第6单元 碳和碳的氧化物

一、碳的几种单质

(资料图片)

金刚石

石墨

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：

活性炭

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:

木炭燃烧

完全燃烧(氧气充足),生成CO₂: C+O₂点燃CO₂

不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O₂点燃2CO

4、还原性：

C+2CuO高温 2Cu+CO₂↑ （置换反应） 应用：冶金工业

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（有毒）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

气体收集方法

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↑

不能用浓盐酸（产生的气体不纯含有HCl），不能用稀硫酸（生成的CaSO₄微溶于水，覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行

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。

验证方法

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高温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高温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↑）：既利用其物理性质，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点燃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^高温 H₂ + CO）

2）还原性： CO+CuO△ 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高温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△ Cu+CO₂

CaO[CaCO₃]只能煅烧（不可加盐酸）CaCO₃高温CaO+CO₂↑

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

（CO₃^2-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）

4、自然界中碳的循环

（1）大气中二氧化碳产生的主要途径：化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸

（2）大气中二氧化碳的消耗：二氧化碳溶于水、植物的光合作用

5、C、CO、CO₂的转化

6、应用

（1）利用了CO₂不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大的性质，做灭火剂。（2）CO₂能与NaOH反应，解释NaOH溶液露置空气中变质现象。CO₂能与Ca(OH)₂反应产生白色沉淀，利用这一反应检验CO₂或Ca(OH)₂溶液（3）一氧化碳作为还原剂冶炼金属，并注意尾气处理。

（4）CO₂、CO的性质与功用、危害关系