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                 碳和碳的氧化物             

課題1    金剛石、石墨和C60

一、碳的幾種單質(zhì)（金剛石、石墨、C60）
1、金剛石（C）是自然界中最硬的物質(zhì)，無色透明，正八面體?？捎糜谥沏@石、刻劃玻璃、鉆探機(jī)的鉆頭（體現(xiàn)了它的硬度大）等。
2、石墨（C）是最軟的礦物之一，深灰色，具有金屬光澤，細(xì)鱗片狀的固體，有優(yōu)良的導(dǎo)電性，潤滑性?？捎糜谥沏U筆芯（體現(xiàn)了它深灰色、質(zhì)軟）、干電池的電極（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性）、電車的電刷（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性，潤滑性、常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定）、做固體潤滑劑（體現(xiàn)它具有潤滑性）等
金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異的原因是：碳原子的排列不同。
3、無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有強(qiáng)烈的吸附性（因?yàn)榫哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)），木炭可用于食品、工業(yè)產(chǎn)品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。
注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性質(zhì)而不是化學(xué)性質(zhì)
4、C60（也叫“足球碳”）：C60分子是由60個碳原子構(gòu)成的分子，形似足球，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

二、.單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì):
單質(zhì)碳的物理性質(zhì)各異,而各種單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)卻完全相同
1、常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。因此古代用墨書畫的字畫保存時間很久仍不變色。

2、可燃性:

完全燃燒(氧氣充足),生成CO₂ :  C + O₂  燃燒  CO₂

不完全燃燒 (氧氣不充足),生成CO：2C + O₂  燃燒  2CO

3、還原性：C + 2CuO  Δ 2Cu + CO₂↑  （置換反應(yīng)）

現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。

CuO在反應(yīng)中失去氧元素，發(fā)生還原反應(yīng)。C具有還原性。

應(yīng)用：冶金工業(yè)：2Fe₂O₃+3C  Δ 4Fe+3CO₂↑    C＋CO₂  Δ  2CO

課題2  二氧化碳制取的研究

一、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路：（原理、裝置、檢驗(yàn)）

（1）發(fā)生裝置：由反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件決定：

①若反應(yīng)物是固體，需加熱，則制氣體時用高錳酸鉀制O₂的發(fā)生裝置。

②若反應(yīng)物是固體與液體，不需加熱，則制氣體時則用制CO₂的發(fā)生裝置。

（2）收集方法：氣體的密度及溶解性決定：

①難溶于水的氣體用排水法收集。 CO只能用排水法（因?yàn)槊芏燃s等于空氣，且有毒）

②密度比空氣大（或相對分子質(zhì)量＞29）的氣體用向上排空氣法收集。 CO₂只能用向上排空氣法（因?yàn)槟苋苡谒?/span>

③密度比空氣?。ɑ蛳鄬Ψ肿淤|(zhì)量＜29）的氣體用向下排空氣法收集。

二、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法

1、藥品：石灰石（或大理石）與稀鹽酸

①不能用H₂SO₄ 與CaCO₃反應(yīng)的原因：生成的CaSO₄微溶于水，會覆蓋在CaCO₃表面，阻止反應(yīng)的進(jìn)行。

②不能用濃鹽酸與CaCO₃反應(yīng)的原因：濃鹽酸易揮發(fā)成HCl氣體混入生成的CO₂中。

③不能用HCl與Na₂CO₃反應(yīng)的原因：Na₂CO₃易溶于水，與鹽酸反應(yīng)速率快，不利收集。

1、 二氧化碳對環(huán)境的影響：⑴過多排放引起溫室效應(yīng)。

①造成溫室效應(yīng)的原因：人類消耗的能源急劇增加，森林遭到破壞

②減輕溫室效應(yīng)的措施：減少化石燃料的燃燒；植樹造林；使用清潔能源

⑵由于二氧化碳不能供給呼吸但無毒，因此在人群密集的地方注意通風(fēng)換氣

二、一氧化碳

1、物理性質(zhì)：無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水

2、有毒：吸進(jìn)肺里與血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人體缺少氧氣而中毒。因此在冬季用煤爐來取暖時，要注意房間的通風(fēng)和換氣。

3、化學(xué)性質(zhì):

1）可燃性：2CO+O₂  2CO₂（可燃性氣體點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)純度）發(fā)出藍(lán)色火焰

H₂和O₂的燃燒火焰是：淡藍(lán)色的火焰。

CO和O₂的燃燒火焰是：藍(lán)色的火焰。

CH₄和O₂的燃燒火焰是：明亮的藍(lán)色火焰。

鑒別：H₂、CO、CH₄可燃性的氣體：看燃燒產(chǎn)物（不可根據(jù)火焰顏色）

（水煤氣：H₂與CO 的混合氣體。制法：  C + H₂O Δ H₂ ↑+ CO↑）

2）還原性： CO+CuO Δ    Cu+CO₂  （還原反應(yīng)）  應(yīng)用：冶金工業(yè)

現(xiàn)象：黑色的氧化銅逐漸變成光亮的紅色，產(chǎn)生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。

Fe₂O₃+3CO  2Fe+3CO₂

現(xiàn)象：紅棕色粉末逐漸變成黑色，產(chǎn)生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。

H₂、CO、C具有相似的化學(xué)性質(zhì)：

A可燃性 C + O₂ 燃燒 CO₂  2CO+O₂  Δ 2CO₂  2H₂ + O₂ 燃燒  2H₂O  

B還原性 ：H₂ ＋ CuO   Δ   Cu + H₂OCO+CuO  Δ Cu+CO₂

C + 2CuO Δ  2Cu + CO₂↑

除雜的方法：

①除去CO中混入的CO₂雜質(zhì)：通入石灰水：  CO₂+Ca(OH)₂==CaCO₃↓+H₂O    

②除去CO₂中混入的CO雜質(zhì)： 通過灼熱的氧化銅：  CO+CuO   Δ  Cu+CO₂

4、一氧化碳與二氧化碳性質(zhì)不同的根本原因是：1個二氧化碳分子比1個一氧化碳分子多1個氧原子

本章知識間的聯(lián)系：

①C→CO ：2C＋O₂  燃燒 2CO   C＋CO₂ Δ 2CO

②C→CO₂ ：C＋O₂ 燃燒 CO₂   C＋2CuO Δ 2Cu＋CO₂↑

3C＋Fe₂O₃ Δ 3CO₂↑＋2Fe

③CO→CO₂ ：2CO＋O₂ Δ 2CO₂  CO＋CuO Δ Cu＋CO₂

3CO＋Fe₂O₃ Δ 2Fe＋3CO₂

④CO₂→H₂CO₃:  CO₂＋H₂O ===H₂CO₃

⑤H₂CO₃ →CO₂ ：H₂CO₃ ===CO₂↑＋H₂O

⑥CO₂ →CaCO₃ ：CO₂＋Ca(OH)₂ ===CaCO₃↓＋H₂O  

⑦CaCO₃ →CO₂ ：CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑   CaCO₃ Δ CO₂↑＋CaO

（備注：由于系統(tǒng)問題無法顯示，反應(yīng)條件下面應(yīng)該是雙橫線）