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碳和碳的氧化物单元知识清单一、金刚石、石墨和C60的物理性质和用途的比较金刚石石墨C60结构模型颜色无色透明深灰色硬度天然存在的最硬的物质质软,有滑腻感质脆导电性几乎不导电良好的导电性几乎不导电用途用于裁玻璃、切割大理石、制作钻头、装饰品作电极、电刷,制铅笔芯、作润滑剂应用于材料科学、超导体等领域二、单质碳的化学性质1.稳定性:常温下,碳的化学性质不活泼。2.可燃性:(1)碳在空气或氧气中充分燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为C+O2CO2。(2)碳在空气或氧气中不充分燃烧生成一氧化碳,反应的化学方程式为2C+O22CO。3.还原性:(1)实验现象:黑色粉末逐渐变成红色,澄清石灰水变浑浊。(2)实验结论:碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2。(3)说明:该反应在高温下进行,在酒精灯火焰上加网罩可以使火焰集中并提高温度。固定试管时试管口略向下倾斜,防止产生的水蒸气冷凝倒流使试管炸裂。实验结束时,应先将澄清石灰水中的导管移出,再熄灭酒精灯,以防止液体倒流炸裂试管。三、碳的氧化物1.二氧化碳、一氧化碳的性质和用途的比较:物质物理性质化学性质用途二氧化碳(CO2)无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水(1体积水大约能溶解1体积二氧化碳)不能燃烧,也不支持燃烧可用于制作碳酸饮料、灭火、植物的气体肥料(光合作用的原料)、化工产品的原料,固态二氧化碳“干冰”可用于人工降雨和制冷等能与水反应,反应的化学方程式为CO2+H2OH2CO3能与澄清石灰水反应,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O一氧化碳(CO)无色、无味的气体,密度略小于空气,难溶于水可燃性,反应的化学方程式为2CO+O22CO2作气体燃料(水煤气的主要成分)、冶炼金属等还原性,写出CO还原氧化铜的化学方程式:CO+CuOCu+CO2毒性2.二氧化碳、一氧化碳的鉴别与除杂:(1)CO2和CO的鉴别方法:用燃着的木条,能被点燃的是CO,能使燃着的木条熄灭的是CO2。通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是CO2,无明显现象的是CO。通入紫色石蕊溶液中,能使紫色石蕊溶液变红的是CO2,无明显现象的是CO。通过灼热的氧化铜,能使黑色的氧化铜粉末变红的是CO,无明显现象的是CO2。(2)互为杂质时的除杂方法:CO中混有CO2杂质时,可以通过足量的澄清石灰水。CO2中混有CO杂质时,可以通过足量灼热的氧化铜。注意:CO2中混有CO杂质时,不能用点燃的方法除去CO,因为CO2不支持燃烧,CO2中混有的少量CO无法被点燃。四、碳和碳的化合物间的转化写出相应的化学方程式:C+O2CO2。2C+O22CO。C+CO22CO。2CO+O22CO2。CaCO3CaO+CO2。CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。H2CO3H2O+CO2。CO2+H2OH2CO3。五、二氧化碳的实验室制取实验药品大理石(或石灰石)与稀盐酸实验原理CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2实验装置发生装置装置特点需形成“液封”可控制反应速率收集装置说明:CO2能溶于水且能与水反应,密度比空气大,所以宜采用向上排空气法收集。选择D装置收集二氧化碳时,气体要“长进短出”操作步骤组装仪器;检查装置的气密性;向锥形瓶内加入大理石或石灰石;通过长颈漏斗(或分液漏斗)向锥形瓶内注入稀盐酸;收集气体验满将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明已收集满检验将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明生成的气体是CO2发生反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O六、实验室制取气体应采用的装置1.发生装置的选择:由反应物的状态和反应条件决定。(1)反应物是固体,且反应需要加热,可选用图甲所示装置。(2)反应物是固体与液体或液体与液体,且反应不需要加热,可选用图乙所示装置。2.收集装置的选择:由气体的密度及其在水中的溶解性决定。(1)气体不易溶于水且不与水反应,用排水法收集。(2)气体密度大于空气,用向上排空气法收集;气体密度小于空气,用向下排空气法收集。七、二氧化碳对生活和环境的影响1.对人体健康的影响:二氧化碳本身没有毒性,因此不会使人中毒,但其不能供给呼吸,浓度高时会使人窒息,甚至死亡。2.温室效应:(1)产生的原因及防治措施:产生的原因防治措施人类消耗的化石能源急剧增加,排放到空气中的二氧化碳的含量不断上升减少使用煤、石油、天然气等化石燃料,更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源森林遭到破坏,能够吸收二氧化碳的绿色植物减少大力植树造林,严禁乱砍滥伐,扩大绿化面积等(2)危害:两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市。土地沙漠化、农业减产等。
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