第六單元 碳和碳的氧化物 01 思維導圖 02 考點速記 課題1 碳單質(zhì)的多樣性 （一）碳的單質(zhì) 1．金剛石、石墨和C60的結構、物理性質(zhì)及性質(zhì)存在差異的原因 2．金剛石、石墨和C60的性質(zhì)及用途 3．木炭、活性炭等的性質(zhì)及用途 木炭(或活性炭)具有 疏松多孔 的結構，因此具有 吸附 能力?；钚蕴康奈阶饔帽饶咎繌?，可用于吸附毒氣、制糖工業(yè)中脫色制白糖、污水和飲用水的深度凈化處理及吸附室內(nèi)裝修產(chǎn)生的有害氣體等。 （二）碳單質(zhì)的化學性質(zhì) 1．在常溫下，碳單質(zhì)的化學性質(zhì)不活潑（碳原子的最外層電子數(shù)為 4 ，不易得失） 用途：用炭黑制成的墨書寫繪畫，檔案用碳素墨水書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強耐腐蝕性。 2．可燃性（碳單質(zhì)與氧氣反應） 3．還原性 （1）木炭還原氧化銅實驗 （2）碳與二氧化碳反應： C+CO2 高溫 2CO （吸熱反應） 課題2 碳的氧化物 （一）二氧化碳 1．二氧化碳的性質(zhì) （1）物理性質(zhì)：無色，無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，固態(tài)二氧化碳叫干冰。 （2）證明二氧化碳物理性質(zhì)實驗 （3）證明二氧化碳與水反應實驗 （4）證明二氧化碳能與澄清石灰水反應 操作：將二氧化碳通入澄清石灰水中；現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁。 反應方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O（用于檢驗二氧化碳氣體） 2．二氧化碳的用途 3．二氧化碳對生活和環(huán)境的影響 （1）二氧化碳對人體健康的影響：二氧化碳本身 沒有 毒性，但不能供給呼吸。 （2）溫室效應：因為有了溫室效應，地球表層溫度才能適合人類生存。能產(chǎn)生溫室效應的氣體除二氧化碳外，還有 臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。 （3）自然界中的碳循環(huán)：人和動植物的呼吸，煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳；而綠色植物等的 光合作用 吸收二氧化碳，釋放氧氣。 （二）一氧化碳 1．一氧化碳的性質(zhì) （1）物理性質(zhì)：無色，無臭的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。 （2）化學性質(zhì) ①可燃性 ②還原性 ③毒性 課題3 二氧化碳的實驗室制取 （一）實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理 1．試劑的選擇：稀鹽酸和石灰石（或大理石）。 2．反應的化學方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （1）實驗室不能用稀硫酸代替稀鹽酸制取CO2，是因為硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣是微溶物，會覆蓋在石灰石或大理石的表面，阻止反應繼續(xù)進行。 （2）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸制取CO2，是因為濃鹽酸揮發(fā)性強，揮發(fā)出的HCl氣體會使制得的CO2不純。 （3）不宜用碳酸鈉粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因為反應速率太快，不便于收集氣體。 （二）實驗室里制取二氧化碳的步驟 （三）實驗室里制取氣體的一般思路和方法 1．發(fā)生裝置 （選擇依據(jù)：反應物的狀態(tài)和反應條件 ） 改進裝置的優(yōu)點：可實現(xiàn)固液的分離和接觸，從而控制反應的開始和停止。 2．收集裝置 （選擇依據(jù)：氣體的溶解性和氣體的密度 ） 03 素養(yǎng)提升 （一）誤認為“碳”就是“炭”。 “碳”表示元素或純凈物的名稱，如二氧化碳由碳元素和氧元素組成；“炭”表示的物質(zhì)是混合物，如木炭、活性炭等。 （二）誤認為石墨在一定條件下轉化為金剛石是物理變化。 石墨轉化為金剛石是化學變化，因為石墨和金剛石中碳原子的排列方式不同，二者屬于不同的物質(zhì)，也就是說石墨在一定條件下轉化為金剛石這個過程中有新物質(zhì)生成。 （三）氣體的鑒別和除雜 1．鑒別：二氧化碳和一氧化碳 2．除雜（括號內(nèi)為雜質(zhì)） CO【CO2】方法：通入足量的石灰水（或氫氧化鈉溶液）吸收 原理：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O CO2【CO】方法：通過灼熱的氧化銅 原理：CO+CuO △ Cu+CO2 3．實驗室制取的二氧化碳氣體除雜和凈化 （四）碳和碳的氧化物轉化關系 ① C→CO： 2C＋O2 點燃 2CO C＋CO2 高溫 2CO ② CO2 →CO：C＋CO2高溫 2CO ③ CO→CO2：2CO＋O2 點燃 2CO2 CO＋CuO △ Cu＋CO2 3CO＋Fe2O3高溫2Fe＋3CO2 ④ C→CO2： C＋O2 點燃 CO2 C＋2CuO高溫 2Cu＋CO2↑ 3C＋2Fe2O3 高溫3CO2↑＋4Fe ⑤ CO2→H2CO3: CO2＋H2O === H2CO3 ⑥ H2CO3 →CO2：H2CO3 === CO2↑＋H2O ⑦ CO2 →CaCO3：CO2＋Ca(OH)2 === CaCO3↓＋H2O ⑧ CaCO3 →CO2：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 高溫 CO2↑＋CaO ⑨CO2 →O2： 物質(zhì)金剛石石墨C60結構模型宏觀組成都是由 碳 元素組成的單質(zhì) 構成物質(zhì)的粒子碳原子碳原子C60分子化學式CCC60物理性質(zhì)外觀無色透明的固體灰黑色的固體光澤加工后璀璨奪目有金屬光澤硬度天然存在的 最硬 的物質(zhì)很軟導電性不導電優(yōu)良物理性質(zhì)存在差異的原因碳原子的排列方式不同物質(zhì)性質(zhì)用途金剛石加工后璀璨奪目作裝飾品硬度大裁玻璃、切割大理石、作鉆機的鉆頭等金剛石薄膜透光性好、硬度大作透鏡等光學儀器的涂層金剛石薄膜導熱性好用于集成電路基板散熱，提高芯片性能石墨很軟、有滑膩感，且為灰黑色制鉛筆芯導電性好作電極導電性好、有滑膩感、熔點高制高鐵列車的受電弓滑板C60具有一些特殊的物理和化學性質(zhì)可應用于超導、催化、能源及醫(yī)學等領域物質(zhì)性質(zhì)與用途的關系： 性質(zhì) 決定 用途，用途 反映 性質(zhì)燃燒是否充分化學方程式基本反應類型用途充分燃燒C＋O2 點燃 CO2化合反應作燃料不充分燃燒2C＋O2 點燃 2CO木炭還原氧化銅實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結論黑色粉末變成 紅 ?色實驗現(xiàn)象說明反應生成了 銅 和 二氧化碳 ，反應的化學方程式為 C＋2CuO 高溫 2Cu＋CO2↑ 。澄清石灰水 變渾濁 實驗分析 = 1 \* GB3 ①在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。  = 2 \* GB3 ②反應結束時，要先撤出導管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒吸入熱的試管中，使試管炸裂。  = 3 \* GB3 ③用彈簧夾夾緊乳膠管后，要待試管冷卻后再將粉末倒出：防止熱的銅重新被氧化。傾倒CO2CO2的溶解性實驗現(xiàn)象：下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅現(xiàn)象：塑料瓶變癟分析：CO2的密度比空氣大；不能燃燒，也不支持燃燒 分析：部分CO2溶于水中，使瓶內(nèi)的氣體減少，導致瓶內(nèi)壓強減小，大氣壓強使塑料瓶變癟 實驗 操作Ⅰ.噴水Ⅱ.放入CO2中Ⅲ.噴水后放入CO2中Ⅳ.吹干第三朵紙花現(xiàn)象紙花不變色紙花不變色紙花變紅紙花由紅色變成紫色分析水不能使紫色石蕊變紅CO2不能使紫色石蕊變紅CO2與水反應生成了酸性物質(zhì)，使紫色石蕊變紅生成的酸性物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解結論CO2與水反應生成了碳酸，使紫色石蕊溶液變成紅色 CO2+H2O=H2CO3H2CO3 ? H2O+CO2↑CO2的用途依據(jù)的性質(zhì) = 1 \* GB3 ①干冰（固體二氧化碳）作制冷劑， 用于食品冷藏、制造舞臺霧景、人工降雨。干冰升華吸熱（物理變化） = 2 \* GB3 ②滅火①二氧化碳不能燃燒，②不支持燃燒，③密度比空氣的大 = 3 \* GB3 ③溫室肥料（氣肥），可以增大農(nóng)作物的產(chǎn)量CO2是光合作用的原料，能促進光合作用  = 4 \* GB3 ④制汽水飲料（碳酸飲料）CO2能溶于水；且與水反應生成碳酸 = 5 \* GB3 ⑤化工原料，制純堿、尿素等能與多種物質(zhì)反應燃燒時現(xiàn)象化學方程式用途放出大量的熱，火焰呈藍色，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體2CO＋O2 點燃 2CO2作燃料裝置及說明現(xiàn)象及注意事項A處的現(xiàn)象是：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色。 反應方程式：CO+CuO △ Cu+CO2 B處的現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁。 反應方程式：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O C處的現(xiàn)象是：氣體燃燒，發(fā)出藍色火焰。 反應方程式：2CO + O2 點燃 2CO2中毒機理防中毒措施CO極易與人體血液中的血紅蛋白結合，使其不能再與氧氣結合，造成人體缺氧，嚴重時會危及生命冬天用煤火取暖時，一定要裝煙囪，并且注意室內(nèi)通風，防止CO中毒步驟（1）連接裝置，檢查氣密性（2）加入固體試劑（3）加入液體試劑（4）收集并驗滿示意圖操作及注意事項用彈簧夾夾緊乳膠管，向長頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)形成一段水柱，若水柱高度保持一段時間不變，說明裝置氣密性良好將錐形瓶橫放，用鑷子將石灰石(或大理石)放在錐形瓶口，再把錐形瓶慢慢豎立起來長頸漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是防止生成的氣體從長頸漏斗口逸出收集：向上排空氣法； 驗滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則已集滿固固加熱型固液常溫型高錳酸鉀制氧氣稀鹽酸和大理石（石灰石）制二氧化碳試管口略 向下傾斜適合制取 少量氣體適合制取 大量氣體長頸漏斗可隨時添加液體藥品，注意下端管口液封分液漏斗可控制加入液體的速率，從而控制反應速率注射器可控制加入液體的速率，從而控制反應速率開始：打開彈簧夾，液體從長頸漏斗流下，淹沒過石灰石，反應開始開始： 打開彈簧夾開始：打開彈簧夾，液體淹沒固體開始：將銅網(wǎng)浸入溶液中開始：打開彈簧夾停止：夾緊彈簧夾，液體由于氣體壓強回流回長頸漏斗，液體液面低于隔板固液分離，反應停止停止： 關閉彈簧夾停止：關閉彈簧夾，液體壓入左側停止：拉動銅絲離開液面停止：關閉彈簧夾排水集氣法向上排空氣法向下排空氣法適合氣體溶解度小 不與水反應的氣體適合密度比空氣大 不與空氣反應的氣體適合密度比空氣小 不與空氣反應的氣體注意事項：導管口出現(xiàn)連續(xù)均勻的氣泡時開始收集；集氣瓶口有大量氣泡往外冒時氣體收集滿注意事項：導管伸入集氣瓶底部， 以保證排盡集氣瓶中空氣。注意事項：導管伸入集氣瓶底部， 以保證排盡集氣瓶中空氣。   ①所有氣體從短管進 ②V排出的水=V氣體 為防止氣體溶解在水中，水面放一層植物油隔絕二者； 集氣瓶上端若有空氣，不影響收集的氣體的體積數(shù)據(jù)，但是影響收集氣體的純度氣體進入集氣瓶后出現(xiàn)在裝置下端 氣體的驗滿在另一側出氣口氣體進入集氣瓶后出現(xiàn)在裝置上端 氣體的驗滿在另一側出氣口鑒別方法現(xiàn)象及結論通入澄清石灰水能使澄清石灰水變渾濁的是CO2，無明顯現(xiàn)象的是CO分別點燃在空氣中能燃燒的是CO，不能燃燒的是CO2通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液變紅的是CO2，無明顯現(xiàn)象的是CO還原金屬氧化物通入灼熱的氧化銅中，使黑色粉末變紅的是CO，沒有明顯現(xiàn)象的是CO2裝置原理鹽酸具有揮發(fā)性，故制得的CO2氣體中可能混有少量的HCl氣體，一般可用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HCl氣體。氣體經(jīng)過飽和碳酸氫鈉溶液后，會有水蒸氣混入，濃硫酸有吸水性，可用濃硫酸除去水蒸氣，進行干燥

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