第六单元:《碳和碳的氧化物》 知识点
课题 1 金刚石、石墨和 C60
一、碳的几种单质
1、金刚石:无色透明的固体,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:深灰色固体,是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑. 用于制铅笔芯、润滑剂等。
★金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因: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。3、C60 中的 60 是指:一个 C60 分子中含有 60 个碳原子。
4、活性炭、木炭具有强烈的吸附性(表现在脱色、除异味、吸附毒气等方面),焦炭用于冶铁。二、单质碳的化学性质:(类似氢气的化学性质) 碳的几种单质物理性质各异,而化学性质却相同!
1、常温下化学性质不活泼(古代字画能长久保存的原因之一) 2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足)生成 CO2 : C+O2 点燃 CO2 不完全燃烧(氧气不充足)生成 CO:2C+O2 点燃 2CO 3、还原性:C+2CuO
高温 2Cu+CO2↑
应用:冶金工业
现象:黑色粉末逐渐变成红色,澄清石灰水变浑浊。高温 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ 装置图:
课题 2 二氧化碳制取的研究
1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1) 发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
固固加热型:①加热高锰酸钾制取 O2②加热氯酸钾与二氧化锰混合物制取 O2(图 1)
图 1 图 2
固液常温型:①分解过氧化氢制取 O2②实验室制 CO2③实验室制 H2。(图 2)
(2) 收集方法:由气体的密度及溶解性决定:
不溶于水、难溶于水、不易溶于水的气体(也不与水反应)用排水法收集密度比空气大(也不与空气的成分发生反应)用向上排空气法 密度比空气小(也不与空气的成分发生反应)用向下排空气法 O2 收集方法:向上排空气法、排水法(密度比空气大、不易溶于水) CO2 收集方法:向上排空气法(密度比空气大、能溶于水且能与水反应) H2 收集方法:向下排空气法、排水法(密度比空气小、难溶于水) ★2、二氧化碳的实验室制法
1)反应原理:用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ ①为什么不能用纯的 CaCO3 或 Na2CO3 ?反应速率太快,不易控制。
②为什么不用浓盐酸?浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢气体使制得的二氧化碳不纯。 ③为什么不用稀硫酸?生成微溶于水的 CaSO4 覆盖在石灰石表面,阻止反应进一步进行。 2) 装置图:
3) 气体收集方法:向上排空气法 4) 验证方法:
将制得的气体通入澄清的石灰水,如石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳。验满方法:
用燃着的木条,放在集气瓶口,木条熄灭,证明已二氧化碳气体已经收集满。(对比氧气的验证和验满)
3、二氧化碳的工业制法:
煅烧
煅烧石灰石:CaCO3 CaO+CO2↑
课题 3 二氧化碳和一氧化碳
★二氧化碳:
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固态二氧化碳—干
冰。 2、化学性质:
1) 与水反应生成碳酸:(★P118 实验)
CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸(不是 CO2)能使紫色的石蕊试液变红,
H2CO3 = H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解,所以加热后,变红了的石蕊试液又会恢复紫色。
2) 能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O 本反应可用于检验二氧化碳气体。
★重要提示:石灰石和大理石的主要成分都是碳酸钙;氧化钙也叫生石灰;氢氧化钙也叫熟石灰; 高温 石灰浆或石灰水的主要成分都是氢氧化钙!煅烧石灰石: CaCO3 CaO+CO2↑ 生石灰和水反应可得熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
高温 补充:二氧化碳能与灼热的碳反应: C+CO2 2CO (吸热反应)
3、用途:灭火: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);
干冰用于作制冷剂、人工降雨;温室肥料;是工业原料如制饮料等。
4、二氧化碳过多排放引起温室效应。减缓温室效应的措施:①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;②大力开发如太阳能、风能等清洁能源;③多植树造林;不滥砍滥伐;④使用双面纸张、不使用一次性筷子。 ★一氧化碳:
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小。(某种气体密度与空气密度大小比较的方法: 某种气体的相对分子质量与空气的平均相对分子质量 29 相比较。)
2、化学性质:(H2、CO、C 具有相似的化学性质:①可燃性 ②还原性 ③毒性)
1) 可燃性:2CO+O2
点燃 2CO2
现象:产生蓝色火焰,火焰上方罩一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯,澄清石灰水变浑浊。(点燃前一定要检验纯度)