1、碳的穩定性
碳原子核内質子數為6,原子結構示意圖最外層有4個電子,既不容易得電子,也不容易失電子,所以常溫下碳單質的化學性質不活潑。它受日光照射或與空氣、水充分接觸,都不容易起變化。
2、碳與氧氣的反應---可燃性
在點燃的條件下,單質碳能在氧氣(或空氣)裡燃燒,放出熱量,碳可作燃料。
碳在氧氣中燃燒:(寫出下列化學反應方程式)
①(O2充足)C O2==點燃==CO2
②(O2不足)2C O2==點燃==2CO
3、碳與某些氧化物的反應---還原性
高溫下,單質碳能和某些氧化物反應,奪取這些氧化物中的氧,表現出還原性。
(1)木炭還原氧化銅的實驗
【實驗裝置】
【實驗步驟】
①檢查裝置氣密性。(思考:如何檢查?)
②把剛烘幹的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,小心地鋪放進試管,并将試管固定在鐵架台上,導管的另一端插入盛有澄清石灰水的試管中。
③先預熱,然後再用酒精燈集中加熱。
④先撤出導管,待試管冷卻後再把試管裡的粉末倒在紙上,觀察現象。
【實驗現象】黑色粉末逐漸變為紅色固體,澄清石灰水變渾濁。
【實驗結論】碳和氧化銅在高溫條件下反應生成銅和二氧化碳。
【注意事項】
①酒精燈加網罩的目的: 集中火焰、升高溫度 。
②停止加熱時,先撤出導管,目的: 防止水倒吸到試管,導緻試管炸裂 。
③冷卻後再把試管裡的粉末倒出,目的: 防止産物銅高溫下被氧化 。
④試管口略向下傾斜,原因 : 防止水珠倒流至底部導緻試管炸裂 。
(2)工業上,用焦炭和鐵的氧化物(赤鐵礦)反應冶煉鐵:
①赤鐵礦:3C 2Fe2O==高溫==34Fe 3CO2↑
現象:固體由紅色逐漸變成銀白色,同時黑色的固體減少,有能使純淨的石灰水變渾濁的氣體生成
②磁鐵礦:2C Fe3O4==高溫==3Fe 2CO2↑
現象:固體由黑色逐漸變成銀白色,同時黑色的固體減少,有能使純淨的石灰水變渾濁的氣體生成
(3)高溫條件下,單質碳還能與水、二氧化碳反應:
①碳和水:C H2O(g)==高溫==H2 CO
現象:生成的混合氣體叫水煤氣,都是可以燃燒的氣體
②碳和二氧化碳:CO2 C==高溫==2CO -----------工業制煤氣
現象:黑色固體逐漸減少
4、氧化還原反應
以木炭和氧化銅反應為例:C 2CuO==高溫==2Cu CO2↑
(1)氧化反應、還原反應
①氧化反應:木炭的化合價升高,像這樣化合價在反應前後升高的反應叫做氧化反應。
②還原反應:銅的化合價降低,像這樣化合價在反應前後降低的反應叫做還原反應。
(2)氧化劑、還原劑———反應物
①氧化劑:化合價降低元素所在的反應物是氧化劑。
②還原劑:化合價升高元素所在的反應物是還原劑。
(3)氧化性:氧化劑具有氧化性
還原性:還原劑具有還原性
該例子中C發生氧化反應,C為還原劑,具有還原性。
CuO發生還原反應,為氧化劑,具有氧化性。
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