第六单元《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
活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有吸附性，（活性炭吸附性比木炭强）
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。
4.同一种元素可以组成不同的单质。例：红磷和白磷，氧气和臭氧，碳的各种单质等（互为同素异形体）。
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 （完全燃烧都生成二氧化碳）!
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。
木炭+氧化铜
澄清的石灰水
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。
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 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
1、制取气体的一般思路是（1）反应原理（2）实验装置（3）验证气体。实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置，对于发生装置主要由反应物的状态，反应条件决定；对于收集装置主要考虑生成气体的物理性质（气体的密度大小、溶解性）。
2、实验室制取气体的装置一般有：
（1）固体+固体→气体，如用高锰酸钾、二氧化锰和氯酸钾制氧气，
装置特点是：试管口略向下倾斜，以免水倒流，引起试管炸裂，
铁夹夹在距试管口1/3处，导管不能伸入试管中太长。
（2）液体+固体→气体，如用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，
用大理石（或石灰石）和稀盐酸制二氧化碳。装置特点是；长颈漏斗的末端必须插入液面以下。
3、根据制取气体的性质，集气装置可有下述两种情况：
①排水集气法：凡不易溶于水，不与水反应的气体
②排空气法：
a.向上排空气法：所收集的气体相对分子质量大于29，如二氧化碳、氧气等。
b.向下排空气法：所收集的气体相对分子质量小于29，如氢气、甲烷等。
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
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↑（石灰石和大理石的主要成分都是碳酸钙）
第三节 一氧化碳和二氧化碳
一、 二氧化碳的物理性质
n 无色无味，常温常压下为气体。
一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。
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。（此性质可由实验一得到）
2. 二氧化碳能与水反应生成碳酸。（碳酸可使紫色石蕊变色，而不是二氧化碳，此实验证明了二氧化碳和水反应）
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：二氧化碳浓度过高会导致头痛，神智不清，严重的可导致死亡，但二氧化碳没有毒性）
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）
【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。
3、一氧化碳具有还原性
（1）一氧化碳还原氧化铜的实验：
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。
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。
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
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： 证明反应生成二氧化碳；

2