1、 碳和碳的氧化物 知识总结金刚石、石墨、C60一、碳的几种单质1. 金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。2. 石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。（1）可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。注意：铅笔不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。（2）无定形碳：焦炭、木炭、活性炭、炭黑等，由石墨的微小晶体和少量杂质构成。活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有强烈的吸附性，可用于：制糖工业、防毒面具里的滤毒罐。3. C60 是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。 金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。CO和
2、CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。二、 单质碳的化学性质:单质碳的物理性质各异, 而各种单质碳的化学性质却完全相同 !1. 常温下，化学性质稳定【为何碳在常温下化学性质比较稳定？碳原子的最外层有4个电子，既不容易得电子，也不容易失去电子，因此常温下碳的化学性质比较稳定。】档案材料一般用碳素墨水书写； 古代书画历经百年也安然无恙；木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。2. 碳具有可燃性：C+O2CO2（充分燃烧）2C+O22CO（不充分燃烧）碳在氧气中燃烧现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。木炭+氧化铜澄清的石灰水3. 碳具有还原性：
3、 可用于冶金工业。2Fe2O3+3C4Fe+3CO2 木炭还原氧化铜的实验（见右图）【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。【化学方程式】C+2CuO2Cu+CO2n 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。n 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。n 配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。n 实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。 二氧化碳制取的研究一、 实验室制取二氧化碳1. 原料：大理石或石灰石、稀盐酸。u 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。u 不用浓盐酸代替稀盐
4、酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。u 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。2. 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO23. 发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）4. 收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）5. 检查装置的气密性：先用止水夹夹住导气管，再从长颈漏斗中加水，当水没过下端管口后，若水面不下降，则表明不漏气。6. 验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明已经收集满了。7.
5、检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明收集的气体是二氧化碳。二、 二氧化碳和氧化钙的工业制法： CaCO3 CaO+CO2CO2（2） 一氧化碳和二氧化碳CO2（1）一、 二氧化碳的物理性质及对应的探究实验：n 无色无味，常温常压下为气体。n 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。【实验操作】如右图（1），将CO2气体慢慢倒入杯中。【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。 【实验结论】 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧； 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。n 二氧化
6、碳能溶于水。【实验操作】如右上图（2）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。【实验现象】瓶体变瘪。【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。【实验结论】二氧化碳能溶于水。二、 二氧化碳的化学性质1. 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。2. 二氧化碳能与水反应生成碳酸。【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸
7、花取出，小心烘烤，观察现象。【实验现象】 第一朵小花变红； 第二朵小花不变色； 第三朵小花不变色； 第四朵小花变红； 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。【实验分析】 醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红； 水不能使紫色石蕊变红； 二氧化碳不能使紫色石蕊变红； 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红； 说明碳酸被分解了。 【化学方程式】CO2 + H2O=H2CO3 和 H2CO3 = H2O+CO23. 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 该反应可鉴定二氧化碳气体。4. 二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）5. 二氧
8、化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO 该反应是吸热反应（CO2氧化剂，C还原剂）；该反应也可将二氧化碳变为一氧化碳的。三、 二氧化碳的用途1. 灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质）原因： 二氧化碳的密度比空气大； 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO22. 干 冰： 干冰升华吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂、舞台云雾。3. 光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。四、 二氧化碳对环境的影响：造成温室效应【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、
9、氟氯代烷等。 一氧化碳一、一氧化碳的物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。二、一氧化碳的化学性质：1. 一氧化碳具有可燃性：2CO+O22CO2【燃烧的现象】 发出蓝色火焰； 放热； 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。煤炉从上至下，常发生的三个反应：2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO22. 一氧化碳具有还原性 CO+CuOCu+CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO23. 一氧化碳具有毒性。原因： 一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧。注意： 由于一氧化碳难溶于水，因此在室内摆放一盆水无法预防煤气
10、中毒。四、一氧化碳的用途：高温= 1. 可燃性：作气体燃料2. 还原性：冶炼金属（3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2、CO+CuO Cu+CO2）。（1）一氧化碳还原氧化铜的实验： 实验操作： 先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度； 点燃酒精灯； 熄灭酒精灯； 再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。实验现象： 黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。注意事项： 检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。 实验开始时先通CO的目的：排净装置内的空气，防止CO与空气混合加热引起爆炸。= 实验完毕后继续通入CO的目的：防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2
11、Cu+O2 2CuO）。 因为CO污染空气，所以尾气中的CO气体要经过处理。可将尾气点燃 澄清石灰水的作用： 证明反应生成二氧化碳； 除去装置内的二氧化碳。（2）一氧化碳还原氧化铁的实验【实验装置和实验操作】与上面的实验类似（ 下的酒精灯要换成酒精喷灯）【实验现象】 红色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。五、 三大还原剂：H2、C、CO 共同性质：可燃性、还原性。碳单质知识点总结练习知识点1、同种元素可以组成不同的单质，举例：红磷白磷，氧气臭氧，多种碳单质 1、在前面学习过的一道试题：测得某物质中，只含一种元素，该物质：（ ） A、一定是一种单质 B、一定是化合物 C、一定是纯净物
12、 D、可能是纯净物，也可能是混合物 2.下列说法错误的是 （ ）A.同种元素组成的物质，性质不一定相同B.同种元素组成的物质、性质一定相同C.不同的单质可以由同一种元素组成 D.不同的单质可以有相同的化学性质知识点2、金刚石：正八面体固体，天然最硬的物质 3、中国科学技术大学钱逸泰教授等以CCl4等和金属钠为原料，在700 时是制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的科学杂志上，立即被科学家高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此的一些理解不正确的是（ ）A.金刚石属于金属单质 B.制造过程中元素的种类没有变化C.CCl4是一种化合物 D.这个反应是置换反应知识点3、石墨；细磷片状平面层状排
13、列，质软，导电热，耐高温 4、 石墨转化为金刚石属于什么变化？5.下列不符合科学道理是（ ）A.碳是非金属，但它的单质石墨能导电B.普通大理石经“气功大师”发功能变成金刚石C.工业上用焦炭来炼铁是利用碳的还原性D.碳与氧气反应的生成物有时是不同的6.下列物质的性质中，中属于物理性质的是（ ）A.金刚石具有很大的硬度 B.石墨有良好的导电性C.活性炭有碳的性质稳定 D.常温下碳的性质稳定知识点4、C60：一个C60分子含有60碳原子，可以用作材料科学，超导 7、我国北京大学化学系和物理系研究小组研制出了C60分子，它形如足球。它的一个分子是由_个_原子构成的，相对分子质量是_。 8.金刚石、石墨
14、、C60在物理性质上存在明显差异的原因是 。 9、金刚石、石墨、C60、碳纳米管的化学性质相似，物理性质却有很大的区别，其原因是是：（ ） A、构成他们的原子大小不同 B、构成他们的原子的数目不同 C、金刚石、石墨、C60、由不同种的原子构成 D、金刚石、石墨、C60、原子排列方式不同知识点5、无定形碳，主要有四种：木炭、焦炭、活性炭、炭黑 10、 主要 、 、 、 、有四种。它们的结构主要是由 和 构成，属于 。 11、下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是（ ） 橡胶里添加炭黑能增加耐磨性 干电池里的碳棒是石墨制成的 电冰箱除味剂是活性炭 防毒面具用焦炭吸收有毒气体 制糖工业用炭黑来吸附有色
15、物质 金刚石不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层A. B. C. D.知识点6、碳的稳定性：常温下，化学性质不活泼（原子结构示意图决定） 12、 碳原子的核外电子排布第一层_个电子，_层4个电子，常温下碳的化学性质_ 13、古代用墨汁书写的字画经历千百年都不变色，重要文件要用炭素墨水书写，木桩埋入地下时要先用火烤焦，这是为什么？为什么碳在常温下性质不活泼？知识点7、碳的可燃性：充分燃烧（CO2）和不充分燃烧（CO1）两种情况 14、较高温度或高温下，碳的化学性质_。 氧气充足：氧气不充足： 15、碳燃烧的两种情况在生活中均有发生，你认为碳或含碳元素的燃料在燃烧时应怎么燃烧？说出你的理由
16、。 16、有下列变化：甲乙丙，能满足这个变化的甲是（ ）A.C B.H2 C.CO D.Cu知识点8、碳的还原性：碳能够还原氧化铜，黑色变红色，石灰水变浑浊还原性： 现象：分析：化学方程式：实验注意：酒精灯加网罩的目的是什么？澄清石灰水的作用是什么？反应结束应怎样操作？判断反应已经开始发生的现象是什么？17. 在一密闭容器内盛有等质量的碳和氧气，高温加热使之充分反应，容器内的物质是（ ）A.CO B.CO2和O2 C.CO D.Cu18、计算题：氧化铜和木炭的混合物在加热条件下恰好完全反应，生成了25.4 g铜，计算原混合物中氧化铜和木炭粉各多少克。知识点9、氧化还原反应，氧化反应（C成CO2
17、）、氧化性（O2）、氧化剂（O2）19、什么样的反应是氧化反应？那物质失去氧的反应又叫什么反应呢？书写氢气与氧化铜反应的化学方程式并分析物质得失氧的关系？20、关于金刚石、石墨、C60、碳纳米管的说法正确的是：（ ） A、这四种物质都很软，可做润滑剂 B、这四种物质碳原子排列放式相同 C、这四种物质燃烧的产物都是CO2 D、这四种物质结构中都是每个碳原子连接3个碳原子 1、碳的单质（金刚石、石墨）的物理性质和用途金刚石石墨外观无色透明正八面体状晶体深灰色磷片状固体光泽加工琢磨后有光泽略有金属光泽硬度最硬软导电性无良好导热性无良好用途钻探机钻头、刻刀、装饰品等电极、铅笔芯、润滑剂等注：由于碳原子
18、排列方式不同，导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。2、CO2和CO的比较CO2CO物理性质无色、无味气体，可溶于水，密度比空气大，干冰易吸热升华。无色无味气体，难溶于水，密度与空气接近，略小于空气密度。化学性质可燃性一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧。有可燃性2CO+O22CO2还原性没有还原性，有较弱的氧化性C+CO22CO有还原性CO+CuOCu+CO2 与水反应与水反应CO2+H2O=H2CO3 不能与水反应与石灰水的反应与石灰水反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 不能与石灰水反应毒性无毒有剧毒主要用途可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料。可作气体燃料和冶金工业的还原剂。注：由于CO和CO2的分子构成不同，决定了二者性质的不同。3、一氧化碳和单质碳性质的比较CCO相似点都具有可燃性、还原性，常用作燃料和作还原剂冶炼金属不同点属于固体单质，常温下具有稳定性属于气体化合物，具有毒性
