课题1 金刚石、石墨和 C60
一、碳的几种单质(金刚石、石墨、C60)
1、金刚石(C)是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体。可用于制钻石;刻划玻璃、钻探机的钻头(体现了它的硬度大)等。
2、石墨(C)是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯(体现它深灰色、质软)、干电池的电极(体现了它的导电性)、电车的电刷(体现了它的导电性,滑腻感、常温下化学性质稳定)、做润滑剂(体现它具有滑腻感)等
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。
3、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(因为具有疏松多孔的结构),木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖;焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性质
4、C60:C60分子由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。
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、常温下的化学性质比较稳定。因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成
CO2 : C + O2 =CO2
不完全燃烧 (氧气不充足),生成
CO:2C + O2= 2CO
3、还原性:
C + 2CuO = 2Cu + CO2↑ (置换反应)
现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
C在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性。
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂。具有氧化性。
小结:还原剂:夺去氧元素的物质,具有还原性。得到氧元素,发生氧化反应。
氧化剂:提供氧元素的物质,具有氧化性。失去氧元素,发生还原反应。
应用:冶金工业:
2Fe2O3+3C =4Fe+3CO2↑
C+CO2 =2CO
课题2 二氧化碳制取的研究
一、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:
①反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
②反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法
②密度比空气大(或相对分子质量>29)用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法
③密度比空气小(或相对分子质量<29)用向下排空气法
二、实验室制取二氧化碳的方法
1、药品:石灰石与稀盐酸
①不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利于收集。
2、原理:用石灰石和稀盐酸反应:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3、装置图 (略)
装置的注意事项:(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,长颈漏斗下端必须伸入液面以下
(2)若用试管来装药品,固定试管时,试管口竖直向上,试管底部与铁架台面接触。
4、气体收集方法:向上排空气法(密度比空气大,能溶于水)
5、检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
6、二氧化碳的工业制法:
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
课题3 二氧化碳和一氧化碳
考试要求:知道二氧化碳的物理性质和用途 认识二氧化碳与氢氧化钙和水的反应
能区分空气、氧气、氮气、二氧化碳、一氧化碳等到常见气体 了解自然界中碳循环
一、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
2)与水反应生成碳酸:
CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红,
碳酸不稳定,易分解
H2CO3 = H2O+ CO2↑
3)能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 用于检验二氧化碳;这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜,用稀盐酸。
其原理是
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
4)与灼热的碳反应:
C + CO2=2CO (吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)
3、用途:①灭火(灭火器原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)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,也不支持燃烧)
②干冰用于人工降雨、制冷剂(利用干冰升华时要吸收大量的热)
③温室肥料 ④做碳酸型饮料(利用二氧化碳能溶于水)
1、 二氧化碳对环境的影响:
⑴过多排放引起温室效应。
①造成温室效应的原因:人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏
②减轻温室效应的措施:减少化石燃料的燃烧;植树造林;使用清洁能源
⑵由于二氧化碳不能供给呼吸但无毒,因此在人群密集的地方注意通风换气
二、一氧化碳
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。
3、化学性质:
1)可燃性:
2CO+O2= 2CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)发出蓝色火焰
H2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。
鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:H2与CO 的混合气体 )
2)还原性:
CO+CuO=Cu+CO2 (非置换反应)
应用:冶金工业
现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
CO在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性.
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性。
Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2(现象:红色粉末逐渐变成黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。)
H2、CO、C具有相似的化学性质:
A可燃性
C + O2= CO2
2CO+O2= 2CO2
2H2 + O2 =2H2O
B还原性 :
H2 + CuO = Cu + H2O
CO+CuO=Cu+CO2
C + 2CuO = 2Cu + CO2↑
C、H2、CO:在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性
CuO:在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性
除杂:①CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液:
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2[CO] 通过灼热的氧化铜
CO+CuO=Cu+CO2
③CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸)
CaCO3= CaO+CO2↑
注意:检验CaO是否含CaCO3加盐酸 :
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)
4、一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子,
常见气体的鉴别:
氧气:将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃,则气体是氧气
二氧化碳:将气体通入澄清的石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则气体是二氧化碳
一氧化碳;将气体点燃,在火焰上方罩一只干冷的小烧杯,再翻转烧杯倒入澄清的石灰水,若有蓝色火焰,小烧杯上无液滴,澄清石灰水变浑浊。则气体是一氧化碳
本章知识间的联系:
①C→CO :
2C+O2= 2CO
C+CO2= 2CO
②C→CO2 :
C+O2 =CO2
C+2CuO =2Cu+CO2↑
3C+Fe2O3 3CO2↑+2Fe
③CO→CO2 :
2CO+O2= 2CO2
CO+CuO =Cu+CO2
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
④CO2→H2CO3:
CO2+H2O =H2CO3
⑤H2CO3 →CO2 :
H2CO3 =CO2↑+H2O
⑥CO2 →CaCO3 :
CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O
⑦CaCO3 →CO2 :
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3 =CO2↑+CaO
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