第6單元 碳和碳的氧化物
一、碳的幾種單質
金剛石
石墨
金剛石和石墨的物理性質有很大差異的原因是:碳原子的排列不同。
CO和CO2的化學性質有很大差異的原因是:分子的構成不同。
3、無定形碳:
活性炭
由石墨的微小晶體和少量雜質構成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有強烈的吸附性,焦炭用于冶鐵,炭黑加到橡膠裡能夠增加輪胎的耐磨性。
二、.單質碳的化學性質:
單質碳的物理性質各異,而各種單質碳的化學性質卻完全相同!
1、常溫下的穩定性強
2、可燃性:
木炭燃燒
完全燃燒(氧氣充足),生成CO2 : C O2點燃CO2
不完全燃燒 (氧氣不充足),生成CO:2C O2點燃2CO
4、還原性:
C 2CuO 高溫 2Cu CO2↑ (置換反應) 應用:冶金工業
三、二氧化碳的制法
1、實驗室制取氣體的思路:(原理、裝置、檢驗)
(1)發生裝置:由反應物狀态及反應條件決定:
反應物是固體,需加熱,制氣體時則用高錳酸鉀制O2的發生裝置.
反應物是固體與液體,不需要加熱,制氣體時則用制H2的發生裝置。
(2)收集方法:氣體的密度及溶解性決定:
難溶于水用排水法收集 CO(有毒)隻能用排水法
密度比空氣大用向上排空氣法 CO2隻能用向上排空氣法
密度比空氣小用向下排空氣法
氣體收集方法
2、二氧化碳的實驗室制法
1)原理:用石灰石和稀鹽酸反應: CaCO3 2HCl==CaCl2 H2O CO2↑
不能用濃鹽酸(産生的氣體不純含有HCl),不能用稀硫酸(生成的CaSO4微溶于水,覆蓋在大理石的表面阻止了反應的進行
2) 選用和制氫氣相同的發生裝置 3)氣體收集方法:向上排空氣法
4)驗證方法:将制得的氣體通入澄清的石灰水,如能渾濁,則是二氧化碳。
驗證方法
驗滿方法:用點燃的木條,放在集氣瓶口,木條熄滅。證明已集滿二氧化碳氣體。
3、二氧化碳的工業制法:煅燒石灰石: CaCO3高溫CaO CO2↑
生石灰和水反應可得熟石灰:CaO H2O=Ca(OH)2
四、二氧化碳的性質
1、物理性質:無色,無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,高壓低溫下可得固體----幹冰
2、化學性質:
1)一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒,不能供給呼吸
2)與水反應生成碳酸:
CO2 H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變紅,
H2CO3 == H2O CO2↑ 碳酸不穩定,易分解
3)能使澄清的石灰水變渾濁:CO2 Ca(OH)2==CaCO3↓ H2O 本反應用于檢驗二氧化碳。
4)與灼熱的碳反應: C CO2高溫2CO
(吸熱反應,既是化合反應又是氧化還原反應,CO2是氧化劑,C是還原劑)
3、用途:滅火(滅火器原理:Na2CO3 2HCl==2NaCl H2O CO2↑):既利用其物理性質,又利用其化學性質;幹冰用于人工降雨、制冷劑;溫室肥料
4、二氧化碳多環境的影響:過多排放引起溫室效應。
五、一氧化碳
1、物理性質:無色,無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水
2、有毒:吸進肺裡與血液中的血紅蛋白結合,使人體缺少氧氣而中毒。
3、化學性質: (H2、CO、C具有相似的化學性質:①可燃性 ②還原性)
1)可燃性:
2CO O2點燃2CO2 (可燃性氣體點燃前一定要檢驗純度)
H2和O2的燃燒火焰是:發出淡藍色的火焰。 CO和O2的燃燒火焰是:發出藍色的火焰。
CH4和O2的燃燒火焰是:發出明亮的藍色火焰。
鑒别:H2、CO、CH4可燃性的氣體:看燃燒産物(不可根據火焰顔色)
(水煤氣:H2與CO 的混合氣體 C H2O高溫 H2 CO)
2)還原性: CO CuO △ Cu CO2 (非置換反應)
應用:冶金工業
現象:黑色的氧化銅逐漸變成光亮紅色,石灰水變渾濁。
Fe2O3 3CO高溫2Fe 3CO2(現象:紅棕色粉末逐漸變成黑色,石灰水變渾濁。)
除雜:CO[CO2] 通入石灰水 或氫氧化鈉溶液: CO2 2NaOH==Na2CO3 H2O
CO2[CO] 通過灼熱的氧化銅 CO CuO △ Cu CO2
CaO[CaCO3]隻能煅燒(不可加鹽酸) CaCO3高溫CaO CO2↑
注意:檢驗CaO是否含CaCO3加鹽酸 :CaCO3 2HCl==CaCl2 H2O CO2↑
(CO32-的檢驗:先加鹽酸,然後将産生的氣體通入澄清石灰水。)
4、自然界中碳的循環
(1)大氣中二氧化碳産生的主要途徑:化石燃料的燃燒、動植物遺骸被生物分解、動植物呼吸
(2)大氣中二氧化碳的消耗:二氧化碳溶于水、植物的光合作用
5、C、CO、CO2的轉化
6、應用
(1)利用了CO2不能燃燒,也不支持燃燒,密度比空氣大的性質,做滅火劑。(2)CO2能與NaOH反應,解釋NaOH溶液露置空氣中變質現象。CO2能與Ca(OH)2反應産生白色沉澱,利用這一反應檢驗CO2或Ca(OH)2溶液(3)一氧化碳作為還原劑冶煉金屬,并注意尾氣處理。
(4)CO2、CO的性質與功用、危害關系
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