考点1 金刚石、石墨和C60
1.碳单质的物理性质比较
*C60 中的60是指:一个C60分子中含有60个碳原子。
*同种元素组成的物质不一定是单质,可能是混合物。(如O2和O3混合;红磷和白磷混合等)
*同种元素组成的纯净物才是单质。
石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石,二者是碳元素组成的不同单质,该转化是化学变化。
考点2 无定形碳
物质的结构决定性质,性质决定用途。
1.无定形碳分类
①木炭和活性炭:有疏松多孔结构,具有吸附性,可吸附色素、异味等。
②木 炭:用于除去食品和工业产品里的色素,作冰箱去味剂等。
③活性炭:活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气,
制糖工业中白糖脱色,用于净水器、冰箱除味剂,环保活性炭包等。
④焦 炭:用于冶炼金属。
⑤炭 黑:制造黑色染料,油墨,油漆等,添加到橡胶里做补强剂,增强耐磨性。
(碳和炭的区别:“碳”是元素名称,并不指具体某种物质;“炭”表示由碳元素组成的具体物质)
考点3 碳单质的化学性质
碳的几种单质物理性质各异,而化学性质却相似。
1.常温下化学性质不活泼(原因:碳原子的最外层电子数为4,不易得失)
用途:用炭黑制成的墨书写绘画,档案用碳素墨水书写,木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
2.可燃性(作燃料)
3.还原性
考点4 氧化还原反应
1.碳还原金属氧化物 (用于工业冶炼金属)
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2.氧化还反应分析
氧化反应:物质结合氧元素的反应。
还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂:在反应中提供氧元素的物质,具有氧化性,如CuO;
还原剂:在反应中得到氧元素的物质,具有还原性,如C、CO、H2等;
3.碳与二氧化碳反应:C + CO22CO(吸热反应)
4.补充:置换反应:一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
考点5 二氧化碳制取的研究
1.工业制二氧化碳
煅烧石灰石 CaCO3高温CaO+CO2↑
(石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3;氧化钙CaO俗称生石灰;氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰)
2.实验室制二氧化碳:
(1)药品:块状石灰石(或大理石)和稀盐酸(均为混合物)
(2)反应原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末?反应速率太快,不易控制。
②为什么不用浓盐酸?浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢(HCl)气体使制得的二氧化碳不纯。
③为什么不用稀硫酸?生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面,阻碍反应的进一步进行。
(3)检验方法:
将制得的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则证明是二氧化碳。
(4)验满方法:
用燃着的木条,放在集气瓶口,木条熄灭,证明二氧化碳气体已经收集满。
考点6 气体制取的一般思路
1.发生装置
选择依据:反应物的状态(固、液、气);反应条件(是否加热)
补充改进装置:
2.收集装置
选择依据:
气体的溶解性;气体的密度(气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断)
考点7 二氧化碳性质
1.物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固态二氧化碳(干冰)
2.证明二氧化碳的密度大于空气
生活小贴士:因为二氧化碳密度大于空气,且不能供给呼吸,进入久未开启的菜窖或干涸的深井前,做灯火实验。
3.证明二氧化碳与水反应(资料:紫色石蕊试液遇酸性溶液变红)
4.证明二氧化碳与澄清石灰水反应
操作:将二氧化碳通入澄清石灰水;
现象:澄清石灰水变浑浊:
化学反应方程式:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O(用于检验二氧化碳气体)
考点8 二氧化碳的用途
考点9 自然界碳氧循环
1.自然界的二氧化碳循环
(1)产生二氧化碳:动植物呼吸、化石燃料的燃烧等
(2)消耗二氧化碳:植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气,海水吸收二氧化碳。
2.温室效应
(1)温室效应加剧产生的原因:大气中二氧化碳、甲烷、臭氧等温室气体增多;森林因为天灾和人类的乱砍滥伐,导致CO2的消耗减少,引起全球气候变暧;
(2)危害:全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等;引起暴雨、洪水等灾害,极端气候事件发生的频率和强度增加;影响自然生态系统,改变生物多样性。
(3)防治措施:减少使用化石燃料;开发清洁能源(如核能、太阳能、风能、地热能等);植树造林,严禁乱砍滥伐;采用物理或化学方法,人工吸收二氧化碳。
提倡低碳生活:“低碳”生活中的“低碳”就是较低的二氧化碳排放。
考点10 一氧化碳
1.产生:①碳的不完全燃烧,化学方程式2C+O2点燃2CO;②含CO的燃料泄漏。
2.中毒生理过程:CO极易与血液中的血红蛋白结合,结合能力是氧气的200~300倍,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。
处理方法:①万一CO中毒了,怎么急救?轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的立即送医院医治。
②万一煤气泄漏,怎么处理?及时关闭阀门,开窗通风。
③冬天用煤火取暖时,应该注意什么?一定要装烟囱,并注意开窗通风,防止中毒。
④用煤炭取暖时,火炉上放一盆水,可以预防中毒吗?不能,因为CO难溶于水。
⑤煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体,为什么? 便于泄漏时及时发现。
⑥检查煤气泄漏的时候怎么检漏?用肥皂水检验,有气泡产生说明漏气了。
3.可燃性
①纯净的CO安静的燃烧,产生蓝色火焰,用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,澄清石灰水变变浑浊。
②燃烧的化学方程式:2CO+O2点燃2CO2
澄清石灰水变浑浊的化学方程式:CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O
③用途:作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度(验纯)。
煤炉底部:C+O2点燃CO2
煤炉中部:C+CO2高温2CO
煤炉上口:2CO+O2点燃2CO2
4.还原性
在 CO+CuO △ Cu+CO2 中,CO得氧被氧化, CO具有还原性,作还原剂,用途:冶炼金属。
★CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同。
考点11 气体的鉴别和除杂
1.鉴别:二氧化碳和一氧化碳
2.除杂:括号外为主要物质,括号内为杂质。
CO【CO2】通入足量的石灰水(或氢氧化钠溶液)吸收
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ 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↑
3.实验室制取二氧化碳气体除杂和净化
考点12 碳和碳的氧化物转化关系