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碳的性质1.金刚石（C）：是自然界中最硬的物质，物理性质：无色、透明、不导电、硬度很大。2、石墨（C）：是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。物理性质：深灰色、有金属光泽、不透明、质软、有滑腻感、具有优良的导电和导热性、熔点高、耐高温：注意：铅笔并不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。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。注意：①碳的单质的化学式多用C（碳）来表示。它们由一种元素（C）组成，因为碳原子在物质里的结构不同，所以才导致它们的性质有如此大差别。由此可知物质的组成和结构决定了物质的性质。②回顾单质的概念：由同种元素组成的纯净物；氧的单质有：氧气，臭氧。活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有强烈的吸附性，注意：（1）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。（2）CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。练习：1.经实验测定，某物质中只含有一种元素，下列推断正确的是()A一定是纯净物B.一定是单质C.一定是混合物D.一定不是化合物4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: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。练习：⒈下列物质的用途与物质的化学性质有关的是()A.石墨作电极B.金刚石做玻璃刀C.活性炭作冰箱的除臭剂D.用碳素墨水笔签署重要协议2.纳米管材料被誉为21世纪最有前途的新型材料，纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米(1nm=10-9m)的空心管，下列说法肯定错误的是()A.纳米管是一种新型化合物B.纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳C.纳米管材料管多，表面积大，吸附能力强D.纳米管常温下化学性质稳定（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，化学中也由此现象来检验是否是二氧化碳气体。（3）、碳具有还原性：可用于冶金工业。2、木炭还原氧化铜的实验（见下图）现象：澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。原理：C+2CuO2Cu+CO2↑。反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。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。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。二氧化碳的性质二氧化碳的物理性质：通常状况下：二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。（1）、二氧化碳的密度比空气的密度大。实验：如下图（1），将CO2气体慢慢倒入杯中。蜡烛自下而上依次熄灭。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。结论：①二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；②二氧化碳的密度比空气的密度大。（2）、二氧化碳能溶于水。实验：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。不久会观察到瓶体变瘪。分析：二氧化碳溶于水，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。结论：二氧化碳能溶于水。注：固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，因升华时吸收大量的热量，因此可用于人工降雨。2、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。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。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。反应化学方程式：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）二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2＋CCO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。练习：1.检验产生的气体是否是二氧化碳可将()A.气体通入澄清石灰水B.通入紫色石蕊试液C.带火星的木条伸入集气瓶中D.燃着的木条伸入集气瓶中二氧化碳的用途（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）灭火器原理：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑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。练习：1.下列二氧化碳的几种用途中，既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是（）A.干冰人工降雨B.灭火C.光合作用原料D.制汽水（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。练习：1.农业科技人员向农民建议：在利用温室进行种植生产时，可向温室通入适量的二氧化碳。这主要是因为()A.CO2能使害虫窒息死亡从而防治病虫害B.CO2产生温室效应，从而提高室温C.CO2能灭火，施用后可防止火灾D.施用CO2可促进植物的光合作用实验室制取二氧化碳（1）、原料：大理石或石灰石、稀盐酸。注：①不能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。②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。氯化氢气体溶于水即为盐酸（HCl），两者的化学式都是HCl。③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。二氧化碳和氧化钙的工业制法（1）高温煅烧石灰石来生成二氧化碳。CaCO3CaO+CO2↑氧气、二氧化碳制取装置选择的依据：氧气、二氧化碳气体的制取是我们必须掌握的知识，在实验室制取这两种气体时，我们选择装置的规律如下：下面列出了常见的发生装置，大致分为：加热和不加热。气体搜集装置分为：排气法和排水法，当气体不溶于水时则可以选择排水法，当溶于水时选择排空气法，排空气法又分为瓶口向上、向下，当气体密度大于空气时，气体和空气混合会往下沉，所以选择向上排空气法；当气体密度小于空气时，气体和空气混合会往上浮，所以选择向下排空气法；练习：1.实验室制取二氧化碳分如下几步：①检验装置的气密性②按要求装配好仪器③向长颈漏斗中注入稀盐酸④向锥形瓶中放入小石块⑤收集气体，其正确的操作顺序是（）A.①②③④⑤B.②①④③⑤C.①④②③⑤D.②③④①⑤2.检验生石灰中是否含有未烧透的石灰石，最简便的方法是()A.看白色粉末中是否有块状固体B.取少量样品加入少量水中，看是否有不溶物C.取少量样品加入盐酸中，看是否有气泡D.取少量样品在试管中加热，看是否有气泡一氧化碳的物理性质（1）、无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。（2）、一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。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。练习：1.鉴别空气、氧气、一氧化碳和二氧化碳四瓶无色气体最简便的方法是()A.把燃着的木条分别伸入四瓶气体中B.通过实验测定气体的密度C.将少澄清石灰水分别倒入四瓶气体中D.用带火星的木条分别伸入四瓶气体中3、一氧化碳的用途（1）可燃性：作气体燃料（2）还原性：冶炼金属（3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2、CO＋CuOCu＋CO2①：C与CuO反应是置换反应，而CO与CuO反应是还原反应。②：C与CuO反应条件是高温，而CO与CuO反应只需要普通加热。）。注：还原性可以这么理解：把一种元素的化合价从高化合价变成低化合价，就是还原过程，相反的过程是氧化过程。4、一氧化碳还原氧化铜的实验原理：CO＋CuOCu＋CO2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。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。5、一氧化碳还原氧化铁的实验原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2实验操作：与上面的实验类似（因为还原氧化铁需要高温，所以加热装置必须将酒精灯换成酒精喷灯）现象：红色粉末逐渐变银白色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。练习：1.要除去二氧化碳中混有的一氧化碳，可将混合气体()A.通过炽热的炭层B.通过灼热的氧化铜C.通过澄清的石灰水D.点燃烧掉2.要除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳，可将混合气体()A.通过足量的石灰水或氢氧化钠溶液B.通过灼热的铜网C.用燃着的木条点燃D.通过灼热的氧化铜6、工业铁的冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。C＋O2CO2；C＋CO22CO；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2注：三大还原剂：H2、C、CO，共同性质：可燃性、还原性。环境的影响：（1）在进行有危害气体的实验时，一定要对尾气进行处理！尾气处理的方法一般有两种：一：直接处理掉，比如溶于相克溶液或者点燃；二：回收再利用。C与CuO反应不需要处理尾气，而CO与CuO反应必须CO过量，所以处理尾气温室效应：大气中的二氧化碳能像温室里的熟料薄膜一样，既能让太阳光通过，又能使地面吸收太阳光的热量不宜向外散失，由此使地球温度升高。由于向空气大量排放二氧化碳，同时森林的大量砍伐使二氧化碳的含量不断上升，导致了温室效率。温室效应的危害：①导致两极冰川熔化，海平面上升，减少陆地面积。②土地沙漠化。③影响大自然生态系统，改变生物多样性。防治措施：①签订限制二氧化碳排放的国际条约，各国共同保护。②减少使用煤、石油和天然气等化石燃料。③生活中倡导“低碳生活”。注：能导致温室效应的气体不仅仅是二氧化碳，还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等也能导致温室效应。练习：1.下列变化属于物理变化或利用物理性质的是()A.用活性炭净化水B.干冰能灭火C.二氧化碳通入水中D.一定条件下，石墨转化为金刚石2.2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在太