19—碳的多样性

一 碳单质的多样性1 同素异形体由同一种组成的性质不同的 2 碳的同素异形体 石墨 C60 元素 单质 金刚石 深灰 无 灰黑 较高 较高 低 质软 硬度极高 硬度小 良导体 绝缘体 绝缘体 电极 铅笔芯 钻头 3 碳的化学性质 思考 为什么金刚石 石墨的物理性质差别较大 而化学性质却相似呢 提示 由于金刚石 石墨是同种元素形成的单质 所以化学性质相似 但是两者的结构不同 故物理性质相差较大 二 广泛存在的含碳化合物1 碳的氧化物 CO CO2 1 物理性质 无色气体无味无色气体无味 有毒 无毒 2 化学性质 3 实验室制取CO2的原理 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 思考 1 如果将CO2通入CaCl2溶液中 有何现象 2 向澄清石灰水中不断通入CO2 有何现象 并用相应的化学方程式解释原因 提示 1 无现象 CO2与CaCl2二者不反应 2 开始溶液变浑浊 出现白色沉淀 过一段时间沉淀又溶解 溶液又变澄清 开始 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 后期 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 3 Na2CO3与NaHCO3的比较 纯碱 苏打 小苏打 白 白 难 受热易 CO32 2H H2O CO2 HCO3 H H2O CO2 HCO3 OH H2O CO Ca2 CO32 CaCO3 三 碳及其化合物之间的相互转化 写出以上各数字对应的化学方程式 水蒸气通过灼热的焦炭后 流出气体的主要成分是CO和H2 还有CO2和水蒸气等 请用下图中提供的仪器 选择必要的试剂 设计一个实验 证明上述混合气中有CO和H2 加热装置和导管等在图中略去 回答下列问题 盛浓H2SO4的装置用途是 盛NaOH溶液的装置用途是 2 仪器B中需加入试剂的名称 或化学式 是 所发生反应的化学方程式是 3 仪器C中需加入试剂的名称 或化学式 是 其目的是 4 按气流方向连接各仪器 用字母表示接口的连接顺序 g ab 5 能证明混合气中含有CO的实验依据是 6 能证明混合气中含有H2的实验依据是 解析 设计该实验的最终目的是验证水蒸气通过灼热的焦炭后的混合气体中有CO和H2 根据所学知识结合所给仪器可知 CO和H2都可以通过加热的CuO使黑色的氧化铜还原为红色的铜这一现象来验证 答案 1 除去水蒸气除去CO2 2 氧化铜 CuO CuO H2 Cu H2O CuO CO Cu CO2 3 无水硫酸铜 CuSO4 检验H2O 4 g ab kj hi cd 或dc fe lm 5 原混合气中的CO2已被除去 其中CO与CuO反应生成的CO2使澄清石灰水变浑浊 6 原混合气中的H2O已被除去 其中H2与CuO反应生成的H2O使无水硫酸铜由白色变为蓝色 例3 不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是 A 分别加热这两种固体物质 并将生成的气体通入澄清的石灰水中B 分别在这两种物质的溶液中 加入CaCl2溶液C 分别在这两种固体中 滴加同浓度的稀盐酸D 分别在这两种物质的溶液中 加入少量澄清的石灰水 当堂检测 用离子方程式填写下列空白 1 将盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中 2 将Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中 3 除去NaHCO3溶液中的Na2CO3 4 除去Na2CO3溶液中的NaHCO3 5 除去CO2中的HCl气体 1 将CO2通入100mL某浓度的石灰水中 所得沉淀质量与通入CO2体积 标准状况 的关系如图所示 则石灰水浓度为 A 0 03mol L 1B 0 015mol L 1C 0 025mol L 1D 0 0125mol L 1