内容正文:
专题05 碳和碳的氧化物
考试内容:1.碳单质的性质和用途;
2.一氧化碳的性质和用途;
3.二氧化碳的性质和用途;
4.二氧化碳的制取。
考试形式:
1.碳单质的性质和用途常在选择题和填空题中以纯文字、实验图的形式考查碳单质的性质和用途、碳的化学性质(新考法);
2.一氧化碳的性质和用途常在选择题中质考查;
3.二氧化碳的性质和用途常在选择题和填空题中以纯文字的形式考查二氧化碳质的性质、用途(重点),以实验装置图的形式考查二氧化碳的性质实验(新考法);
4.二氧化碳的制取常在填空题中考查实验原理、实验操作、装置的选择、检验与验活满等(新考法);
5.二氧化碳对生活和环境的影响常在选择题和填空题中考查。
备考技巧:
1.熟记并掌握碳单质的性质和用途,会解答有关化学性质的相关实验;
2.熟记并掌握一氧化碳的性质和用途;
3.熟记并掌握二氧化碳的性质和用途:完成二氧化碳的性质实验并会解答相关问题;
4.完成二氧化碳的实验室制取实验,熟记并理解该实验药品的选择、反应原理装置的选择、注意事项等;
5.了解二氧化碳对人体健康的影响、自然界中氧循环和碳循环:熟记温室效应加剧原因及缓解措施;
6.配合适量的基础题。
知识点1 碳的单质
1.常见碳单质的物理性质和用途
(1)金刚石:天然存在的最硬的物质,常用来裁玻璃、切割大理石以及作钻探机的钻头等。
(2)石墨:灰黑色,质软,有滑腻感,常用来作润滑剂。还具有优良的导电性,常用来制作电极。
注意:金刚石和石墨的碳原子排列方式不同,因此它们的物理性质有很大差异。
(3)木炭和活性炭(主要成分是碳单质):具有疏松多孔的结构,因此它们都具有吸附性。活性炭常用来吸附色素和异味等。
2.碳的化学性质
(1)常温下,碳单质的化学性质不活泼,如我国古代书法家画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。
(2)与氧气反应:燃烧
燃烧
不充分燃烧:C+O2======2CO(氧气不足时);充分燃烧:2C+02=====C02(氧气充足时)。
(3)与某些氧化物反应:高温
①木炭与氧化铜反应:C+2CuO=====2Cu+CO2↑,观察到黑色粉末逐渐变成红色;高温
②木炭与氧化铁反应:3C+2Fe2O3=====4Fe+3CO2↑。高温
③木炭与二氧化碳反应:C+CO2======2C0。
【易错警示】
1 由同种元素组成的不同单质,如金刚石和石墨、白磷和红磷等,其物理性质不同,但化学性质基本相同;
2 同种元素组成的不同单质可以相互转化,如石墨在一定条件下可以转化为金刚石,此过程发生了化学变化;
3 木炭、活性炭、炭黑、焦炭的主要成分是碳单质,属于混合物;
4 通常情况下,二氧化碳不支持燃烧,但有些物质能在二氧化碳中燃烧,如镁;
知识点2 二氧化碳
1. 物理性质:无色、无味的气体,能溶于水,密度比空气大
2. 化学性质
(1)二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。
(2)与水反应:CO2+H20=====H2CO3,生成的碳酸能使紫色蕊溶液变红色。碳酸易分解,发生反应的化学方程式为:H2CO3=====H20+CO2↑。
(3)与碱反应:
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应:CO2+Ca(OH)2=====CaCO3↓+H20,观察到有白色沉淀生成,因此实验室通常用澄清石灰水检验二氧化碳;
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应:CO2+2NaOH=====Na2CO3+H2O,实验室通常用氢氧化钠溶液二氧化碳。
3.用途:灭火、作化工产品的原料、作气体肥料、作制冷剂(固态二氧化碳俗称干冰)。
4.对环境的影响:大气中的二氧化碳含量过高会加剧温室效应
知识点3 一氧化碳
1.物理性质:无色无味的有毒气体,难溶于水。
2.化学性质点燃
(1)可燃性:2CO+02=====2C02。
(2)毒性:一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。因此冬天用煤炉取暖时,一定要注意通风。
(3)还原性:△
①一氧化碳还原氧化铜:CO+CuO====CO2+Cu,观察到黑色粉末逐渐变成红色;高温
②一氧化碳还原氧化铁:3CO+Fe2O3=====3CO2+2Fe,观察到红棕色粉末逐渐变成黑色。
(4)用途:用作燃料,用于冶金工业等。
知识点4 常见气体的制取高温
1.工业制取二氧化碳:采用高温煅烧石灰石法,反应原 CaCO3=====CaO+CO2↑。
2.实验室制取二氧化碳
(1)实验药品:大理石(或石灰石)与稀盐酸
[药品的选择](三“不”原则)
①不能用碳酸钠或碳酸钾代替大理石或石灰石,因为碳酸钠或碳酸钾为粉末状固体,与稀盐酸接触面积大,反应剧烈,不利于气体收集。
②不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在块状药品的表面会阻碍反应的持续进行。