内容正文:
(
第0
6
讲
碳和碳的氧化物
)
一、碳单质
1.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的三种不同的单质。
金刚石 石墨 C60
2.金刚石与石墨的性质与用途
性质
用途
金刚石
无 色透明的正八面体形状的固体,是自然界中硬度 最大的物质
金刚石有光泽可用于 制作装饰品
不能导电
金刚石硬度大可用于 裁玻璃
石墨
颜色、状态
深灰 色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体
石墨深灰色、质软可用于制作笔芯
石墨具有滑腻感可用于制作润滑剂
硬度
很软、滑腻感
导电性
能导电
石墨能导电可用于制作电池电极
3.金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因:
金刚石 石墨
碳原子的排列方式不同导致二者的物理性质存在明显的差异,但它们都是由碳元素组成的单质,故化学性质基本相同。
4.C60是由分子构成的,C60分子是由60个碳原子构成的,它形似足球,这种足球结构的碳分子很稳定。
5.在一定条件下,可以将石墨转化为金刚石,该变化是化学变化。
6.生活中常见含碳单质的混合物有木炭、焦炭、活性炭以及炭黑。
7.木炭和活性炭的吸附性
【实验6-1】在盛有半瓶水的锥形瓶里,加入一滴红墨水,使水略显红色。投入几块烘烤的木炭(或活性炭),轻轻振荡锥形瓶,观察现象。
现象
溶液由红色逐渐变为无色
分析
木炭具有吸附性
8.碳和炭的区别
碳:指碳元素,只用作化学用语,在表示元素和含碳的化合物时使用。
炭:指具体的物质,如:炭黑、木炭、活性炭等,它们都是由碳元素组成的单质。
8.单质碳的化学性质:
(1)常温下,碳的化学性质不活泼。受日光照射或与空气,水充分接触时都不易发生反应;需要长期保存的档案用碳素墨水书写。
(2)可燃性:
碳在氧气充足时燃烧生成 二氧化碳 ,在氧气不充足时生成 一氧化碳 。分别写出化学方程式: C+O2CO2 、2CO+O22CO2
(3)还原性,可用于冶金工业;木炭还原性验证实验:完成实验6-2,观察记录现象、分析原因,掌握碳与某些氧化物反应的特点实验现象:
现象
加热时,导管口有无色气泡产生。过一会儿澄清石灰水变浑浊,黑色粉末变红色。
分析
开始加热时,试管中的空气因受热膨胀而逸出;加热一段时间后,温度到达高温时,木炭与氧化铜发生反应,生成红色的物质和使石灰水变浑浊的气体。
①金属网罩:集中火焰,提高温度
②实验结束时,先撤出导气管,然后再熄灭酒精灯!
防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂。
③澄清石灰水发生了什么变化?这一变化说明生成了什么物质?该物质是怎样生成的?
石灰水变浑浊了;这一变化说明生成了二氧化碳;该物质是碳原子获得了氧原子形成的。
④试管中氧化铜发生了什么变化?这一变化说明生成了什么物质?该物质是怎样生成的?黑色的氧化铜变成了光亮红色物质;这一变化说明生成了铜;氧化铜失去了氧原子;
碳与氧化铜反应的化学方程式为 C+2CuO2Cu+CO2↑ 。木炭在高温下还原氧化铜的反应中, C 发生了氧化反应, CuO 发生了还原反应,该反应说明碳具有 还原 性。利用上述反应,可将氧化铜炼成金属铜。
二、碳的氧化物
1.二氧化碳和一氧化碳都是由 碳 和 氧 元素组成,一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多 1 个氧原子,导致它们的 分子结构 不同,使得它们的性质有很大不同。
2.一氧化碳、二氧化碳物理性质的比较:
物质
CO
CO2
物理性质
颜色气味状态
无色无味的气体
无色无味的气体
密度
难溶于水
可溶于水
溶解性
比空气密度略小
比空气密度大
3.一氧化碳、二氧化碳化学性质的比较:
物质
CO
CO2
化学性质
是否有可燃
有
不能燃烧,也不支持燃烧
是否有还原性
有
无
是否有毒性
有
无毒,但不供给呼吸
是否与水反应
不反应
H2O + CO2 = H2CO3
是否与澄清石灰水反应
不反应
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
4.二氧化碳的用途
(1)常用于灭火 。
(2)干冰用于人工降雨,作制冷剂等,因为干冰能 升华吸热 。
(3)作温室气体 肥料 ,因为二氧化碳可以促进植物 光合作用 。
(4)作 化工原料 ,可以生产尿素、纯碱等。
三、二氧化碳的制取
1. 实验室制取二氧化碳气体的思路
药品
发生装置
收集装置
检验方法
验满方法