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第六单元 碳和碳的氧化物

发布人:admin | 来自:思而学教育网 |  发布时间:2011-03-30 15:20:21  |  点击次数:1867
第14  碳及一氧化碳的性质、用途
一、基本考点
考点1.碳的几种单质的性质和用途
(1)金刚石和石墨的物理性质和用途(见表6-14-1):
6-14-1
物质
金刚石
石墨
色、态
无色透明正八面体形状的固体,琢磨后有夺目光泽
深灰色不透明细鳞片状的固体,有金属光泽
硬度
最硬的矿物之一(坚硬)
最软的矿物之一(质软)
熔点
导电性
不导电
良好
导热性
不导热
良好
用途
钻头、划玻璃、装饰品
电极、润滑剂、铅笔芯
(2)无定形碳:①构成:无定形碳都是由石黑的微小晶体和少量杂质构成的,无定形碳都是混合物。②分类:无定形碳包括木炭、活性炭、焦炭和炭黑四种。③用途:木炭和活性炭具有吸附作用,能把大量的气体或染料等微小粒子吸附在它的表面,活性炭的吸附作用比木炭强,防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的,制糖工业中利用活性炭来脱色以制白糖;焦炭常用于冶金工业,用于冶炼生铁;炭黑常用于制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料等。
(3)碳的化学性质:在常温下,碳的化学性质不活泼,表现出稳定性,随着温度升高,化学活动性大大增强,表现出可燃性和还原性。①可燃性:a. 碳与充足的氧气反应:
b. 碳不充分燃烧时:。②还原性: a. 碳还原氧化铜: 。现象:黑色粉末逐渐变成红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊;b.碳还原二氧化碳:。
考点2.一氧化碳的性质和用途
(1)一氧化碳的物理性质:一氧化碳通常是无色、无味、有毒的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)一氧化碳的化学性质:①可燃性:a. 现象:一氧化碳能燃烧,发出蓝色火焰,放出热量,罩在火焰上方的烧杯内壁上附着的澄清石灰水变浑浊;b. 化学方程式: ;c. 注意:点燃一氧化碳前要验纯。②还原性;一氧化碳能将CuO(金属氧化物)还原成铜,同时生成二氧化碳:CO+CuO == Cu+CO2,因此一氧化碳可用于冶金工业。
(3)一氧化碳还原氧化铜的实验。操作顺序:与H2还原CuO的实验操作顺序一样,先通CO,再加热;实验完毕,先停止加热,继续通CO至试管冷却。尾气处理:因CO有剧毒,不能随意排入空气中,处理的基本原则是将CO燃烧掉,转化为无毒的CO2或收集备用。
(4)一氧化碳的毒性、产生方式及用途:①一氧化碳的毒性:CO和人体血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力强,人吸入CO会造成人体缺氧,严重者会致死。②产生CO的三种主要方式:a. 氧气的量不足,碳燃烧不充分:③;b. CO2遇到炽热的碳;;c. 碳与水蒸气高温条件下反应: (水煤气)。③一氧化碳的用途:CO具有可燃性,可作燃料;CO具有还原性,可用来冶炼金属,如炼铁等。
二、能力与综合考点
考点3.木炭和活性炭的吸附作用(拓展考点)
气体或溶液里的物质被吸附到固体表面的作用叫吸附作用,它属于物理变化。木炭和活性炭都有吸附性,因为它们都具有疏松多孔的结构而形成很大的表面积,表面积愈大,吸附能力愈强。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到的,它具有更大的表面积,因此,活性炭的吸附能力比木炭更强。
考点4.一氧化碳的检验方法(实际应用考点)
CO的检验方法有:(1)点燃待检气体,若火焰呈蓝色,则先用干燥小烧杯罩在火焰上方,无水珠,再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方,若出现白色浑浊物,则气体为CO;(2)将待检气体通过灼热的CuO,若出现红色的物质,且产生的气体不能使无水CuSO4变色而能使澄清石灰水变浑浊,则气体为CO。
三、创新考点
考点5.碳元素形成的其他单质(开放性考点)
近年来科学家们发现,除金刚石、石墨外,还有一些由碳元素形成的单质,如C60、纳米碳管等。一个C60分子是由60个碳原子构成的形似足球状的大分子,共有32个面的近似足球的结构中共有60个顶点,各有一碳原子。目前,人们对C60分子及纳米碳管的结构和反应的认识正在不断深入,它们在材料科学、超导体等方面的应用正在深入地研究。
第15   二氧化碳的性质、用途及制法
一、基本考点
考点1.二氧化碳的性质和用途
(1)二氧化碳的物理性质:通常状况下二氧化碳是无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水,固体二氧化碳俗称“干冰”,干冰升华时需要吸收大量的热。(2)二氧化碳的化学性质:①不能燃烧,也不能支持燃烧;不能供给呼吸;②二氧化碳与水反应生成碳酸:,碳酸能使紫色石蕊试液变红。碳酸不稳定,受热易分解,③二氧化碳和澄清石灰水反应:二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应,生成不溶于水的白色物质碳酸钙,使澄清的石灰水变浑浊,,利用此反应可以鉴定CO2的存在。(3)二氧化碳的用途:①可用于灭火;②做制冷剂、人工降雨;③制汽水;④可用作温室肥料;⑤重要的化工原料,制纯碱、尿素等。
考点2.二氧化碳的实验室制法
(1)药品:石灰石(或大理石)和稀盐酸。(2)反应原理:CaCO3↑+H2。(3)实验装置:类似于制氢气的装置,因为实验室制取CO2是常温下用固体和液体反应制得的。(4)收集方法:因为CO2能溶于水,不能用排水法收集;CO2的密度比空气大,可用向上排空气法收集。(5)检验方法:验证:把制得的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,证明这种无色气体是CO2。验满:把燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,证明瓶内已充满CO2。(6)注意:实验室制取CO2不能用碳酸钠代替大理石(或石灰石),原因是反应速率太快,不宜收集;不能用浓盐酸代替稀盐酸,原因是浓盐酸易挥发,使收集的CO2气体中混有较多氯化氢气体;也不能用稀硫酸代替稀盐酸,原因是生成的CaSO4微溶于水,覆盖在大理石(或石灰石)表面,阻止反应续续进行。 O+2HCl==CaCl2+CO2
二、能力与综合考点
考点3.实验室制取气体的总结(学科内综合考点)
(1)实验室制取气体的一般思路:若要制取气体,首先研究生成该气体的化学反应原理,就是要研究在实验条件下(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;第二,需要研究制取这种气体所采用的实验装置;第三,需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。
(2)气体发生装置:①选择发生装置的原理:根据反应物的状态和反应条件。②常用发生装置:a.固体或固体混合物在加热条件下制取气体。此装置用于实验室制O2(氯酸钾和二氧化锰混合加热或高锰酸钾加热)。在信息给予题中可能出现用该装置制取NH3、CH4等气体。此装置也可用于Cu2的受热分解、木炭还原氧化铜等;b.固体与液体反应不需加热制取气体。此装置可用于实验室制取H2(用锌粒与稀盐酸或稀硫酸反应)、实验室制CO2(用大理石或石灰与石与稀盐酸反应),此装置还可能出现在信息给予题中用于制H2等气体。S(OH)2CO3
(3)气体收集方法:气体的收集方法取决于所制气体的溶解性和密度等,常见的方法有:①排水法:凡是不易溶于水(难溶、微溶)且不与水发生化学反应的气体都可用此法。操作时注意事项:a. 导气管刚过集气瓶口即可;b. 集气瓶中要预先装满水,用玻璃片盖住,倒置于水槽中,注意不要留气泡;c. 排水法收集时,实验刚开始有气泡冒出不宜立即收集,等气泡连续均匀出现后再收集。②排空气法可分为:a. 向上排空气法:气体密度大于空气的密度(相对分子质量>29),如:O2、CO2;b. 向下排空气法:气体密度小于空气的密度(相对分子质量<29),如:H2。操作时注意事项:a. 用排空气收集时,导管要伸入试管或集气瓶底部;b. 用向下排空气法收集满的集气瓶,要盖上玻璃片倒置于桌上。
考点4.温室效应(拓展考点)
随着工业生产的发展和人类生活水平的提高,煤、石油、天然气等矿物燃料的需求量不断增大,它们燃烧后放出大量二氧化碳气体。而由于一些天灾和人为的乱砍滥伐,能吸收二氧化碳的大片森林却在不断消失。因此,每年都有大量的二氧化碳进入大气,使大气中的二氧化碳的含量增大。在地球的大气层中,二氧化碳等气体能像温室的玻璃那样起保温作用。这就是所谓的“温室效应”。由温室效应引起的全球性气候变暖,将给人类带来严重后果。如严重的旱涝灾害,沙漠地区扩大,对农业、渔业、沿海生态系统、野生生物等都产生不良影响,人类应高度重视。为了保护我们人类赖以生存的地球,应该采取措施防止温室效应的进一步发展。可以采取的措施有:大量植树造林,禁止乱砍滥伐;减少使用煤、石油、天然气等化石燃料,更多地利用核能、太阳能、风能、地热等。
三、创新考点
考点5.检验二氧化碳气体的方法(开放性考点)
鉴别CO2气体可根据其他待鉴别的物质的性质选用以下方法:(1)通入澄清石灰水中,溶液变浑浊的为二氧化碳(如区别CO2和CO)。(2)通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液变红的为二氧化碳(如区别CO2和N2)。(3)使燃着的木条熄灭的气体为二氧化碳(如区别CO2和O2)。
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