Question

碳與碳的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途．
（1）如圖是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳元素在元素周期表中位于第

 

周期．
（2）古代用墨書寫或繪制的字畫雖年久仍不變色，原因是墨中主要成分碳具有

 

性．如圖是木炭還原氧化銅的實驗，大試管中的反應(yīng)體現(xiàn)了碳的還原性，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

，單質(zhì)碳的還原性可以用于冶金工業(yè)．
（3）二氧化碳能參與光合作用完成大氣中的“碳循環(huán)”，但是大氣中二氧化碳的含量不斷上升，會使全球變暖，從而導(dǎo)致

 

．蔬菜大棚用作氣肥的二氧化碳，可用多種方法制得，例如可以用稀硫酸與碳酸氫銨（NH₄HCO₃）反應(yīng)制得，反應(yīng)后生成硫酸銨、水和二氧化碳，這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）研究發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定用途．如：一氧化碳也能還原氧化銅，也有還原性．從化學(xué)反應(yīng)前后碳元素化合價的變化特點分析，一氧化碳和碳都具有還原性的原因是

 

．

Answer 1

考點：碳的化學(xué)性質(zhì),二氧化碳對環(huán)境的影響,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),元素周期表的特點及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：碳單質(zhì)與含碳化合物的性質(zhì)與用途

分析：根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)示意圖可以判斷原子的最外層電子數(shù)，電子層數(shù)表示該元素所處的周期；常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，我國古代用墨書寫、繪制的字畫，可以多年保存而不褪色，埋在地下的電線桿燒焦等，就是利用碳單質(zhì)在常溫下的穩(wěn)定性．碳有較強的還原性，能奪取金屬氧化物如CuO、Fe₂O₃、Fe₃O₄等中的氧生成金屬和使澄清的石灰水變渾濁的氣體二氧化碳，常用于冶金工業(yè)．二氧化碳是溫室氣體之一，有利有弊，還能做為氣體肥料用在農(nóng)業(yè)中；由同類元素組成的一氧化碳卻有毒性，而且也跟碳單質(zhì)一樣具有還原性，其根本原因就是碳單質(zhì)和一氧化碳中碳元素的化合價都為中間價態(tài)，都能夠奪取金屬氧化物中的氧而變?yōu)?4價的碳．

解答：解：（1）由碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知，碳原子的最外層電子數(shù)4，因為電子層數(shù)就表示該元素所處的周期，所以碳元素位于第二周期，
答案：二．
（2）常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，我國古代用墨書寫、繪制的字畫，可以多年保存而不褪色，就是利用碳單質(zhì)在常溫下的穩(wěn)定性．碳另一個化學(xué)性質(zhì)就是有較強的還原性，能奪取金屬氧化物如CuO、Fe₂O₃、Fe₃O₄等中的氧生成金屬和使澄清的石灰水變渾濁的氣體二氧化碳，化學(xué)方程式為：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑，
答案：穩(wěn)定性；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂．
（3）二氧化碳是溫室氣體之一，大量排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)，但二氧化碳還能做為氣體肥料用在農(nóng)業(yè)中，
答案為：溫室效應(yīng)；H₂SO₄+2NH₄HCO₃=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
（4）碳單質(zhì)中，碳元素的化合價為0價，一氧化碳中碳元素的化合價為+2價，在二氧化碳中碳元素的化合價為+4價，
答案為：碳元素的化合價小于+4．

點評：本題綜合考查碳和碳的化合物的有關(guān)性質(zhì)，碳單質(zhì)的可燃性和還原性是碳的重要化學(xué)性質(zhì)，而碳單質(zhì)跟氧化銅和二氧化碳的反應(yīng)則是難點，要解答此情境題必須對碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：（1）穩(wěn)定性；（2）可燃性；（3）還原性及其化學(xué)反應(yīng)原理有比較深的理解，綜合性較強．