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第6单元 碳和碳的氧化物

一、碳的几种单质

1、金刚石(C)是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。

2、石墨(C)是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等

金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。

CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。

活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

二、单质碳的化学性质:

单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!

1、常温下的稳定性强

2、可燃性:

完全燃烧(氧气充足),生成CO2: C+O2图片CO2

不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O2图片2CO

3、还原性：C+2CuO图片2Cu+CO2↑ (置换反应)

应用：冶金工业

现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

2Fe2O3+3C图片4Fe+3CO2↑

三、二氧化碳的制法

1、实验室制取气体的思路：(原理、装置、检验)

(1)发生装置：由反应物状态及反应条件决定：

反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。

反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。

(2)收集方法：气体的密度及溶解性决定：

难溶于水用排水法收集

CO只能用排水法

密度比空气大用向上排空气法

CO2只能用向上排空气法

密度比空气小用向下排空气法

2、二氧化碳的实验室制法

1)原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

2) 选用和制氢气相同的发生装置

3)气体收集方法：向上排空气法

4)验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。

验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。

3、二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：CaCO3图片CaO+CO2↑

生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2

四、二氧化碳的性质

1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰

2、化学性质:

1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸

2)与水反应生成碳酸：CO2+H2O==H2CO3

生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，

H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解

3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应用于检验二氧化碳。

4)与灼热的碳反应： C+CO2图片2CO

(吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂)

3、用途：灭火(灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)

既利用物理性质，又利用其化学性质

干冰用于人工降雨、制冷剂，温室肥料

4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。

五、一氧化碳

1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水

2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。

3、化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质：①可燃性 ②还原性)

1)可燃性：2CO+O2图片2CO2 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度

H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。

CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。

CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。

鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物(不可根据火焰颜色)(水煤气：H2与CO 的混合气体 C + H2O图片 H2 + CO)

2)还原性：CO+CuO图片Cu+CO2 (非置换反应)

应用：冶金工业

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

Fe2O3+3CO图片2Fe+3CO2(现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。)

除杂：CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液： CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O

CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO图片Cu+CO2

CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸) CaCO3图片CaO+CO2↑

注意：检验CaO是否含CaCO3加盐酸 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

(CO32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。)