内容正文:
专题十一 碳和碳的氧化物
【知识归纳】
一、碳的几种单质
1.金刚石和石墨:
金刚石(C)
石墨(C)
外观
无色透明正八面体状晶体
深灰色鳞片状固体
硬度
自然界中最硬的物质
是最软的矿物之
导电性
无
良好
用途
制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
制铅笔芯、干电池的电极、润滑剂等。
2.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,焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
3.其他碳单质:
①C60分子:是一种由60个碳原子构成的分子。它形似足球,这种足球结构的碳分子很稳定。
②碳纳米管:由碳原子构成的管状大分子。
4.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列方式不同。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同。
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.常温下化学性质不活泼
碳原子的最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失去电子,因此常温下碳的化学性质比较稳定。
【用途】档案材料一般用碳素墨水书写、古代书画历经百年也安然无恙、木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐。
2.可燃性:(反应物的量不同,产物不同)
完全燃烧(氧气充足),生成CO2: C+O2CO2
不完全燃烧(氧气不充足),生成CO:2C+O22CO
【用途】用作燃料。
3.还原性:
C+2CuO2Cu+CO2↑ (置换反应)
【实验现象】:黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
【氧化还原反应】:碳具有还原性,被氧化;氧化铜具有氧化性,被还原。
【用途】:冶金工业
【注意事项】:
①试管口略向下倾斜防止冷凝水倒流引起试管的炸裂;
②实验完毕先撤导管再撤酒精灯防止澄清石灰水倒吸引起试管的炸裂;
③当试管冷却后再倒出固体观察现象,防止铜重新被氧化;
④碳单质作还原剂一般需要大量的热,属于吸热反应,因此反应条件一般要写高温。
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1.反应原理:
用石灰石和稀盐酸反应,CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
【注意】:
①不用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,附着在大理石表面,阻碍了反应的进行。
②不用碳酸钠或碳酸