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page1of5碳与碳的化学物【知识点拨】板块一、碳单质一、碳单质定义：不同种元素可以组成不同的单质，同一种元素也可以组成不同的单质。金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的不同单质。但由于碳原子的排列方式不同，即结构不同，导致它们的性质尤其是物理性质有很大差异。【归纳总结】物质的结构决定物质的性质。金刚石石墨C60物理性质外观无色透明的正八面体形状的固体深灰色细鳞片状固体光泽琢磨后有光泽有金属光泽硬度天然物中硬度最大质软而滑腻导电性不导电良好的导电性熔点很高很高用途钻头、玻璃刀、装饰品铅笔芯、电极、润滑剂等超导体说明金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是组成单质的碳原子排列方式不同，所以物理性质有很大差异。二、其他碳单质木炭、焦炭、活性炭、炭黑等均是无定形碳，主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。木炭的结构疏松多孔，具有吸附能力，利用这种性质可以吸附气体或溶液中的色素。可用来做冰箱的去味剂。木炭经水蒸气高温处理可以得到更大表面积的活性炭，它的吸附能力比木炭强，可用在防毒面具里吸附毒气。三、碳的化学性质1.碳的稳定性：常温下，碳的化学性质很稳定。思考1我国古代用墨绘制字画能够保持多年而不褪色，这是因为。思考2碳单质在常温下很稳定，是不是它的化学性质总是很稳定呢？2.碳的可燃性：（1）氧气充足反应生成二氧化碳：C+O2点燃CO2（2）氧气不足反应生成一氧化碳：2C+O2点燃2CO3.碳的还原性：在加热或高温条件下，碳能夺取氧化物中的氧，表现出还原性。如：2CuO+C高温2Cu+CO2↑。page2of5【例题精讲】知识点：碳单质的性质及用途【例1】碳家族中，C60的分子结构形似足球（如下图所示）。关于C60的说法中，错误的是（）。A．它是一种单质B．每个C60分子由60个碳原子构成C．它与金刚石是同一种物质D．它完全燃烧后的产物是CO2【例2】下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是()金刚石石墨C60碳纳米管A．这四种物质都很软，可作润滑剂B．这四种物质碳原子的排列方式相同C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子【例3】填涂答题卡使用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分是A．石墨B．金刚石C．二氧化锰D．铅【例4】防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是A．炭黑B．活性炭C．木炭D．石墨【例5】下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是A．它们都是电的良导体B．石墨质软，可作铅笔芯C．C60是一种新型的单质D．金刚石硬度大，可切割大理石【例6】炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品（如右图），其主要成分是木炭。下列说法中错误的是A．炭雕作为艺术品可以长久保存B．炭雕能吸附室内微量的有害气体C．摆放炭雕必须远离火种D．将炭雕的下脚料研成粉末，与氧化铜粉末共热，不能发生反应【例7】下列对一些事实的解释错误的是事实解释A．书写档案规定必须使用碳素墨水碳的化学性质稳定B．石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电C．焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性D．制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性【例8】下列物质的用途利用其化学性质的是A．石墨作铅笔芯B．金刚石作钻头C．干冰作致冷剂D．天然气作燃料page3of5甲乙【例9】梧州市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。【猜想与假设】（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为。（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。【分析与交流】（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是。（2）小周建议用图19的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是。（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择(填选项序号)的比例。A.32︰3B.40︰3C.48︰3你认为小施这样选择的理由是。【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是（填“吸”或“放”）热反应。待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。【知识点拨】板块二、一氧化碳一、物理性质：常温下，无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。二、化学性质：1.可燃性：2CO+O2点燃2CO2一氧化碳是煤气的主要成分，燃烧产生蓝色火焰，并放出热量，将一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，发现石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，这是检验一氧化碳的方法。点燃一氧化碳前也要验纯。2.还原性（可用来炼铁）：CuO+CO高温Cu+CO2；Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2【注意】加热前先通CO排空气，防止CO不纯时，加热发生爆炸。实验完毕后先停止加热后停止通CO，防止得到的铜被氧化。因CO有剧毒，上述两项操作中多余的CO要燃烧掉，为此反应采用如右图所示装置。【小结】对CO还原金属氧化物的实验顺序：澄清的石灰水C+CuO止水夹澄清的石灰水C+CuOpage4of5（1）加热前，先通CO赶出空气（通）（2）再点燃酒精灯（点）（3）还原结束，撤走酒精灯a（撤）（4）继续通CO至试管冷却（通）概括成四个字“通，点，撤，通”三、毒性与解毒（煤气中毒即一氧化碳中毒）：一氧化碳的中毒原因是CO与血红蛋白结合，使氧气不能很好地与血红蛋白结合，使人体缺氧而窒息死亡。轻微中毒者应立即撤离中毒环境，呼吸大量新鲜空气或吸氧气，病情严重者，进行人工呼吸并急送医院治疗。【例题精讲】知识点：一氧化碳的性质【例10】下列一氧化碳的性质中，属于化学性质的是A．常温下为无色气体B．难溶于水C．没有气味D．可以燃烧【例11】密闭居室内使用燃气热水器容易使人中毒，使人中毒的气体是…（）A．CO2B．COC．CH4D．N2【例12】车城十堰的空气污染源主要来自汽车尾气，汽车尾气的主要分为NO2、NO、CO、等。为了减少汽车尾气对环境的危害，汽车排气系统中往往加装一套“三元催化装置”，请回答下列问题：（1）CO使人中毒的原因是（2）尾气中的NO、CO在“三元催化装置”中发生反映，两种生成物均是空气中的气体成分，请写出相应的化学方程式【例13】小平同学设计了右图所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答：（1）当装置B中的澄清石灰水变浑浊时，说明____________________________________（2）为了保证安全，在通入CO气体之前应该______________________________。【例14】2010年1月7日，兰州石化公司石油化工厂的一个装有液化气等轻烃的罐区发生爆炸。消防官兵在灭火中使用了很多水炮对着火的罐体不断喷水，经46小时终于将火扑灭。环保部门监测发现：空气中粉尘颗粒增多，比正常值超出八倍。（1）水炮灭火的主要原理是。（2）目前计人空气污染物的项目为：一氧化碳、二氧化硫、可吸人颗粒物、等。CObaICOCuO澄清石灰水page5of5（3）当地某化学兴趣小组想探究爆炸现场附近的空气中是否含有CO气体。设计实验方案如下：【实验目的】确定气体样品中是否含有CO。【实验原理】①除去收集的空气样品中的氧气；②3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2(假设该样品中不含除CO之外的其他能与Fe2O3，反应的物质)。【实验仪器】甲乙丙请根据他们的设计回答下列问题：①在实验时，上述仪器的连接顺序是：丙→乙→甲→乙。其中乙装置需要使用两次，第一次的作用是。②根据实验中出现的或现象，能判断出爆炸现场附近的空气样品中有较多CO。③从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计是否存在缺陷，如果有，该如何改进?。