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1木炭+氧化铜澄清的石灰水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，所以有吸附性，（活性炭吸附性比木炭强）⑴木炭：有吸附作用，用于吸附一些食品和工业产品里的色素，吸附有异味的物质。⑵活性炭：有较强的吸附作用，用于防毒面具、冰箱的除臭剂。⑶焦炭：用于冶铁，⑷炭黑：加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。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。4.同一种元素可以组成不同的单质。例：红磷和白磷，氧气和臭氧，碳的各种单质等（互为同素异形体）。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（完全燃烧都生成二氧化碳）!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。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↑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。第二节二氧化碳制取的研究1、制取气体的一般思路是（1）反应原理（2）实验装置（3）验证气体。实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置，对于发生装置主要由反应物的状态，反应条件决定；对于收集装置主要考虑生成气体的物理性质（气体的密度2大小、溶解性）。2、实验室制取气体的装置一般有：（1）固体+固体→气体，如用高锰酸钾、二氧化锰和氯酸钾制氧气，装置特点是：试管口略向下倾斜，以免水倒流，引起试管炸裂，铁夹夹在距试管口1/3处，导管不能伸入试管中太长。（2）液体+固体→气体，如用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，用锌粒和稀硫酸制氢气，用大理石（或石灰石）和稀盐酸制二氧化碳。装置特点是；长颈漏斗的末端必须插入液面以下。3、根据制取气体的性质，集气装置可有下述两种情况：①排水集气法：凡不易溶于水，不与水反应的气体均可用排水集气法，如收集氧气、氢气等气体。②排空气法：密度与空气相差较大（可用相对分子质量比较，空气的平均相对分子质量是29，大于29的密度比空气大，小于29的密度比空气小），且不与空气中任一成分反应的均可用排空气法。a.向上排空气法：所收集的气体相对分子质量大于29，如二氧化碳、氧气等。b.向下排空气法：所收集的气体相对分子质量小于29，如氢气、甲烷等。一．实验室制取二氧化碳1.原料：大理石或石灰石、稀盐酸。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。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。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↑（石灰石和大理石的主要成分都是碳酸钙；三、氧化钙叫石灰，也叫生石灰；氢氧化钙也叫熟石灰，也叫消石灰；石灰浆或石灰水的主要成分都是氢氧化钙）第三节一氧化碳和二氧化碳一、二氧化碳的物理性质及对应的探究实验：无色无味，常温常压下为气体。一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。3【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，二氧化碳的密度比空气的密度大。②一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）；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。（此实验不能得出二氧化碳可以和水反应的结论）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。（此性质可由实验一得到）2.二氧化碳能与水反应生成碳酸。（碳酸可使紫色石蕊变色，而不是二氧化碳，此实验证明了二氧化碳和水反应）【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：二氧化碳浓度过高会导致头痛，神智不清，严重的可导致死亡，但二氧化碳没有毒性）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。四、二氧化碳的用途、⑴灭火；（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑与制取CO2反应相似）既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧也不能支持燃烧）；⑵作致冷剂；（干冰）⑶人工降雨；（干冰）⑷作温室肥料等（光合作用需要二氧化碳）（5）也可以作工业原料如制饮料五、二氧化碳对环境的影响：造成温室效应全球变暖，两极冰川融化1温室效应的危害海平面升高，淹没沿海地带土地沙漠化，农业减产2控制温室效应的措施减少煤、石油、天然气等化石燃料的使用CO2（1）CO2（2）4措施开发利用太阳能、风能等清洁能源大力植树造林，严禁乱砍滥伐【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+O22CO22.【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+O2CO23.一氧化碳具有还原性CO+CuOCu+CO3CO+Fe2O32Fe+3CO24.一氧化碳具有毒性。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：1.可燃性：作气体燃料2CO+O22CO22.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。【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+O2=====CO2C+CO22CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2五、三大还原剂：H2、C、CO——共同性质：可燃性、还原性。高温===△===△===高温===高温===高温===点燃5注意：①CO和H2一样与空气（或氧气）混合时，遇明火可能发生爆炸，点燃前必须验纯（方法与H2一样）②H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。但：鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：是看燃烧产物。（只有水生成的是氢气，只有二氧化碳生成的是一氧化碳，既有水又有二氧化碳生成的是甲烷。不可根据火焰颜色）