考前回归--碳及其化合物

考前回归--碳及其化合物1、碳单质（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。①可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。注意：铅笔不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。②无定形碳：焦炭、木炭、活性炭、炭黑等，由石墨的微小晶体和少量杂质构成。活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有强烈的吸附性，可用于：制糖工业、防毒面具里的滤毒罐。（3）C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。[来源:Zxxk.Com]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。（二）碳单质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，化学性质稳定碳原子的最外层有4个电子，既不容易得电子，也不容易失去电子，因此常温下碳的化学性质比较稳定。档案材料一般用碳素墨水书写；古代书画历经百年也安然无恙；木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。（2）碳具有可燃性：C+O2CO2（充分燃烧）2C+O22CO（不充分燃烧）碳在氧气中燃烧现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。（3）碳具有还原性：可用于冶金工业。实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。3、二氧化碳（一）物理性质对应的探究实验无色无味，常温常压下为气体。固态的二氧化碳叫干冰。（1）一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。【实验结论】①一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；②一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。（2）二氧化碳能溶于水。[来源:Z§xx§k.Com]【实验操作】如图（2）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。【实验现象】瓶体变瘪。【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。【实验结论】二氧化碳能溶于水。（二）化学性质（1）一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。（2）二氧化碳能与水反应生成碳酸。【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。【实验现象】①第一朵小花变红；②第二朵小花不变色；③第三朵小花不变色；④第四朵小花变红；⑤第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。【实验分析】①醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；②水不能使紫色石蕊变红；③二氧化碳不能使紫色石蕊变红；④二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；⑤说明碳酸被分解了。【化学方程式】CO2+H2O==H2CO3和H2CO3===H2O+CO2↑（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O该反应可鉴定二氧化碳气体。（4）二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）（5）二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO该反应是吸热反应。（CO2—氧化剂，C—还原剂）；该反应也可将二氧化碳变为一氧化碳。（三）二氧化碳的实验室制法（1）原料：大理石或石灰石、稀盐酸。不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）（4）收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）（5）检查装置的气密性：先用止水夹夹住导气管，再从长颈漏斗中加水，当水没过下端管口后，若水3、一氧化碳（一）物理性质无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。（二）化学性质（1）一氧化碳具有可燃性2CO+O22CO2燃烧的现象：①发出蓝色火焰；②放热；③生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。煤炉从上至下，常发生的三个反应：2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2（2）一氧化碳具有还原性CO+CuOCu+CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2（3）一氧化碳具有毒性。原因：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。注意：由于一氧化碳难溶于水，因此在室内摆放一盆水无法预防煤气中毒。（三）用途（1）可燃性：作气体燃料（2）还原性：冶炼金属（3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2）。Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜的实验：实验操作：①先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度；②点燃酒精灯；③熄灭酒精灯；④再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。[来源:学科网ZXXK]实验现象：黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。注意事项：④因为CO污染空气，所以尾气中的CO气体要经过处理。可将尾气点燃⑤澄清石灰水的作用：①证明反应生成二氧化碳；②除去装置内的二氧化碳。Ⅱ、一氧化碳还原氧化铁的实验实验装置和实验操作：与上面的实验类似（⑥下的酒精灯要换成酒精喷灯）实验现象：红色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。Ⅲ、工业铁的冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。C+O2CO2；C+CO22CO；3CO+Fe2O32Fe+3CO2深度梳理1、二氧化碳和一氧化碳性质的比较对比项目CO2CO物理性质无色无味气体，能溶于水，密度比空气大，干冰易升华无色无味气体，难溶于水，密度比空气略小化学性质可燃性一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧有可燃性2CO+O22CO2还原性没有还原性，有较弱的氧化性C+CO22CO有还原性CO+CuOCu+CO2与水反应与水反应CO2+H2O=H2CO3不能与水反应与石灰水的反应（碱）与石灰水反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O不能与石灰水反应毒性无毒有剧毒主要用途可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料气体燃料、高炉炼铁对环境的影响造成温室效应污染空气2、碳单质和一氧化碳性质的比较对比项目CCO相同可燃性有可燃性有可燃性点C+O2CO2；2C+O22CO2CO+O22CO2还原性有还原性C+2CuO2Cu+CO2↑；CO+CuOCu+CO2有还原性CO+CuOCu+CO2；3CO+Fe2O32Fe+3CO2用途常用作燃料和作还原剂冶炼金属常用作燃料和作还原剂冶炼金属不同点属于固体单质，常温下化学性质稳定属于气体化合物，具有毒性