内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物(原卷版)
01 考向解读
1.了解金刚石、石墨的物理性质及用途。
2.知道金刚石、石墨、C60物质性质存在差异的原因。
3.了解一氧化碳和二氧化碳的性质及用途。
4.知道自然界中的碳循环的过程。
5.了解实验室制取气体的一般思路和方法。
6.知道实验室制取二氧化碳的药品及反应原理,并能选择不同的装置制取二氧化碳。
7.知道检验二氧化碳的方法及验满的方法。
02 知识导航
03 考点回顾
考点1 金刚石、石墨和C60
一、氧化还原反应
1、碳还原金属氧化物(用于工业冶炼金属)
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2、氧化还原反应分析
(1)CuO失去氧元素,有氧化性,是氧化剂,被还原,发生还原反应。
(2)C夺取氧元素,有还原性,是还原剂,被氧化,发生氧化反应。
(3)氧化反应:物质结合氧元素的反应。
(4)还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应。
(5)氧化剂:在反应中提供氧元素的物质,具有氧化性,如CuO;
(6)还原剂:在反应中得到氧元素的物质,具有还原性,如C、CO、H2等;
3、碳与二氧化碳反应:C + CO22CO(吸热反应)
4、补充:置换反应:一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
二、碳单质及其物理性质和用途
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。
*同种元素组成的物质不一定是单质,可能是混合物。(如O2和O3混合;红磷和白磷混合等)
*同种元素组成的纯净物才是单质。
石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石,二者是碳元素组成的不同单质,该转化是化学变化。
三、碳的化学性质
1、常温下化学性质不活泼(原因: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
3 : 8
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
应用
证明某物质含有碳元素(证明燃烧有二氧化碳生成):
点燃该物质,火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯,若浑浊,则有二氧化碳生成,从而证明该物质含有碳元素。
3、还原性
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木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因: 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。
②火焰加金属网罩的目的:集中火焰,提高温度。
③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。
④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。
⑤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,
考点2 二氧化碳制取的研究
一、二氧化碳制取的反应装置选择
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)
(1)固固加热型如图
应用:高锰酸钾制氧气、氯酸钾制氧气
注意:试管口略向下倾斜
(2)固液常温型如图
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
应用:大理石(石灰石)和稀盐酸制二氧化碳
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