第六单元碳和碳的氧化物.doc

第六单元 碳和碳的氧化物1碳的单质 （1）金刚石 物理性质：金刚石是无色、透明的正八面体形状的固体，是天然存在的最硬物质，不导电，不导热，无润滑性。 用途：用于划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等。 （2）石墨 物理性质：石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体，质软，导电性优良，导热性良好，有润滑性。 用途：用于电极、铅笔芯、润滑剂等。 （3）几种无定形碳的比较颜色、状态制法用途木炭灰黑色的多孔性固体木材隔绝空气加强热作燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭，有吸附作用活性炭灰黑色的多孔颗粒状固体木炭在高温下用水蒸气处理净化多种气体和液体，作防毒面具焦炭浅灰色多孔性固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，作橡胶制品的填料 （4）其他碳单质 C60分子.C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。（5）几种碳单质物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同。（6）同种元素组成的物质不一定是单质还可能是混合物；只有同种元素组成的纯净物才是单质。2吸附性 探究实验 实验名称：木炭脱色实验 实验操作：在小烧杯中注入3040mL蒸馏水，加入少许红墨水至呈现浅红色为止，将其均分注入两个小锥形瓶里，取0.5g干燥木炭，在研钵中研细后，倒入其中一个小锥形瓶里，充分振荡后过滤，可以得到无色溶液，再与另一个小锥形瓶中未加木炭的原溶液对比。 实验现象：加入木炭的红墨水褪色了。 实验结论：木炭和活性炭有吸附能力，具有吸附性（属于物理性质）。3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）在常温下，碳的化学性质具有稳定性，其化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水分充分接触，都不容易引起变化。 注意：碳的化学性质稳定是有前提的，必须是在常温下，因为随着温度的升高，碳的活动性会增强。例如：古代的字画能保存到现在；档案材料用碳素墨水书写；木头埋到地下先烧焦等都用这个知识点来解释。 （2）碳跟氧气反应 在氧气充足的条件下，碳在氧气充分燃烧，生成二氧化碳，放出热量； 化学方程式：C+O2点燃CO2 在氧气不充足的条件下，碳发生不充分燃烧，生成一氧化碳，放出热量。化学方程式：2C+O2点燃2CO （3）碳跟某些氧化物的反应 探究实验 实验名称：木炭还原氧化铜 实验操作：装药品：把氧化铜和碳的质量比限制在（913）：1的范围内，并且混合均匀斜铺装入试管底部；固定装置：将带有导管的试管固定在铁架台上；集中加热；观察现象。 实验现象：导出的气体使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末中有红色固体生成。 实验结论：碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳。 化学方程式：C2CuO 高温 2CuCO2 注意： 碳单质作还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温；操作时注意试管口要略向下倾斜；配置混合物时木炭粉应稍过量些，目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 碳与某些氧化物反应： 3C2Fe2O3 高温 4Fe3CO2 CCO2 高温 2CO CH2O 高温 COH24还原反应 在C2CuO 高温 2CuCO2反应中，氧化铜失去了氧而变成了单质铜，氧化铜被还原。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。木炭是使氧化铜还原的物质，它具有还原性，是还原剂。木炭跟氧化铜里的氧起反应生成了二氧化碳，又发生了氧化反应。在上述反应中既发生了氧化反应，又发生了还原反应。像这样一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应，叫做氧化还原反应。在这个反应中，木炭是还原剂，氧化铜时氧化剂。反应物中：得到氧的物质，被氧化，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。反应物中：失去氧的物质，被还原，发生还原反应，是氧化剂，具有氧化性。例如：C2CuO 高温 2CuCO2反应中，碳得到氧，所以碳被氧化，碳发生氧化反应，碳是还原剂，碳具有还原性；氧化铜失去氧，所以氧化铜被还原，氧化铜发生还原反应，氧化铜是氧化剂，氧化铜具有氧化性。5实验室制取气体实验的设计思路与方法 （1）需要研究实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。 （2）需要研究制取这种气体所采用的实验装置。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。 气体发生装置：a反应物的状态：固体与固体反应；固体与液体反应；液体与液体反应。b反应条件：常温；加热；加催化剂等。 气体收集装置：a排空气法：密度比空气大用向上排空气法；密度比空气小用向下排空气法。b排水法：不易溶于水、不与水发生反应时，可用排水法。 （3）二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较反应物状态反应条件气体密度与空气相比是否与水反应二氧化碳固体和液体无比空气大是氧气固体加热比空气大否固体和液体无比空气大否6实验室制取二氧化碳 （1）反应药品：稀盐酸跟大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）反应。 （2）反应原理：CaCO32HCl CaCl2H2OCO2 （3）发生装置的选择：由于反应物是块状的大理石火石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的二氧化碳能溶于水，因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下，由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多，常用大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶或启普发生器代替试管做反应容器。 （4）收集装置的选择：收集二氧化碳可根据它的性质去考虑：因为二氧化碳溶于水，并且部分与水反应生成碳酸，故不用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大，故可用向上排空气法收集。 （5）实验步骤：检查装置的气密性；装块状药品大理石或石灰石；塞紧双空胶塞；由长颈漏斗加液体；收集气体。 （6）注意事项：长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸散；反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；不加热；集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以利于排净空气。 （7）验满、检验及净化 验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明瓶内已充满二氧化碳。 检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明是二氧化碳气体。 净化：若制取二氧化碳中混有少量的氯化氢气体（盐酸挥发出的）和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠容液的洗气瓶（除去氯化氢气体），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。不能用氢氧化钠固体干燥，会发生反应。7碳酸根离子的检验 （1）原理：凡是含有碳酸根离子的化合物（碳酸盐）都可以和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，这是检验碳酸根离子的最简便的方法。 （2）试剂：检验碳酸根离子常用的试剂是稀盐酸及澄清石灰水。8二氧化碳的工业制法 （1）原理：高温煅烧石灰石，产生生石灰，副产品是二氧化碳。 （2）化学方程式CaCO3 高温 CaOCO29二氧化碳的性质 （1）物理性质：一般情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体,沸点为-78.5,密度比空气大,能溶于水。 （2）化学性质：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，不能供给呼吸，二氧化碳与水反应能生成碳酸，实验：把二氧化碳气体通入石蕊试剂中。（把湿润的石蕊小花放在集有二氧化碳的集气瓶中）现象：紫色的石蕊试剂变红（小花变红）结论：二氧化碳遇水生成酸，酸使石蕊变色化学方程式：能使澄清的石灰水变浑浊。化学方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 本反应可用于检验二氧化碳与灼热的碳反应： 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）10二氧化碳的用途及对环境的影响 （1）灭火：因为二氧化碳不能燃烧又不支持燃烧，同时二氧化碳的密度又比空气大，因此常用二氧化碳灭火。 （2）干冰：固态的二氧化碳叫干冰，可用作制冷剂和人工降雨。 （3）绿色植物的光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。 （4）温室效应：大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。 导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其余的还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。温室效应会使两极冰川融化，海平面上升，淹没部分沿海城市，会使土地沙漠化加快，农业减产。防止温室效应的措施有：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；更多的利用太阳能、风能、水能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐。11一氧化碳的性质及用途 （1）物理性质：通常情况下，一氧化碳是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。 （2）化学性质：一氧化碳具有可燃性，点燃后与氧发生反应生成二氧化碳； 现象：产生蓝色火焰，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 化学方程式：一氧化碳具有毒性，煤气中毒就是一氧化碳引起的；一氧化碳使人中毒的机理：（见课本）一氧化碳具有还原性。一氧化碳还原氧化铜现象：黑色固体变成红色，生成使