内容正文:
专题四 碳和碳的氧化物
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考情分析
碳单质的性质和应用以碳单质的同素异形体及其用途为考查内容,以选择题为主,偶尔在推断题中作为信息出现,一般难度较低。注意活性炭、金刚石、石墨的物理性质不同的原因。
碳的氧化物及其性质是中考的热点,尤其是二氧化碳的性质探究实验是复习重点之一,在选择题、填空题、探究题、计算题中均有出现,难度中等偏上。注意一氧化碳的毒性和难溶于水的性质,另外还要注意二氧化碳没有酸性,是与水反应后的产物碳酸有酸性。二氧化碳的实验室制法必须熟练掌握。
目 录
CONTENTS
考法一
碳的单质
01
考法二
碳单质的化学性质
02
考法三
二氧化碳的制取
03
考法四
二氧化碳的性质及用途
04
考法五
二氧化碳对环境的影响
05
目 录
CONTENTS
考法六
一氧化碳
06
考法七
CO与 CO2
07
考法一
碳的单质
01
碳的单质
1、金刚石、石墨和C60
(1)金刚石
①结构:正八面体形状的固体。每个碳原子都与4个碳原子相连,在空间构成连续的、坚固的骨架结构。
②性质:无色、透明、不导电、熔点高、硬度很大,是天然存在的最硬的物质。
③用途:切割大理石、裁玻璃,加工坚硬的金属,做钻头等。
碳的单质
(2)石墨
①结构:细鳞片状固体,碳原子呈平面层状排列。
②性质:深灰色,有金属光泽;不透明、质软,有滑腻感;具有优良的导电性和导热性,熔点高、耐高温。
③用途:制铅笔芯、石墨电极、润滑剂、干电池等。
碳的单质
(3)C60
①结构:C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,这种足球结构的C60分子很稳定。
②性质:C60的结构决定了它具有超导性等的物理性质和化学性质。
③用途:广泛用于新材料、超导体、催化、医学及生物领域等方面。
碳的单质
(4)从组成结构上认识金刚石和石墨
①金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但是由于构成单质的碳原子的排列方式不同,物质性质有很大的差异。
②不同的元素可以组成不同的单质,同种元素也可以组成不同的单质。如金刚石、石墨都是由碳元素组成的碳单质。
碳的单质
2、无定型碳
(1)分类:木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
(2)构成:无定形碳都是由石墨的微小晶体和少量杂质而构成的,是混合物;
(3)用途:
①木炭和活性炭都具有吸附性,因为他们都具有疏松多孔的结构,能把气体或染料等微小粒子吸附进他们的内部。活性炭的吸附作用比木炭强,防毒面具的滤毒罐就利用活性炭来吸附毒气,制糖工业也利用活性炭来脱色制白糖;
②焦炭常用来冶炼金属,作还原剂;
③炭黑常用来制墨、油漆、橡胶工业的填充剂等。
将炭黑加到橡胶里,可以增加橡胶的耐磨性。
考法二
碳单质的化学性质
02
碳单质的化学性质
1、碳在常温下的稳定存在(稳定性)
碳原子内质子数为6,原子结构示意图是 ,
最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失电子,所以常温下碳的化学性质不活泼。它受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化。
应用:用碳素笔签署重要文件、用火微微烤焦埋入地下的木桩等;千年古画保存很长时间而不褪色也是因为在常温下碳的化学性质不活泼。
碳单质的化学性质
2、碳与氧气的反应(可燃性)
(1)充分燃烧(氧气充足时):
(2)不充分燃烧(氧气不足时):
现象:充分燃烧时,发出红光或白光,
生成使澄清石灰水变浑浊的气体
应用:作燃料。
碳单质的化学性质
3、碳与某些氧化物的反应(还原性)
在加热或高温条件下碳能夺取氧化物中的氧。随着温度的升高,碳的活动性增强,表现出还原性。
(1)木炭还原氧化铜
实验装置:
实验现象:黑色粉末变为光亮的红色,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
实验原理:
碳单质的化学性质
(2)焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。相关反应方程式为:
(3)在高温条件下,碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳:
碳单质的化学性质
易错提示:
①试管口要略向下倾斜,是为了防止水蒸气冷凝倒流到试管底部,炸裂试管;
②用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度)或酒精喷灯加热时,应先均匀加热,然后固定在有药品的部位加热;
③实验结束,先把导管从澄清的石灰水中拿出,再熄灭酒精灯,防止澄清石灰水倒吸炸裂试管;
④在加药品时要注意,木炭粉要稍稍过量,因为有一部分木炭与试管中的氧气反应,生成一氧化碳。为了让氧化铜充分反应,所以木炭粉要稍稍过量。
考法三
二氧化碳的制取
03
二氧化碳的制取
1、实验室制二氧化碳
(1)药品:大理石(石灰石)、稀盐酸
易错提示:
①不能用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内,使制得的二氧化碳不纯。
②不能用硫酸,硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙,硫酸钙