第6单元知识小结(xuean)

第六单元碳和碳的氧化物知识点1、碳的单质（1）金刚石：①物理性质：金刚石是无色、透明的正八面体形状的固体，是天然存在的最硬物质，不导电，不导热，无润滑性。②用途：用于划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等。（2）石墨：①物理性质：石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体，质软，导电性优良，导热性良好，有润滑性。②用途：用于电极、铅笔芯、润滑剂等。（3）几种无定形碳的比较：颜色、状态制法用途木炭灰黑色的多孔性固体木材隔绝空气加强热作燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭，有吸附作用活性炭灰黑色的多孔颗粒状固体木炭在高温下用水蒸气处理净化多种气体和液体，作防毒面具，有吸附作用焦炭浅灰色多孔性固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，作橡胶制品的填料（4）其他碳单质：①C60分子：是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。②碳纳米管：由碳原子构成的管状大分子。2、碳的化学性质（1）在常温下，具有稳定性。（2）碳跟氧气反应：①在氧气充足的条件下，碳在氧气充分燃烧，生成二氧化碳，放出热量；②在氧气不充足的条件下，碳发生不充分燃烧，生成一氧化碳，放出热量。（3）碳跟某些氧化物的反应（还原性）：木炭还原氧化铜实验现象：导出的气体使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末中有红色固体生成。注意：①碳单质作还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温；②操作时注意试管口要略向下倾斜；③配置混合物时木炭粉应稍过量些，目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化。（4）常见的反应：C+2CuO高温2Cu+CO2↑；C+CO2高温2CO。3、氧化－还原反应有得失氧的反应叫做氧化-还原反应。得到氧的为还原剂，还原剂被氧化，发声氧化反应，得到的产物是氧化产物；失去（提供）氧的为氧化剂，氧化剂被还原，发声还原反应，得到的产物是还原产物；4、实验室制取气体实验的设计思路与方法（1）需要研究实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。（2）需要研究制取这种气体所采用的实验装置。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。①气体发生装置：a．反应物的状态：固体与固体反应；固体与液体反应；液体与液体反应。b．反应条件：常温；加热；加催化剂等。②气体收集装置：a．排空气法：密度比空气大用向上排空气法；密度比空气小用向下排空气法。b．排水法：不易溶于水、不与水发生反应时，可用排水法。（3）二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较反应物状态反应条件气体密度与空气相比是否与水反应二氧化碳固体和液体无比空气大是氧气固体加热比空气大否固体和液体无比空气大否5、实验室制取二氧化碳（1）反应药品：稀盐酸跟大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）反应。（2）反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑（3）发生装置的选择：由于反应物是块状的大理石火石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的二氧化碳能溶于水，因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下，由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多，常用大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶。（4）收集装置的选择：收集二氧化碳可根据它的性质去考虑：因为二氧化碳溶于水，并且部分与水反应生成碳酸，故不用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大，故可用向上排空气法收集。（5）实验步骤：①检查装置的气密性；②装块状药品大理石或石灰石；③塞紧双空胶塞；④由长颈漏斗加液体；⑤收集气体。（6）注意事项：①长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸散；②反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；③不加热；④集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以利于排净空气。（7）验满、检验及净化：①验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明瓶内已充满二氧化碳。②检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明是二氧化碳气体。③净化：若制取二氧化碳中混有少量的氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠容液的洗气瓶（除去氯化氢气体），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。6、二氧化碳的工业制法：（1）原理：高温煅烧石灰石，产生生石灰，副产品是二氧化碳。（2）化学方程式：CaCO3CaO＋CO2↑7、二氧化碳的性质：①物理性质：一般情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体,沸点为-78.5℃,密度比空气大,能溶于水。②化学性质：二氧化碳不能燃烧，一般情况下也不支持燃烧，不能供给呼吸，二氧化碳与水反应能生成碳酸，能使澄清的石灰水变浑浊。8、二氧化碳的用途及对环境的影响：（1）灭火：因为二氧化碳不能燃烧又不支持燃烧，同时二氧化碳的密度又比空气大，因此常用二氧化碳灭火。（2）干冰：固态的二氧化碳叫干冰，可用作制冷剂和人工降雨。（3）绿色植物的光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。（4）温室效应：①大气中的二氧化碳能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。②导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其余的还有臭氧、甲烷、氟氯代烷等。③温室效应会使两极冰川融化，海平面上升，淹没部分沿海城市，会使土地沙漠化加快，农业减产。④防止温室效应的措施有：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；更多的利用太阳能、风能、水能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐。9、一氧化碳的性质及用途：（1）物理性质：通常情况下，是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。（2）化学性质：一氧化碳具有可燃性，点燃后与氧发生反应生成二氧化碳；一氧化碳具有毒性，煤气中毒就是一氧化碳引起的；一氧化碳具有还原性。（3）用途：①用作气体燃料；②冶炼金属。原理：C+2CuO高温2Cu+CO2↑实验步骤：①按(上图)从下到上安装好仪器，试管口略向下倾斜。②将木炭粉和黑色氧化铜分别充高温分烘干后，按一定的质量比称取两种黑色粉末。放入研钵中反复研碎、混匀。③用药匙或小纸槽将黑色混合物放进试管底部，塞上带有橡皮塞的直角玻璃导管，玻璃导管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的试管中。④点燃酒精灯，先预热试管，然后集中在盛有混合粉末处加强热。几分钟后，可观察到澄清石灰水变浑浊。⑤拔下橡皮塞，熄灭酒精灯，待试管自然冷却后，将试管中的混合物倒在一张白纸上。⑥混合粉末中有红色的单质铜生成。要点提示氧化铜与碳的配比：由化学方程式计算，氧化铜与碳的质量比应当是13∶1，在实际操作中，氧化铜粉与炭粉的质量比控制在(9～13)∶1的范围内效果较好。（22Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。含氧化合物提供氧的性质叫做氧化性，含氧化合物是氧化剂；夺取含氧化合物中氧的物质是还原剂，它的这种性质叫做还原性。用于冶金工业，如3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑要点提示①氧化剂和和还原剂描述的对象是反应物，还原反应和氧化反应描述的是反应过程，氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。如：反应2CuO+C2Cu+CO2↑。氧化铜失去氧而变成单质铜，氧化铜被还原发生了还原反应。木碳得到氧变成二氧化碳，木碳被氧化发生了氧化反应。木炭使氧化铜还原为铜，木炭具有还原性，是一种还原剂。氧化铜能使木炭氧化为②氧化反应和还原反应同时发生，不可能在一个反应中，只有物质发生氧化反应，没有物质发生还原反应。也就是说在同一反应中，有氧化剂，也有还原剂。问题·思路·探究问题1：思路:吸附是各种固体表面都有的性质。一定质量的吸附剂，吸附能力的大小决定于其表面积的大小，表面积越大，吸附能力越强。被吸附的气体物质的分子越大（半径越大）——相对分子质量越大，沸点越探究:木炭和活性炭的吸附是将被吸附物（有色液体、气体、有毒气体等）吸在表面（细管道内），这个变化并没有新物质生成，因此是物理变化。由于活性炭是将木炭在隔绝空气的条件下，通过水蒸气气流问题2：思路：由于同一种元素可以组成不同种单质，元素已经发现了109种，那么单质的种类就要更多了。注探究：同一种元素不仅能够组成一种单质，有的还能组成多种单质，如碳元素可组成金刚石、石墨、C60等几种单质；磷元素可组成红磷、白磷等单质；氧元素可组成氧气、臭氧等单质。典题·热题·新题例1：碳元素有金刚石、石墨和无定形碳等多种单质，下列关于碳单质的叙述正确的是（）A.都是黑色固体B.C.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳D.思路解析：金刚石是无色透明的，所以A选项不对；这几种物质正是因为碳原子排列方式不同所以结构不同，是不同的物质，所以B选项错；金刚石、石墨和无定形碳都是碳元素形成的单质，其燃烧产物相同，都是二氧化碳；这三种物质中，只有无定形碳是疏松多孔的物质，具有吸附性，能使红墨水褪色，所以D答案：C深化升华该题考查了对同种元素可以组成不同单质的理解，进一步提高了对组成结构决定性质、性质决定用途基本原理的认识。金刚石、石墨和无定形碳等单质都是由碳元素组成的，虽组成元素完全一样，但因结构不同,又是完全不同的几种物质，性质差别很大。如金刚石无色透明、硬度极大、不导电，石墨呈灰黑色、质软、具有良好的导电性，木炭、活性炭有较强的吸附性等，用途也各不相同。例2：1985年科学家发现的C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球（图C），因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子（图D）。图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图，图中小黑点均代表碳原子。思路解析：由于碳原子排列方式的不同，导致它们的物理性质有较大差异。金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳原子构成的碳单质，它们的化学性质（常温下稳定性、可燃性、还原性）是相同的，而且由于碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子，决定了这些碳单质在常温下性质稳定。证明足球烯和碳钠米管都是由碳元素组成的，首先利用其可燃性说明其含有碳元素，其次通过定量测定证明其答案：（1）碳原子的排列方式不同。（2）不活泼，因为碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子。（3）将足球烯放在充满氧气的密闭容器里使之燃烧，测定其生成物是二氧化碳，且二氧化碳里所含碳的分析题目时应将足球烯和碳纳米管的结构、性质与金刚石和石墨的结构、性质相联系。例3：据《美国化学杂志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80MPa下合成出金刚石，具有深远意义。下列说法不正确的是…（）A.B.C.D.思路解析：判断过程属于物理变化还是化学变化的关键是看是否产生新的物质，由二氧化碳合成金刚石答案：B深化升华此题综合性较强，考查的知识点较多，既有概念方面的问题，又有化学性质方面的问题，如钠被氧化最终生成碳酸钠，还有理论方面的问题，如共价键。只要这些基本知识比较扎实，此问题不难解决。例4：水煤气厂生产煤气，将水加热成蒸气，通过赤热的碳，得到氢气和一氧化碳。王老师为了说明其化学原理，画出了如图所示的卡通片，其中A图表示（物质），是剂；B图表示（物质），是剂；写出该反应的化学方程式AB思路解析：根据氧化还原反应的原理，氧化剂给出氧原子，还原剂得到氧原子，从反应H2O+C高温H2+CO可看出，H2O答案：H2O氧化C还原H2O+C高温H2+CO深化升华本题首先要学会读图片，根据图片提供的信息，给出氧原子的应该是水，得到氧原子的应该是碳。原理：C+2CuO高温2Cu+CO2↑实验步骤：①按(上图)从下到上安装好仪器，试管口略向下倾斜。②将木炭粉和黑色氧化铜分别充分烘干后，按一定的质量比称取两种黑色粉末。放入研钵中反复研碎、混匀。③用药匙或小纸槽将黑色混合物放进试管底部，塞上带有橡皮塞的直角玻璃导管，玻璃导管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的试管中。④点燃酒精灯，先预热试管，然后集中在盛有混合粉末处加强热。几分钟后，可观察到澄清石灰水变浑浊。⑤拔下橡皮塞，熄灭酒精灯，待试管