资源描述
第六章:碳和碳的氧化物
一、知识讲解:
1、碳的单质
(1).同一种元素可以组成不同的单质:
如金刚石 、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子在这些物质里的排列方式不同,即结构不同,导致它们在性质尤其是物理性质上有很大的差异。由此可知:物质的组成和结构决定物质的性质。
【要点诠释】金刚石和石墨在一定条件下可相互转化,属于化学变化。同种元素可以组成不同单质。因此,我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”。
(2).金刚石 、石墨和C60的性质比较及用途:
名称
金刚石
石墨
C60
外观
无色透明、正八面体形状的固体,有璀璨夺目的光泽
深灰色不透明的细鳞片状的固体,有金属光泽
C60分子形似足球。有金属光泽的固体,其微晶粉末呈黄色
导电性
几乎不导电
良好
几乎不导电
硬度
天然存在的最硬的物质
质软(最软的矿物之一)
质脆
导热性
很差
良好
很差
用途
钻头、刻刀、装饰品等
电极、铅笔芯、润滑剂等
制备新材料、超导材料、医学应用等
足球状结构
层状结构
正四面体结构
(注:人们对C60性质的认识正在不断的深入)
【要点诠释】
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列不同(见下图),物理性质有很大的差异,用途也有较大不同。
(3).木炭、活性炭的吸附性:
木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的,由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构,因此它们具有较强的吸附能力,可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。据此,木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。
【要点诠释】
1.吸附和吸收:吸附是物理现象,与吸收具有不同的含义。由于木炭疏松多孔,有很大的表面积,因此它具有吸附性,活性炭的吸附性比木炭更强。吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面,没有生成新物质,属于物理变化。吸收一般为化学变化,如:CO2气体被氢氧化钠溶液吸收的过程中生成了碳酸钠或碳酸氢钠等物质,就是化学变化。
2.“碳”和“炭”的区别:“碳”是元素的名称,是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等,这儿不能用“炭”。而“炭”指的是具体物质,它表示由碳元素组成的某种单质——木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时,习惯上用碳,如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。
典例分析:
例1.“轻轨电车”(如图16-7)是近年来新兴的城市高架交通工具,具有污染小的特点。当轻轨电车开动时,轻轨电车上裸露的“电刷”沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质:
① ;② ;③ 。
【答 案】①导电 ②润滑 ③耐高温(或不易氧化;或化学性质不活泼……)
【变式1】金刚石可装在钻探机的钻头上,是由于 ;石墨可作电极,是由于_________;活性炭可作防毒面具的滤毒剂,是由于____________。
【变式2】下图是碳的几种单质的结构示意图,图中小圆圈均代表碳原子。
甲 乙 丙
(1)在物质甲的结构中,每个碳原子最多连有______个碳原子。
(2)根据乙物质层与层之间能发生滑动,具有滑腻感的特点,写出它的一种用途_________。
(3)图中物质丙的化学式为C60,已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结构,有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中,反应形成一种新型分子,该分子的化学式为____________。
2、碳的化学性质
(1).稳定性:
常温下碳单质很稳定,几乎与所有物质都不发生化学反应。
(2).可燃性:
①高温下碳在氧气(或空气)中完全燃烧生成CO2,并放出大量的热。C+O2 CO2
②如果燃烧不充分,则生成CO,同时也放出热。2C+O2 2CO
(3).还原性:
高温下碳能跟某些氧化物反应,夺取某些氧化物中的氧元素,使这些氧化物失去氧而发生还原反应。下图所示可用木炭还原氧化铜。
A、 实验装置:
B、注意问题:
①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度;
②试管口要略向下倾斜;
③装置的气密性要好;
④实验结束时,先撤出导气管,然后再熄灭酒精灯(防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂),待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上(防止生成的铜再被氧化成氧化铜)。
C、实验现象:黑色固体变红色,并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生。
D、实验结论:2CuO+C2Cu+CO2↑
【要点诠释】
1.所有碳单质的化学性质都相同。比如金刚石、石墨和C60以及木炭等都是由碳元素组成的,其碳原子的最外层电子的数目一样多(都是4个),因此,不同碳单质的化学性质相同。
2.碳单质的化学性质在常温下稳定。但随着温度的升高,能和许多物质发生化学反应。反应的条件不同,产物也不同。如:碳和氧气在点燃条件下反应,氧气充足时生成的是CO2,而氧气不充足时主要生成CO。
3.性质决定用途:
①碳在常温下具有稳定性,所以古代用墨写的字经久不褪色。
②碳具有可燃性,可用作燃料。
③碳具有还原性,用作还原剂,可用来冶炼金属。如2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑,在该反应中,碳得到氧、被氧化生成二氧化碳,碳是还原剂。氧化铁失去氧、被还原成铁,是氧化剂 。
典例分析:
例2.碳的还原性还体现在反应CO2+C2CO中,该反应吸收大量的热。
用木炭还原氧化铜的实验如图所示。
(1)酒精灯加灯罩的目的______________________;
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是______________________;
(3)继续加热,观察到石灰水逐渐变浑浊,黑色粉末中出现红色物质。请你写出带点部分的化学方程式______________________;
(4)停止加热时,应先将导管从试管②中撤出,并用弹簧夹夹紧橡皮管,待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是______________________。
【答 案】
(1)提高酒精灯火焰的温度 (2)开始排出的是试管内的空气
(3)C+2CuO 2Cu+CO2↑ (4)防止试管②中的液体倒流回试管①,防止空气中的氧气进入试管①把生成的铜再次氧化。
【变式3】埋木桩前,要把埋入地下的一端用火烤焦,埋入地下的木桩才不容易腐烂,这是利用了( )
A.木炭具有吸附性 B.木炭能够隔绝空气和水分
C.木炭具有可燃性 D.木炭常温下化学性质稳定
【变式4】下列关于碳的化学性质叙述正确的是 ( )
A.碳的化学性质不活泼
B.碳的化学性质很活泼
C.碳具有可燃性,碳在空气中燃烧的产物只有CO2
D.碳在高温下能和二氧化碳反应,还能还原许多金属氧化物
3、实验室制取二氧化碳的研究
(1).实验室制取二氧化碳:
①药品:大理石(或石灰石)与稀盐酸。
②反应原理:CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
【要点诠释】
1.药品选用应注意的问题:
①不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发,氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内。
②不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳:H2SO4+CaCO3 = CaSO4+H2O+CO2↑ 但由于产物硫酸钙微溶于水,形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面,阻碍反应继续进行,所以实验室用大理石(或石灰石)制取二氧化碳时,一般都选用稀盐酸。
③为使实验装置更简化,一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体(Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑),粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大,与酸反应速率太快。
2.化学反应原理的确定:可以生成二氧化碳的化学反应有很多,例如:
a.碳在氧气(或空气)中燃烧:C+O2CO2
b.碳在高温下还原金属氧化物:2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
c.石灰石高温分解: CaCO3 CaO+CO2↑
d.大理石(或石灰石)与稀盐酸在常温下反应:CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
e.蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。……有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳,这里首先要考虑可操作性,在可操作的前提下,再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。碳单质及含碳物质的燃烧(a、e两类方法)虽然都能生成二氧化碳,但由于燃烧需要在氧气(由空气)中进行,放出大量的热,对仪器、装置的要求高而且复杂,燃烧后的高温气体收集也很困难,所以在实验室里可操作性差。b、c需在高温下进行,实验室也不容易达到其条件。d方案操作简便,故实验室通常选用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
(2).装置的设计与选择:
①以下装置都可以用来制取二氧化碳:
可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择,若制取的量很少,可选用试管;量多时,可选用其他大容量的容器。
②装置连接注意的问题:
A、长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下,否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉。
B、导管深入容器内无需太长,更不能插入到液面以下。若伸入到液面下,气体就无法从导管口排出。
(3).收集、检验、验满的方法:
①收集:二氧化碳能溶于水,密度比空气的大,所以通常采用向上排空气法收集。收集时要注意将导管插到瓶底。如图所示。
②检验:将产生的气体通入澄清的石灰水中,若观察到石灰水变浑浊,说明有CO2生成。
③验满:由于二氧化碳是无色气体,是否收集满了观察不到,因而常用燃烧的木条置于集气瓶口来验满。
④存放:验满后要用玻璃片盖住集气瓶口正放在桌上。
(4).操作顺序:
①按实验要求连接装配好仪器;
②检查装置的气密性;
③装入块状大理石(或石灰石);
④由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度;
⑤收集气体;
⑥检验是否集满。
可简单记忆为:“连—检—装—注—集—验”。
【要点诠释】
1.实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分,其选择依据如下:
(1)气体发生装置的选择:由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体,反应需要加热时,应选择下图中甲所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体,反应不需要加热时,应选择图中乙所示及与之相似的实验装置。
(2)气体收集装置的选择:依据气体的物理性质(是否溶解与水、密度比空气大还是小)和化学性质(是否与水、空气发生反应)来选择。
①气体的密度大于空气(或相对分子质量大于29),可用向上排空气法收集(图16-6中E)。
②气体的密度小于空气(或相对分子质量小于29),可用向下排空气法收集(图16-6中F)。
③气体难溶于水且不与水反应,可用排水法收集(图16-6中D)。
典例:
例3:请根据下列实验装置图回答有关问题(如图所示):
(1)请填写标号仪器的名称:①___________,②___________;
(2)实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时,应选择的发生装置为(填写装置代号,下同)___________,将药品加入装置前,应进行的操作是______________;
(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时,应选用的收集装置是___________________;用该装置收集的气体所具有的物理性质是_______________________,制取二氧化碳气体时发生反应的化学方程式为_______________________________。
【变式】小明同学在实验操作考核中,要完成的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。
(1)上图16-12是实验桌上摆放好的该实验所需的用品,小明同学发现其中缺少了一种实验仪器和一种药品,请你写出所缺仪器的名称______________;所缺药品是______________;
(2)写出制气反应的化学方程式:________________________________________;
(3)下图16-13是小明实验时的主要步骤,这些步骤的正确顺序是(填字母标号,下同)________,其中操作有误的是____________________。
例4、现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体(如图所示):
⑴写出该反应的化学方程式:____________。
⑵下图是制取二氧化碳的装置图,指出图中小试管A的作用:____________。
⑶怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体?____________。
【答 案】
⑴CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O + CO2↑
⑵液封,防止二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出
⑶将一燃着的木条伸到集气瓶口,若木条火焰熄灭,则气体已集满。
4、CO2的性质
(1)二氧化碳的物理性质
①通常状况下,二氧化碳是一种无色无味的气体。
②标准状况下,二氧化碳的密度为1.977g/L,比空气大。
③二氧化碳能溶于水,1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体。
④三态变化:固态CO2又叫干冰。
(2)二氧化碳的化学性质
①二氧化碳既不能燃烧,也不支持燃烧,因而它具有灭火功能(也与二氧化碳的密度大有关)。实验室里常利用此性质来检验集气瓶里是否集满二氧化碳。
讨论:如图实验将看到什么现象?说明了什么问题?
现象与分析:下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭。
通过分析该实验的现象,可以说明二氧化碳两点性质:
1、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧;
2、二氧化碳的密度比空气的密度大。
②CO2与水反应生成碳酸。碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。
CO2+H2O=H2CO3(紫变红)
但碳酸很不稳定,容易分解生成二氧化碳和水,所以实验室里不储备碳酸。
H2CO3==H2O+CO2↑(红变紫)
讨论:如下图实验,将看到什么现象?说明了什么问题?
现象与分析:Ⅰ纸花变红说明酸能使紫色石蕊变红,Ⅱ、Ⅲ纸花不变色,说明水和二氧化碳都不能紫色石蕊变色。Ⅳ纸花变红说明二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸具有酸性。四组实验的对比说明了水和二氧化碳不使紫色石蕊变色,水和二氧化碳反应生成的酸使紫色石蕊变红,酸能使紫色石蕊变红。Ⅳ纸花变红后加热,又变成了原来的紫色,说明碳酸不稳定,又分解了。
③CO2与石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀。常利用此性质,来检验二氧化碳气体
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O(清变浊)
【要点诠释】
1.二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧,但不是所有物质,有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧。
2.把CO2通入紫色石蕊试液,会观察到紫色石蕊试液变成红色。这里使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳,而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸,我们不能说成“二氧化碳使紫色石蕊试液变红”,相关内容将在后面学习,盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊试液变红。
3.二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应两者在本质上是有差异的,前者是二氧化碳的物理性质,后者是二氧化碳的化学性质,当然两者又有着密切的联系。
4.实验室久置的石灰水瓶内壁,会有一层白色物质,白色物质是CaCO3,因为石灰水与空气接触,吸收其中的CO2发生如下反应:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。因此,我们做完实验后,不能将盛石灰水的试剂瓶敞口放置;否则,石灰水会与二氧化碳反应而变质。
5、CO2对生活和环境的影响
(1)CO2用途
①气体二氧化碳可用于灭火、制汽水、作气体肥料、化工产品的原料等。
②固态二氧化碳又叫干冰,可用作①制冷剂,②形成人工云雾(舞台上),③人工降雨。
(2)二氧化碳对人体的影响
二氧化碳无毒,但在二氧化碳过多的地方,人们会感到窒息。通常空气里含0.03%体积的二氧化碳,当含量达到1%的时候,对人体就有害处,达到4%~5%的时候,会使人感到气喘、头痛、眩晕,达到10%的时候,能使人不省人事,呼吸逐渐停止,以致死亡。但对人体而言,二氧化碳并非废气,它起着调节人体血液酸碱度的作用。所以要辩证的认识二氧化碳与人体的关系。
(3)温室效应的形成、危害及对策
①温室效应形成的主要原因:随着工农业生产的发展和人类生活水平的提高,煤、石油、天然气等化石燃料的需求不断增大,它们燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体;而由于一些天灾和乱砍滥伐,能吸收二氧化碳的大片森林和草原绿地却在不断消失,从而导致碳氧循环不平衡,致使大气中二氧化碳等温室气体增多,地球表面温度上升。
②温室效应的危害:1、气温上升,导致冰川融化,海平面上升,沿海城市会被淹没。
2、地球表面的水分蒸发,使土地沙漠化。农业减产,沙尘暴等。
③防治措施:①减少煤、石油等含碳矿物燃料的使用,更多利用清洁能源如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等。②大力植树造林,禁止乱砍滥伐,提倡种草种花增加绿化面积等。
【要点诠释】
1.我们应树立“一分为二”看问题的观点,如CO2对人类是既有利也有弊。
2.空气中CO2含量过高会引起“温室效应”,但不能说CO2是空气污染物,一般空气中CO2的体积分数大约在0.03%左右。
3.植物的光合作用在大气循环中起着重要作用,它是消耗二氧化碳的主要途径,对大气中氧气和二氧化碳含量保持不变及人类的生存、生活有着重大的影响。
二氧化碳 + 水 葡萄糖 + 氧气
4.大气中二氧化碳的产生途径有:人和动植物的呼吸、矿物燃料的燃烧、动植物体腐烂等。大气中二氧化碳的消耗途径有:植物的光合作用、被海水呼吸。
5.二氧化碳不能供给呼吸,并不是说二氧化碳有毒。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,对人体会产生有害影响。
典例分析:
例5.小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣,因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内(如图17-4所示),袋内的气体充得鼓鼓的,看上去好像一个小“枕头”。他们认为这种充气包装技术,主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。那么,这是什么气体呢?小红猜想是氮气,小明猜想是二氧化碳。
(1)请你帮助他们设计一个简单的实验方案,来判断小明的猜想是否正确,简要写出操作步骤:
________________________________________________________;
(2)小明的猜想如果正确,现象应是____________________________;
(3)你认为食品充气包装,对所充气体的要求是:
①_____________;②_____________;③_____________。
【答 案】
(1)用注射器抽取袋内气体通入到少量澄清的石灰水(或紫色石蕊试液)中,观察现象;
(2)澄清的石灰水变浑浊(或紫色石蕊试液变红色;)
(3)①无毒 ②不与食物反应 ③廉价、易获得。
【变式1】石灰浆(主要成分是Ca(OH)2抹墙一段时间后会变硬变白,为什么?要使白灰浆抹的墙迅速变硬,通常在室内生一盆炭火,为什么墙壁反而会“冒汗”呢?
【变式2】炎热的夏季,你一定想喝一杯冰水解暑。某冷饮店出售一种特制的冰水,由服务员在水中加入一些雪状的物质,该物质一放入水中立即冒出大量气泡,很快就得到一杯清凉可口的冰水,饮用时有碳酸饮料的口感。
(1)请你判断雪状的物质是_____________;
(2)请你设计两个实验分别验证这种物质的成分。(注意按序号填写答案)
_______________________________________。
操作步骤
实验现象
方法一
①
②
方法二
③
④
例6.干冰是固态的二氧化碳,在常温下易升华。如下图17-5所示:
(1)于冰升华时_________(填“吸收”或“放出”)大量热,因此可作致冷剂或用于人工降雨。
(2)干冰转化成二氧化碳气体后能参与绿色植物的光合作用,故在大棚蔬菜种植中作_____________。
(3)试从“性质决定用途,用途反映性质”这一角度分析干冰具有的性质和用途,并参照(1)、(2)仿写一例:_____________。
【答 案】
(1)吸收 (2)气体肥料
(3)二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,密度又比空气大,故可以用来灭火(答案合理即可)
【变式】利用大棚栽培农作物,科技人员常向大棚内施加适量的CO2,这是因为 ( )
A.CO2会使大棚内温度升高
B.CO2可使害虫窒息死亡,防治植物的病虫害
C.CO2能灭火,可避免火灾的发生
D.CO2可促使植物进行光合作用
【变式】 二氧化碳的下述用途没有利用其化学性质的是( )
A.CO2用作气体肥料 B.CO2用于灭火
C.干冰用于人工降雨 D.CO2用来制Na2CO3
例7.“南极的冰化了”,这是中央电视台2002年5月22日“东方时空”中的一个节目的标题,说的是南极一块叫“拉森B”的冰架发生坍塌,其断裂面积比上海市还大。这是大自然又一次发出警告:地球正在变暖!温室效应的影响已经不容忽视。
⑴造成温室效应的主要原因是_______________________________________。
⑵为了减缓温室效应,我们每个人都可以从自己身边做起,比如说双面使用纸张。双面使用纸张与减缓温室效应之间的关系是_______________________________________。
⑶请再举出一件你可以做到的有利于减缓温室效应的事情:__________________________。
【答 案】
⑴大量使用矿物燃料所排放的二氧化碳气体造成的。
⑵双面使用纸张可以节约能源,减少二氧化碳的排放,也可节约木材,保护森林吸收更多的二氧化碳。
⑶用电子贺卡代替明信片。
【变式】在下列四个完全相同的装置中,分别盛有空气、CO2或两者的混合气体,同时将它们放在阳光下晒一段时间后,U形管内a端液面最低的是( )
A. B. C. D.
【变式】依据联合国《京都议定书》公约,要求限制二氧化硫、二氧化碳等气体排放量,以控制日趋严重的环境污染,保护人类居住的地球。
(1)如果大气中CO2等气体的含量过高,会引起全球气候变暖,这种现象称为______________。
(2)为减少大气中CO2的含量,下列建议可行的是_______________。
①大量植树造林,禁止乱砍滥伐
②禁止使用煤、石油、天然气等燃料
③开发太阳能、风能、地热能等清洁能源
6、CO的性质和用途
(1).CO的物理性质
①通常状况下,一氧化碳是一种无色无味的气体。
②标准状况下,一氧化碳的密度比空气略小(注:不能用排空气法收集,因密度大小与空气的太接近)。
③一氧化碳难溶于水,可用排水法收集CO。
(2).CO的化学性质
①可燃性:CO燃烧放出大量的热,火焰呈蓝色,反应为2CO+O22CO2。
②还原性:CO在加热条件下,可使黑色的氧化铜变成红色的铜,同时生成使澄清石灰水变浑浊的气体CO2 ,反应为CO+CuOCu+CO2。
③毒性:一氧化碳被吸入肺里,能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白,随血流遍布全身。由于CO与血液中的血红蛋白的结合力要比氧与血红蛋白的结合力大300倍,故而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成机体急性缺氧。因此一氧化碳有剧毒。
(3).CO用途
①CO具有可燃性可作气体燃料。②CO具有还原性,可用于冶金工业。
【要点诠释】
1.一氧化碳和二氧化碳同属氧化物,其组成元素相同,但因分子构成不同,性质差异很大。
2.一氧化碳的中毒程度,主要与空气中一氧化碳的体积分数及接触时间有关。当体积分数为0.02%时,2~3h可出现症状;体积分数为0.08%时,2h可昏迷;如体积分数再高,则10min即可致死。
轻微中毒者,应立即撤离中毒环境,呼吸大量新鲜空气或吸氧。病情严重者,进行人工呼吸并急送医院治疗。
3.有人说在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒,这种说法不正确。因为一氧化碳难溶于水,也不与水发生化学反应。
典例分析:
例8.三氧化二碳(C2O3)是金星大气层的成分之一,化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法不正确的是 ( )
A.C2O3具有还原性 B.C2O3充分燃烧的产物是CO2
C.C2O3属于金属氧化物 D.C2O3中碳元素的质量分数约为33.3%
【变式7】关于一氧化碳燃烧(2CO+O2 2CO2)说法正确的是( )
A.反应过程中吸收大量的热
B.反应前后分子个数不变
C.参加反应的一氧化碳和氧气的质量比为2:l
D.化学方程式中反应物的化学计量数之比表示为ν (CO):ν (O2) =2:1
【变式8】煤气厂为什么常在家用煤气(主要成分是一氧化碳)中掺入微量具有难闻气味的气体?如发生煤气泄漏,应该怎么办?
【答案】因为一氧化碳是无色无味的气体,而一氧化碳有剧毒,所以有必要加入微量具有难闻气味的气体来提醒人们及时发现煤气泄漏。如果发生煤气泄漏,应该立即开窗通风并关闭煤气阀门。此时千万不能开灯检查泄漏源,因为开灯时会产生电火花引爆煤气.如有人中毒,应立即送医院抢救。
二、总结 :
1.建立化学基本思想,据此梳理碳单质的相关知识:
2.采用列表对比的方法掌握相关知识:
如常见碳单质物理性质及用途的对比;碳单质和氢气化学性质的对比;实验室制取氧气、二氧化碳气体的对比(如下表)等。
气体名称
氧气
二氧化碳
反应原理
过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解
大理石(或石灰石)与稀盐酸
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
收集装置
检验方法
使带火星的木条复燃
使澄清的石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条平置瓶口,木条复燃则证明满了
将燃着的木条平置于瓶口,木条熄灭则证明满了
3. 归纳总结实验室制取气体的思路和方法:
气体的实验室制取的一般思路和方法为:首先要研究气体实验室制取的化学反应原理,即选择合适的反应物和反应条件(如常温、加热、加催化剂等),还要选择合适的实验装置,并需研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。
(1) 选择反应时,要考虑原料易得,反应条件要求不高,操作简便安全,反应速率适中,生成气体不混入其他气体,便于收集。
(2) 实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件;选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
(3)验证气体时,实验现象要明显。
4. 二氧化碳和一氧化碳
(1)物理性质的比较
二氧化碳
一氧化碳
颜色、气味、状态
无色、几乎无味的气体
无色、无味的气体
密度(与空气比较)
比空气的大
略小于空气
溶解性
能溶于水
难溶于水
(2)化学性质的比较
二氧化碳
一氧化碳
跟水反应
CO2+H2O==H2CO3
/
跟石灰水反应
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
/
跟氧气反应
/
2CO+O22CO2
跟金属氧化物反应
(暂不研究)
CO+CuOCu+CO2
毒性
无毒
剧毒
(3)一氧化碳和单质碳性质的比较
①相似点:都具有可燃性和还原金属氧化物的特点。燃烧时放出大量热,所以一氧化碳常作气体燃料。在冶金工业上常用作还原剂来冶炼金属。
②不同点:一氧化碳是气体,是化合物;碳是固体,是单质。由于碳元素有可变化合价,所以碳在不同条件下燃烧的产物不同。
5、物质用途:
物质的性质决定物质的用途,物质的用途就是物质性质的科学利用。例如:
物质的性质
用途
CO2不支持燃烧,密度比空气的大
“干冰”蒸发后,不使食物潮湿
“干冰”使空气中的水蒸气凝结成水
加压能使CO2在水中溶解度增大
光合作用使CO2转化为碳水化合物
CO可燃
CO具有还原性
灭火剂
保存易腐食物
人工降雨
制汽水
温室肥料
气体燃料
冶金工业作还原剂
展开阅读全文