一目的。
因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2，会对CO的检验造成干扰，所以在检验CO前应将分解产物中的CO2除尽，可选用F装置来除去CO2，D装置用来检验CO2是否除尽。