内容正文:
第6单元 碳和碳的氧化物01思维导图
02考点速记
课题1 金刚石 石墨和C60
(一)碳单质的物理性质比较
碳单质
石墨C
碳原子构成
金刚石C
碳原子构成
C60
C60分子构成
微观结构
物理性质
深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体,耐高温,质地较软,有滑腻感,有良好的导电性。
无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。
用途
作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚,作机械高温润滑剂
制装饰品(钻石)、制钻头、
切割大理石、玻璃
用于超导、催化、
材料科学等领域
性质差异
金刚石和石墨物理性质差异大的原因:碳原子的排列方式不同
*C60 中的60是指:一个C60分子中含有60个碳原子。
(二)无定形碳现象:红墨水褪色
①木炭和活性炭:有疏松多孔结构,具有吸附性,可吸附色素、异味等。
②木 炭:用于除去食品和工业产品里的色素,作冰箱去味剂等。
③活性炭:活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气,
制糖工业中白糖脱色,用于净水器、冰箱除味剂,环保活性炭包等。
④焦 炭:用于冶炼金属。
⑤炭 黑:制造黑色染料,油墨,油漆等,添加到橡胶里做补强剂,增强耐磨性。
(三)碳单质的化学性质
1.常温下化学性质不活泼(碳原子的最外层电子数为4,不易得失)
用途:用炭黑制成的墨书写绘画,档案用碳素墨水书写,木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
2.可燃性(作燃料)
反应物
氧气充足,碳完全燃烧
氧气不足,碳不完全燃烧
C + O2 点燃 CO2
2C + O2 点燃 2CO
质量比
12x1 : 16x2
3 : 8
12x2 : 16x2
3 : 4
结论
反应物相同时,若反应物的用量不同,则生成物不同
3. 还原性
(1)木炭还原金属氧化物
木炭还原氧化铜实验装置
实验现象
实验结论
①黑色粉末逐渐变成光亮的红色;
②澄清石灰水变浑浊。
生成了红色的铜和二氧化碳;
化学方程式
C + 2CuO 2Cu+CO2↑
实验分析
①火焰加金属网罩的目的:集中火焰,提高温度。
②实验结束后,先撤出导气管,再停止加热的目的:防止石灰水倒流炸裂热的试管。
③待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:防止热的铜接触空气又被氧化。
④木炭配比比理论值稍微多一点,因为木炭会和试管中的氧气反应,
(2)碳与二氧化碳反应:C + CO22CO(吸热反应)
(四)氧化还原反应
(1)碳还原金属氧化物 (用于工业冶炼金属)高温
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
(2)氧化还反应分析
CuO失去氧元素,有氧化性,是氧化剂,被还原,发生还原反应
C夺取氧元素,有还原性,是还原剂,被氧化,发生氧化反应
课题2 二氧化碳制取的研究
(一)工业制二氧化碳
煅烧石灰石: CaCO3高温CaO+CO2↑
(二)实验室制二氧化碳
1.药品:块状石灰石(或大理石)和稀盐酸(均为混合物)
2.反应原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3.检验方法:
将制得的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳。
4.验满方法:
用燃着的木条,放在集气瓶口,木条熄灭,证明二氧化碳气体已经收集满。
(三)实验室制气体的一般思路
1. 发生装置
选择依据:反应物的状态(固、液、气);反应条件(是否加热)
固固加热型
固液常温型
高锰酸钾制氧气
氯酸钾制氧气
大理石(石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
试管口略
向下倾斜
适合制取
少量气体
适合制取
大量气体
长颈漏斗可随时添加液体药品,注意下端管口液封
分液漏斗可控制加入液体的速率,从而控制反应速率
注射器可控制加入液体的速率,从而控制反应速率
补充改进装置:
块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进,可实现固液的分离和接触,从而控制反应的开始和停止。
开始:打开弹簧夹,液体从长颈漏斗流下,淹没过石灰石,反应开始;
开始:
打开弹簧夹
开始:打开弹簧夹,液体淹没固体
开始:将布袋子浸入溶液中
开始:将试管浸入液体中
停止:夹紧弹簧夹,液体由于气体压强回流回长颈漏斗,液体液面低于
隔板固液分离,反应停止
停止:
关闭弹簧夹
停止:关闭弹簧夹,液体压入左侧
停止:提起布袋子离开液面
停止:提起试管离开液面
2.收集装置
选择依据:气体的溶解性;气体的密度(气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断)
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合