专题十一 碳和碳的氧化物（解析版）.docx

专题十一碳和碳的氧化物

【知识归纳】

一、碳的几种单质

1.金刚石和石墨：

金刚石（C）

石墨（C）

外观

无色透明正八面体状晶体

深灰色鳞片状固体

硬度

自然界中最硬的物质

是最软的矿物之

导电性

无

良好

用途

制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。

制铅笔芯、干电池的电极、润滑剂等。

2.无定形碳：

由石墨的微小晶体和少量杂质构成。主要有焦炭、木炭、活性炭、炭黑等。

活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

3.其他碳单质:

①C60分:是一种由60个碳原构成的分。它形似足球,这种足球结构的碳分很稳定。

②碳纳米管:由碳原构成的管状大分。

4.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原的排列方式不同。

CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分的构成不同。

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.常温下化学性质不活泼

碳原的最外层有4个电，既不容易得电，也不容易失去电，因此常温下碳的化学性质比较稳定。

【用途】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。

2.可燃性:（反应物的量不同，产物不同）

完全燃烧(氧气充足),生成CO2:?C+O2CO2

不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O22CO?

【用途】用作燃料。

3.还原性：

C+2CuO2Cu+CO2↑????（置换反应）?

【实验现象】：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

【氧化还原反应】：碳具有还原性，被氧化；氧化铜具有氧化性，被还原。

【用途】：冶金工业

【注意事项】：

①试管口略向下倾斜防止冷凝水倒流引起试管的炸裂；

②实验完毕先撤导管再撤酒精灯防止澄清石灰水倒吸引起试管的炸裂；

③当试管冷却后再倒出固体观察现象，防止铜重新被氧化；

④碳单质作还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温。

2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑

三、二氧化碳的制法

1.反应原理：

用石灰石和稀盐酸反应，CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

【注意】：

①不用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，附着在大理石表面,阻碍了反应的进行。

②不用碳酸钠或碳酸钙粉末代替大理石，因为碳酸钠或碳酸钙粉末与稀盐酸反应的速率过快,不利于气体的收集。

③不用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸具有挥发性,挥发出HCl气体,使制得的气体不纯。

2.发生装置：（固液常温型）?

①②③

【注意事项】

（1）①简单装置②便于添加液体③可以控制反应速率

（2）长颈漏斗必须伸到液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出。

（3）导气管刚刚露出橡皮塞便于气体导出。

3.实验步骤：

查:连接仪器,检查装置的气密性；

装:将大理石(或石灰石)装人锥形瓶内,塞紧橡胶塞；

加:由长颈漏斗中加入稀盐酸；

收:收集气体。

4.收集方法：

二氧化碳密度比空气大，能溶于水。

只能用向上排空气法

5.验证方法：

将气体通入澄清的石灰水，如澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。

6.验满方法：

用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。

【小结】：

实验室制取气体的一般思路和装置的选择：

1.一般思路:

选择药品→确定反应原理→选择实验装置(发生装置和收集装置)→设计实验→确定收集方法、检验方法、验满方法。

2.装置的选择：

（1）发生装置的选择依据:反应物的状态和反应条件。

固固加热型固液常温型

（2）收集装置的选择依据:气体的密度和溶解性。

①排空气法:操作简单,收集到的气体比较干燥但不纯净。

【适用范围】：

无毒无害,不与空气中的任何成分发生反应,密度比空气大的气体(如O2、CO2)用向上排空气法收集；密度比空气小的气体(如H2)用向下排空气法收集。

②排水法:收集的气体纯净,但不干燥。

【适用范围】：

用于收集难溶或不易溶于水，且不与水反应的气体。

【注意】：当导管口有连续均匀气泡冒出时再收集；用加热装置制取气体时，实验结束后要先从水槽中取出导管再熄灭酒精灯，以防止水倒流造成试管炸裂。

三、二氧化碳的性质

1.物理性质：

无色、无味的气体；密度比空气大；能溶于水,高压低温下可得固体—干冰。

2.化学性质:

（1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸。

【实验现象】：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。

【结论】：二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气的大

（2)与水反应生成碳酸：

【实验现象】:

Ⅰ纸花变红；Ⅱ纸花不变色；Ⅲ纸花不变色；IV纸花变红,再烘干第四朵纸花,纸花由红色又变为紫色。

【实验结论】：

CO2+H2O=