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↑

（CO₃^2-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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