《碳和碳的氧化物》知识点总结.doc

第六单元 碳和碳的氧化物 知识总结
课题一 金刚石、石墨、C60
一、碳的几种单质
1. 金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
2。 石墨(C）是最软的矿物之一,有优良的导电性，润滑性。
（1）可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。
注意:铅笔不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物.
（2)无定形碳：焦炭、木炭、活性炭、炭黑等，由石墨的微小晶体和少量杂质构成.
活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有强烈的吸附性，可用于：制糖工业、防毒面具里的滤毒罐。
3。C60 是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。
二、 单质碳的化学性质：
单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1.常温下,化学性质稳定
【为何碳在常温下化学性质比较稳定?碳原子的最外层有4个电子，既不容易得电子，也不容易失去电子,因此常温下碳的化学性质比较稳定。】
档案材料一般用碳素墨水书写； 古代书画历经百年也安然无恙;木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。
2.碳具有可燃性：
C+O2CO2（充分燃烧)2C+O22CO（不充分燃烧）碳在氧气中燃烧现象:燃烧剧烈，发出白光;放热;生成能使澄清石灰水变浑浊的气体.
木炭+氧化铜
澄清的石灰水
3. 碳具有还原性：可用于冶金工业。2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑木炭还原氧化铜的实验(见右图）
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。【化学方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑
n 反应开始的标志:澄清的石灰水变浑浊。
n 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
n 配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
n 实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。

第二节 二氧化碳制取的研究
一、 实验室制取二氧化碳
1. 原料:大理石或石灰石、稀盐酸.
u 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行.
u 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯.
u 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
2. 反应原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3. 发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置
（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）
4. 收集装置：向上排空气法收集气体的装置
（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大)
5. 检查装置的气密性:先用止水夹夹住导气管，再从长颈漏斗中加水，当水没过下端管口后，若水面不下降，则表明不漏气。
6. 验满:把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明已经收集满了.
7. 检验:把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊,证明收集的气体是二氧化碳。
二、 二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3 CaO+CO2↑

CO2
（2）
第三节 一氧化碳和二氧化碳
CO2

（1）
一、 二氧化碳的物理性质及对应的探究实验:
n 无色无味,常温常压下为气体。
n 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。【实验操作】如右图（1）,将CO2气体慢慢倒入杯中。【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，然后逐渐上升,把杯内的空气自下而上排出。【实验结论】①一般情况下,二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；②一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。
n 二氧化碳能溶于水。
【实验操作】如右上图（2）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。
【实验现象】瓶体变瘪。
【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小,外界大气压把瓶子压瘪了。
【实验结论】二氧化碳能溶于水。
二、 二氧化碳的化学性质
1. 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。
2. 二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸,第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。
【实验现象】① 第一朵小花变红；② 第二朵小花不变色； ③ 第三朵小花不变色； ④ 第四朵小花变红； ⑤ 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】① 醋酸能使紫色小花变红,说明酸(溶液)可以使紫色石蕊变红；② 水不能使紫色石蕊变红;③ 二氧化碳不能使紫色石蕊变红；④ 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红；⑤ 说明碳酸被分解了。【化学方程式】CO2 + H2O=H2CO3 和 H2CO3 = H2O+CO2↑
3. 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH）2=CaCO3↓+H2O 该反应可鉴定二氧化碳气体。
4. 二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）
5. 二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO 该反应是吸热反应
（CO2—氧化剂，C-还原剂）;该反应也可将二氧化碳变为一氧化碳的.
三、 二氧化碳的用途
1. 灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质）
原因:①二氧化碳的密度比空气大;
②一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。
灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2. 干冰:干冰升华吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂、舞台云雾。
3. 光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。
四、 二氧化碳对环境的影响:造成温室效应【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等.

第二课时： 一氧化碳
一、一氧化碳的物理性质：
无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。
二、一氧化碳的化学性质：
1. 一氧化碳具有可燃性：2CO+O22CO2【燃烧的现象】①发出蓝色火焰；②放热;③生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。煤炉从上至下,常发生的三个反应：2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2
2. 一氧化碳具有还原性 CO+CuOCu+CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3. 一氧化碳具有毒性。
原因： 一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,造成生物体内缺氧。
注意： 由于一氧化碳难溶于水,因此在室内摆放一盆水无法预防煤气中毒。
四、一氧化碳的用途：
高温
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1. 可燃性：作气体燃料
2. 还原性：冶炼金属(3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2、CO+CuO Cu+CO2）。
（1)一氧化碳还原氧化铜的实验：
实验操作：
① 先通入一氧化碳,在加热前必须先检验一氧化碳的纯度;
② 点燃酒精灯；
③熄灭酒精灯；
④再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。
实验现象: 黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
注意事项：
①检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
② 实验开始时先通CO的目的：排净装置内的空气，防止CO与空气混合加热引起爆炸。
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③实验完毕后继续通入CO的目的:
防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2Cu+O2 2CuO）。
④因为CO污染空气，所以尾气中的CO气体要经过处理.可将尾气点燃
⑤澄清石灰水的作用：①证明反应生成二氧化碳；②除去装置内的二氧化碳.
（2）一氧化碳还原氧化铁的实验
【实验装置和实验操作】与上面的实验类似(⑥ 下的酒精灯要换成酒精喷灯）
【实验现象】红色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
五、 三大还原剂：H2、C、CO——共同性质：可燃性、还原性。
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