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第六单元 碳和碳的氧化物知识点一、 碳的几种单质：首先，金刚石、石墨都是由原子构成（C原子）、化学式：CC60则是由分子构成的（每个C60分子中有60个碳原子）。但三者都是碳的单质。1、金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制玻璃刀、刻划玻璃，钻探机的钻头等。2、石墨（C）是最软的矿物之一（做铅笔芯），有优良的导电性（做干电池的电极），滑腻感（做润滑剂）。 等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。无定形碳：无定形碳由石墨的微小晶体和少量杂质构成，主要有：焦炭、木炭、活性炭、炭黑等.活性炭、木炭具有吸附性（因为具有疏松多孔的结构），焦炭用于冶炼金属，如冶铁（利用了碳的还原性）；炭黑可以制油墨、墨汁，写的字画经久不褪色（利用了碳在常温下化学性质稳定），加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性等。3、C60：结构形是足球，故又名“足球烯”，纳米碳管，超导体材料。二、.单质碳的化学性质:单质碳的物理性质各异,但各种单质碳的化学性质却完全相同!1、常温下，碳的化学性质稳定； 2、在点燃或者加热的条件下，碳主要表现为下列两点化学性质（1）可燃性: 利用可然性做燃料在空气中完全燃烧(氧气充足),生成CO2: C+O2点燃CO2在空气中不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O2点燃2CO （2）还原性：利用还原性来冶炼金属实验：木炭还原氧化铜的实验，见课本.P.107.图67C+2CuO 高温 2Cu+CO2（氧化还原反应） C得到氧，C发生氧化反应，C有还原性，C作还原剂CuO失去氧（能提供氧），CuO发生还原反应，CuO有氧化性，CuO做氧化剂。木炭还原氧化铜的实验现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。 注意：事实上，具有还原性的物质（初中三种物质：C、CO、H2）均能在加热或者高温条件下还原金属氧化物，如C还原氧化铁、四氧化三铁等。2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2 另外知道：C+CO2高温2CO C+H2O高温H2+CO (H2和CO的混合物叫水煤气)三、二氧化碳的制法1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾（或者氯酸钾和二氧化锰的混合物）加热制O2的发生装置。 反应物中有液体，不需要加热，制气体时则用过氧化氢溶液制O2的发生装置。（2）常规收集方法：气体的密度及溶解性决定：不易溶于水的气体用排水法收集 （但 CO只能用排水法收集）密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法收集 密度比空气小用向下排空气法（3）改进型收集气体的装置： a b f g 仍叫排空气取气法 仍叫 排水取气法 c d 图甲 图乙 图丙注意：（1）收集密度比空气大的气体时：若用图甲装置收集：气体从a进b出（空气）若用图乙装置收集：气体从c进d出（空气） (2) 收集密度比空气小的气体时：若用图甲装置收集：气体从b进a出（空气）若用图乙装置收集：气体从d进c出（空气） (3)收集不易溶于水，也不给水发生反应的气体时： 用图丙装置，丙集气瓶先装满水，气体从g进，f出水2、二氧化碳的实验室制法（1）原料（药品）：石灰石（或者大理石）与稀盐酸（2）反应原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（3)实验装置：因为反应物中有液体，不需加热，故选下列情形发生装置 （4）气体收集方法：向上排空气法（因密度比空气大，能溶于水）（5）实验步骤：查、装、收、验 （6）检验方法：a、检验CO2的方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能石灰水变浑浊，则是二氧化碳。 b、验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。（7）注意事项：a、为什么不用浓盐酸，而用稀盐酸？b、为什么不用硫酸（浓和稀均不行）？c、为什么不用碳酸钠、碳酸钙粉末？d、为什么不用木炭燃烧？ （8）知道长颈漏斗、分液漏斗的作用和家庭实验中能用什么代替。3、通过O2和CO2的实验室制法的学习，知道如何选择气体发生装置和收集装置。4、二氧化碳的工业制法：煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2且生石灰和水反应可得熟石灰（以后学习）：CaO+H2O=Ca(OH)2四、二氧化碳的性质（首先注意，CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同）。1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体-干冰CO2 的密度比空气密度大的实验探究:方法一、烧杯中下层蜡烛火焰先灭；方法二、吹气球，气球向下落；方法三、用向上排空法收集；方法四、向纸袋里倾倒CO2能溶于水的实验探究：a将盛满CO2的试管倒扣在水里，一段时间试管内水面上升；b若倒扣在紫色石蕊试液中则上升水柱变成浅红色；c若倒扣在澄清石灰水中试管内液面上升；水柱变浑浊d 收集一塑料瓶,注入约的水，迅速塞紧瓶塞，塑料瓶变扁（瘪）2、化学性质:（1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸，用途：灭火（2)与水反应生成碳酸： CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸是酸，酸能使紫色的石蕊试液变红，H2CO3 = H2O+ CO2 碳酸不稳定,易分解（3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O （用于检验二氧化碳和吸收少量二氧化碳。）另外，与氢氧化钠溶液反应（以后学习）：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(用于吸收二氧化碳。实验室长期放置的氢氧化钠变质的原因)（4）与灼热的碳反应： C + CO2高温 2CO （吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂）3、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2）既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧） 干冰用于人工降雨、制冷剂温室肥料，植物光合作用要吸收CO24、二氧化碳对环境的影响：过多排放引起温室效应。减轻温室效应的措施：减少化石燃料的的使用；大力植树造林；更多地使用清洁能源思考：低碳生活是什么意思？五、一氧化碳1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水2、化学性质: （H2、CO、C具有相似的化学性质：可燃性 还原性）（1）毒性：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。（2）可燃性：2CO+O2点燃2CO2 用途：作燃料（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）H2在O2中的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。（但产物只有）CO在O2中的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。（但产物只有）CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。（产物既有、又有）鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）（水煤气：H2与CO 的混合气体 C + H2O高温 H2 + CO）（3）还原性： CO+CuO Cu+CO2 （不是置换反应，是氧化还原反应） 用途：冶炼金属 现象：黑色固体逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。注意：要对尾气进行处理、否则会污染空气（怎样处理尾气？） Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2【现象：红棕色粉末逐渐变成黑色（铁粉），石灰水变浑浊。】六、除杂：COCO2 通入石灰水 或氢氧化钠溶液（以后学习）： CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2CO 通过灼热的氧化铜 CO+CuO Cu+CO2 CaOCaCO3只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2注意：检验CaO是否含CaCO3 加盐酸 ：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 （CO32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）七、本单元学习的化学方程式C+O2点燃CO2（氧气充足，完全燃烧） 2C+O2点燃2CO （氧气不充足，不完全燃烧）C+2CuO 高温 2Cu+CO2 2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2 Fe3O4+2C高温3Fe+2CO2CaCO3高温CaO+CO2 CO2+H2O=H2CO3H2CO3 = H2O+ CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O2CO+O2点燃2CO2 CO+CuO Cu+CO2Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 C+CO2高温2CO C+H2O高温H2+CO CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
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