第二章常見的物質第9講碳和碳的氧化物知識點通關碳單質1.金剛石、石墨、C60名稱金剛石石墨C60結構構成碳原子碳原子C60分子物理性質無色透明，正八面體固體，天然存在最硬的物質，熔點高，幾乎不導電，導熱性差深灰色不透明，細鱗片狀固體，有金屬光澤，質軟，有滑膩感，導電性好，熔點高，耐高溫，良好導熱性常溫下紫紅色固體，微弱熒光，超導性用途鉆頭、玻璃刀、裝飾品制造鉛筆芯，潤滑劑，做電極作超導體，制備新材料，用于醫學生物領域物理性質差異的原因金剛石、石墨、C60雖然都是碳單質，但其單質中碳原子排列不同，故物理性質差異很大2.含碳單質的物質無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質構成，沒有固定形狀。常見的無定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。。其主要成分都是碳單質，它們的結構與石墨類似。①木炭：具有疏松多孔的結構，有吸附性，常用于吸附色素和異味②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等?！咎貏e提醒】①一種元素可以組成不同單質②石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，屬于化學變化3.碳單質的化學性質化學性質化學方程式用途①常溫下穩定性碳素墨水②可燃性氧氣充足C+O2高溫===CO作燃料氧氣不足C+O2高溫===③還原性與金屬氧化物與氧化銅：C+2CuO高溫===2Cu+CO2與氧化鐵：3C+2Fe2O3高溫===4Fe+3CO冶煉金屬與非金屬氧化物與CO2：C+CO2高溫===與水蒸氣：C+H2O高溫===CO+H二、碳的氧化物1.二氧化碳（1）物理性質：通常狀況下，二氧化碳是一種的氣體，密度空氣，于水。（2）化學性質化學性質化學方程式用途①不燃燒、不支持燃燒無滅火②無毒，不供給呼吸無進入地窖前燈火實驗③與水反應CO2+H2O=H2CO3做碳酸飲料④與堿溶液反應與澄清石灰水Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O實驗室檢驗CO2與氫氧化鈉溶液2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O實驗室吸收CO2⑤氧化性（與碳單質反應）C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO⑥參與光合作用氣體肥料2.一氧化碳（1）物理性質：一氧化碳是一種無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水（2）化學性質化學性質化學方程式用途①毒性與血紅蛋白結合②可燃性作燃料③還原性與氧化銅方程式：CO+CuOCu+CO2現象：黑色粉末逐漸變紅，澄清石灰水變渾濁，點燃尾氣時產生藍色火焰煉銅與氧化鐵方程式：3CO+Fe2O3高溫===2Fe+3現象：紅棕色固體變黑，澄清石灰水變渾濁煉鐵命題點精講命題點1—碳單質的性質和用途1.同種元素組成的純凈物是單質，同一種元素組成的物質可能是混合物，如金剛石和石墨的混合物。2.石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，該變化為化學變化。3.木炭、活性炭的吸附性是物理性質。4物質的性質決定物質的用途，物質的用途在一定程度上反映物質的性質。如因為石墨很軟,有潤滑性,所以可以作鉛筆芯,金剛石很硬,所以可以作鉆頭。命題點2—碳單質的化學性質1.不同碳單質的化學性質相同。2.碳單質在氧氣中燃燒，氧氣的含量不同，得到的氣體也不同。①當m氧氣：m碳≤4：3，得到的氣體為②當4：3<m氧氣：m碳<8：3，得到的氣體為CO、CO2③當m氧氣：m碳=8：3，得到的氣體為CO2④當m氧氣：m碳＞8：3，得到的氣體為O2、CO23.氧化還原反應中,得到氧元素的反應物發生氧化反應，作還原劑；失去氧元素的反應物發生還原反應,具有給氧的能力，作氧化劑。例如:C+2CuO高溫===2Cu+CO2↑個,其中,C發生氧化反應，作還原劑。CuO發生還原反應，作氧化命題點3—二氧化碳的性質和用途1.二氧化碳和一氧化碳都是由碳元素和氧元素組成的化合物，但其化學性質差異很大,原因是分子構成不同2.固態CO2叫做干冰，升華時吸收大量的熱，可作制冷劑(如用于人工降雨、舞臺布景、冷藏食品等)。3.二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅，是因為二氧化碳與紫色石蕊溶液中的水發生反應生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液變紅。二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊試紙變紅。4.二氧化碳可以與堿溶液反應，實驗室檢驗二氧化碳用澄清石灰水，這也是久置裝石灰水的試劑瓶壁有一層白膜的原因。要除去這白膜，可用稀鹽酸，其原理是CaCO3+2HCI=CaCl2+H2O+CO2↑。吸收二氧化碳最好用氫氧化鈉溶液。5.二氧化碳和一氧化碳都會導致動物或人類死亡。二氧化碳不支持呼吸使動物窒息而死，故在人群密集的地方注意通風，進入枯井或地窖前應先做燈火實驗；一氧化碳極易與人體血液中的血紅蛋白結合,從而使血紅蛋白不能很好地與氧氣結合，失去了攜氧能力,造成人體內缺氧，發生中毒現象。命題點4—二氧化碳對環境的影響二氧化碳是產生溫室效應的主要氣體。此外，溫室氣體還有CH4,O3氟利昂等2.溫室效應的功與過：1、氟利昂等。①功——溫室效應為人類提供了適宜生存的溫度；②過——溫室效應加劇導致全球氣溫上升，兩極冰川融化,海平面升高；導致土地沙化,農作物減產等。3.導致溫室效應加劇的原因:一是化石燃料燃燒使空氣中的二氧化碳增多；二是能夠吸收二氧化碳的森林不斷減少。4.防治溫室效應加劇的合理措施：①減少使用化石燃料，開發利用新能源,如風能、太陽能、地熱能、潮汐能等；②大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐森林等；③倡導“低碳”生活，即較低的CO2排放。命題點5—二氧化碳的制取1.實驗室制取二氧化碳常選取的藥品是塊狀大理石、稀鹽酸。2.由于二氧化碳能溶于水，還能與水反應，密度比空氣大，因此只能用向上排空氣收集。3.二氧化碳驗滿用燃著的小木條靠近集氣瓶口，現象:木條熄滅。4.要制取純凈而干燥的二氧化碳，由于鹽酸易揮發，可用飽和碳酸氫鈉溶液除去其中少量的氯化氫氣體，然后再用濃硫酸干燥氣體(由于二氧化碳能與堿反應，因此不能用氫氧化鈉固體或生石灰干燥)。命題點6—CO的性質和用途1.一氧化碳能夠燃燒，放出大量的熱，火焰呈藍色，因此可以作燃料。2.一氧化碳具有還原性，目前我們學過的還原金屬氧化物的反應中，只有兩個反應的條件是“加熱”，其他的都是“高溫”（H2+CuO?Cu+H2O，CO+CuO?Cu+CO2)命題點7—實驗突破實驗1.碳還原氧化銅①原理：C+2CuO高溫===2Cu+CO2②現象：黑色固體變紅；澄清石灰水變渾濁③反應開始的標志是：澄清石灰水變渾濁；反應結束的標志是導管口不再有氣泡冒出④金屬網罩的作用：集中火焰，提高溫度。⑤實驗結束時應先移出導管，然后再熄滅酒精燈，同時夾緊橡皮管，這樣做的目的是防止水倒流炸裂試管。⑥若要使氧化銅全部轉化為銅，應確保加入的碳與氧化銅的質量比大于3:40例題：如圖是木炭與氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法錯誤的是（）該實驗需要較高的溫度A.木炭發生了還原反應B.實驗前應把木炭粉充分烘干C.該實驗中木炭粉可以換成活性炭實驗2：CO2的性質①高低蠟燭實驗，如右圖現象：下層蠟燭先熄滅、上層蠟燭后熄滅結論：二氧化碳的密度比空氣大、不燃燒也不支持燃燒。用途：滅火若改用導管通入CO2，要想得出相同結論，導管口位于燒杯口處。②CO2的溶解性實驗，如右圖向裝有CO2的軟塑料瓶中倒水，可觀察到塑料瓶變癟。說明：二氧化碳能溶于水實驗3：CO2與水反應現象：①噴稀醋酸的紫花變紅，說明石蕊溶液遇酸性溶液變紅②噴水的紫花不變色，說明水不能使紫色石蕊變色。③放入CO2中的紫花不變色，說明CO2不能使紫色石蕊變色。④噴水后放入CO2中的紫花變紅，說明CO2與水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊變紅。結論：CO2能使濕潤的紫色石蕊紙花變紅，原因是CO2+H2O=H2CO3。（化學方程式表示）對Ⅳ實驗后的花，進行加熱烘干，可觀察到紙花又變紫色，原因是H2CO3=CO2↑+H2O（化學方程式表示）例題：化學課堂上老師演示了如下圖的幾個實驗上述實驗中出現的現象，與CO2的物理性質和化學性質有關的是B（填序號）圖A所示實驗中，紫色干花（用石蕊浸泡過）會變紅，原因是CO2+H2O=H2CO3（化學方程式表示）將紙花取出烘干后的現象是紙花又變紫色圖C所示實驗中，經振蕩后，觀察到的現象是①③（填序號）①軟塑料瓶變癟②瓶內生成了白色的碳酸鈣③瓶內澄清石灰水變渾濁④瓶內溶液變紅實驗4：CO2與NaOH的反應①反應原理：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O②實驗驗證：方法1：通過驗證反應物減少判斷反應是否發生（CO2減少，壓強變?。?。實驗方案實驗現象實驗結論反應后甲中試管液面比乙中液面上升得高。CO2與NaOH發生了反應反應后B中氣球比A中氣球變得更大反應后U行管中紅墨水液面左高右低反應后A塑料瓶比B塑料瓶更癟實驗反思：該實驗方案中均設置與水反應的裝置，作用是對比實驗，目的是排除水與二氧化碳反應或二氧化碳溶于水對實驗的干擾。方法2：通過檢驗生成物的存在判斷反應是否發生。實驗方案實驗現象實驗結論取通入二氧化碳的氫氧化鈉溶液于試管中，滴加稀鹽酸。有氣泡產生CO2與NaOH發生了反應取通入二氧化碳的氫氧化鈉溶液于試管中，滴加少量的氯化鋇溶液。產生白色沉淀命題點8—CO2的制取1.反應原理：藥品反應原理大理石、稀鹽酸CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑附注：①塊狀大理石一般不能換成碳酸鈉，否則反應速度過快，不便于收集②稀鹽酸不能換成稀硫酸，否則會產生微溶物硫酸鈣，覆蓋在大理石表面，阻止反應進一步進行。③稀鹽酸不能換成濃鹽酸，否則揮發出的HCl氣體導致二氧化碳氣體不純。2.制取裝置發生裝置3.檢驗與驗滿檢驗驗滿將澄清石灰水加入集氣瓶內，振蕩，若看到渾濁現象，說明是CO2用燃著的木條靠近瓶口，若燃著的木條熄滅，則證明二氧化碳集滿例題：實驗室現有氯酸鉀、二氧化錳、稀硫酸、石灰石和稀鹽酸，以及圖示的實驗儀器儀器①的名稱是集氣瓶，利用上述儀器和藥品可以支取CO2，選擇的儀器是①②⑦⑧（填序號）藥品是石灰石和稀鹽酸，反映的化學方程式是。若用下圖所示A裝置和B裝置制取并收集CO2，按氣流從左到右流動，導管口的連接順序是a→c→b。檢驗CO2收集滿的操作是將燃著的木條放在在b口，若熄滅則收集滿A.B.C.D.E.（3）若選用C裝置制取CO2，于裝置A比較，它的優點是控制反應的發生和停止。若用D和E裝置測定收集的CO2的體積，測定時，氣體應從D裝置中的導管左（填“左”或“右”）進入，植物油的作用是防止二氧化碳溶于水。易錯點消化判斷下列說法是否正確，若正確請打“√”，若錯誤,請打“X”并改正。1.二氧化碳和一氧化碳的化學性質差異較大的原因是構成它們的分子結構不同（√）2.二氧化碳和一氧化碳都可以使人窒息死亡，因為二者都有毒。（×）3.二氧化碳和一氧化碳的組成元素相同，在一定條件下可以相互轉化。（√）4.一氧化碳具有還原性，與氧化銅混合加熱時發生氧化反應。（√）5.二氧化碳能使濕潤的紫色石蕊紙花變紅，說明二氧化碳呈酸性。（×）6.打開雪碧瓶蓋，有大量氣泡冒出，是因為二氧化碳與水反應生成了碳酸。（×）7.向裝滿二氧化碳的軟塑料瓶中加水，塑料瓶變癟，由此證明二氧化碳與水發生了反應。（×）8.煤爐底層和上層均發生放熱反應，中層發生吸熱反應。（√）9.溫室效應既可以體現CO2的功,又可以體現CO2的過。（√