《碳和碳的氧化物》知识点总结.doc
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第六单元碳和碳的氧化物知识总结
课题一金刚石、石墨、C60
一、碳的几种单质
1.金刚石(C)是自然界中最硬的物质,可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
2.石墨(C)是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑性。
(1)可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。
注意:
铅笔不含铅,是石墨和黏土混合而成的混合物。
(2)无定形碳:
焦炭、木炭、活性炭、炭黑等,由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
活性炭、木炭具有疏松多孔的结构,所以有强烈的吸附性,可用于:
制糖工业、防毒面具里的滤毒罐。
3.C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,性质很稳定。
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。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:
分子的构成不同。
二、单质碳的化学性质:
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.常温下,化学性质稳定
【为何碳在常温下化学性质比较稳定?
碳原子的最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失去电子,因此常温下碳的化学性质比较稳定。
】
档案材料一般用碳素墨水书写;古代书画历经百年也安然无恙;木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。
2.碳具有可燃性:
C+O2CO2(充分燃烧) 2C+O22CO(不充分燃烧)
碳在氧气中燃烧现象:
燃烧剧烈,发出白光;放热;生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
木炭+氧化铜
澄清的石灰水
3.碳具有还原性:
可用于冶金工业。
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
木炭还原氧化铜的实验(见右图)
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊;黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑
n反应开始的标志:
澄清的石灰水变浑浊。
n在酒精灯上加网罩的目的:
使火焰集中并提高温度。
n配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:
防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
n实验完毕后先熄灭酒精灯的后果:
石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
第二节二氧化碳制取的研究
一、实验室制取二氧化碳
1.原料:
大理石或石灰石、稀盐酸。
u不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:
稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
u不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:
浓盐酸易挥发,使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
u不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因:
反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
2.反应原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3.发生装置:
同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置
(原因:
固体和液体混合,在常温下反应生成气体)
4.收集装置:
向上排空气法收集气体的装置
(原因:
二氧化碳能溶于水,且密度比空气密度大)
5.检查装置的气密性:
先用止水夹夹住导气管,再从长颈漏斗中加水,当水没过下端管口后,若水面不下降,则表明不漏气。
6.验满:
把燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,证明已经收集满了。
7.检验:
把气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,证明收集的气体是二氧化碳。
二、二氧化碳和氧化钙的工业制法:
CaCO3CaO+CO2↑
CO2
(2)
第三节一氧化碳和二氧化碳
CO2
(1)
一、二氧化碳的物理性质及对应的探究实验:
n无色无味,常温常压下为气体。
n一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
【实验操作】如右图
(1),将CO2气体慢慢倒入杯中。
【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下,先聚集在底部,
然后逐渐上升,把杯内的空气自下而上排出。
【实验结论】①一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧;
②一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
n二氧化碳能溶于水。
【实验操作】如右上图
(2)向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
【实验现象】瓶体变瘪。
【实验分析】二氧化碳溶于水时,使瓶内的气体体积减小,因而压强减小,外界大气压把瓶子压瘪了。
【实验结论】二氧化碳能溶于水。
二、二氧化碳的化学性质
1.一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧。
2.二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。
第一朵纸花喷上稀醋酸,第二朵纸花喷上水,第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中,第四朵纸花喷上水之后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中,观察四朵纸花的颜色变化。
然后将第四朵纸花取出,小心烘烤,观察现象。
【实验现象】①第一朵小花变红;②第二朵小花不变色;③第三朵小花不变色;④第四朵小花变红;⑤第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】①醋酸能使紫色小花变红,说明酸(溶液)可以使紫色石蕊变红;②水不能使紫色石蕊变红;③二氧化碳不能使紫色石蕊变红;④二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红;⑤说明碳酸被分解了。
【化学方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑
3.二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O该反应可鉴定二氧化碳气体。
4.二氧化碳不能供给呼吸。
(注意:
二氧化碳没有毒性)
5.二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳:
CO2+C2CO该反应是吸热反应
(CO2—氧化剂,C—还原剂);该反应也可将二氧化碳变为一氧化碳的。
三、二氧化碳的用途
1.灭火(既利用了二氧化碳的物理性质,又利用了二氧化碳的化学性质)
原因:
①二氧化碳的密度比空气大;
②一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧。
灭火器原理:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2.干冰:
干冰升华吸收大量的热,因此干冰可用于人工降雨、制冷剂、舞台云雾。
3.光合作用:
作气体肥料,可以提高农作物的产量。
四、二氧化碳对环境的影响:
造成温室效应
【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷等。
第二课时:
一氧化碳
一、一氧化碳的物理性质:
无色、无味的气体,难溶于水,密度比空气略小。
一氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空气法收集。
二、一氧化碳的化学性质:
1.一氧化碳具有可燃性:
2CO+O22CO2
【燃烧的现象】①发出蓝色火焰;②放热;③生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
煤炉从上至下,常发生的三个反应:
2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2
2.一氧化碳具有还原性CO+CuOCu+CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3.一氧化碳具有毒性。
原因:
一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,造成生物体内缺氧。
注意:
由于一氧化碳难溶于水,因此在室内摆放一盆水无法预防煤气中毒。
四、一氧化碳的用途:
高温
===
△
===
1.可燃性:
作气体燃料
2.还原性:
冶炼金属(3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2)。
(1)一氧化碳还原氧化铜的实验:
实验操作:
①先通入一氧化碳,在加热前必须先检验一氧化碳的纯度;
②点燃酒精灯;
③熄灭酒精灯;
④再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。
实验现象:
黑色粉末变成红色,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
注意事项:
①检验一氧化碳纯度的目的:
防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
②实验开始时先通CO的目的:
排净装置内的空气,防止CO与空气混合加热引起爆炸。
△
===
③实验完毕后继续通入CO的目的:
防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化(2Cu+O22CuO)。
④因为CO污染空气,所以尾气中的CO气体要经过处理。
可将尾气点燃
⑤澄清石灰水的作用:
①证明反应生成二氧化碳;②除去装置内的二氧化碳。
(2)一氧化碳还原氧化铁的实验
【实验装置和实验操作】与上面的实验类似(⑥下的酒精灯要换成酒精喷灯)
【实验现象】红色粉末逐渐变黑,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
五、三大还原剂:
H2、C、CO——共同性质:
可燃性、还原性。
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