1、第六单元 碳和碳的氧化物课题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(体现了它深灰色、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,润滑性、常温下化学性质稳定)、做固体润滑剂(体现它具有润滑性)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
2、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、木炭的物理性质而不是化学性质4、C60(也叫“足球碳”):C60分子是由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、常温下碳的化学性质比较稳定。因此古代用墨书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
3、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的红色,生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应。C具有还原性。应用:冶金工业:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 CCO2 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:若反应物是固体,需加热,则制气体时用高锰酸钾制O2的发生装置。 若反应物是固体与液体,不需加热,则制气体时则用制CO2的发生装置。(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:难溶于水的气体用排水
4、法收集。 CO只能用排水法(因为密度约等于空气,且有毒)密度比空气大(或相对分子质量29)的气体用向上排空气法收集。 CO2只能用向上排空气法(因为能溶于水) 密度比空气小(或相对分子质量29)的气体用向下排空气法收集。二、实验室制取二氧化碳的方法1、药品:石灰石(或大理石)与稀盐酸不能用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。不能用浓盐酸与CaCO3反应的原因:浓盐酸易挥发成HCl气体混入生成的CO2中。不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利收集。2、原理:用石灰石(或大理石)和稀盐酸反
5、应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO23、装置图:装置的注意事项:(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,则长颈漏斗的下端必须伸入液面以下(防止空气混入瓶内,及生成的CO2从漏斗溢出)。(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课题3 二氧化碳和一氧化碳一、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
6、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+ CO23)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+CO24)与灼热的碳反应: C + CO22CO 3、用途: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
7、其化学性质(不能燃烧,也不支持燃烧) 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)温室的气体肥料 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:过多排放引起温室效应。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
8、 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:淡蓝色的火焰。CO和O2的燃烧火焰是:蓝色的火焰。CH4和O2的燃烧火焰是: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。制法: C + H2O H2 + CO)2)还原性: CO+CuO Cu+CO2 (还原反应) 应用:冶金工业 现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮的红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2现象:红棕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
9、 C + O2 CO2 2CO+O2 2CO2 2H2 + O2 2H2O B还原性 :H2 CuO Cu + H2O CO+CuOCu+CO2C + 2CuO 2Cu + CO2除杂的方法:除去CO中混入的CO2杂质:通入石灰水: CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 除去CO2中混入的CO杂质: 通过灼热的氧化铜: CO+CuO Cu+CO24、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个氧原子本章知识间的联系:CCO :2CO2 2CO CCO2 2COCCO2 :CO2 CO2 C2CuO 2CuCO2 3CFe2O3 3CO22FeCOCO2 :2COO2 2CO2 COCuO CuCO2 3COFe2O3 2Fe3CO2CO2H2CO3: CO2H2O =H2CO3H2CO3 CO2 :H2CO3 =CO2H2OCO2 CaCO3 :CO2Ca(OH)2 =CaCO3H2O CaCO3 CO2 :CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 CaCO3 CO2CaO