第一章 元素化合物 专题 2 碳和碳的氧化物 考点 1 碳的单质 1.碳单质的物理性质及用途 碳单质 构成 石墨 C 碳原子 金刚石 C 碳原子 C60 C60 分子 微观结构 物理性质 用途 性质差异 深灰色的有金属光泽不透明的细 无色透明、正八面体形状的固 鳞片状固体，耐高温，质地较软，体，天然存在的最硬的物质。 有滑腻感，有良好的导电性。 作电极或电刷、石墨炸弹 制装饰品(钻石)、制钻头 用于超导、催化 制铅笔芯、作机械高温润滑剂 切割大理石、玻璃 材料科学等领域 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同 一定条件下石墨转化成金刚石是化学变化 2.无定形碳 ①木炭和活性炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。 木炭：除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。活性炭用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气， 制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。 ② 焦 炭：用于冶炼金属。 ③ 炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。 3.碳单质的化学性质 化学性质 常 温 用途 下 化 学 性 质 不 稳定性 活 泼 做墨汁、书写档案 （原因：碳原子的最外层电子数为 4，不易得失） 可燃性 氧气充足，碳完全燃烧：C+O2 CO2 氧气不足，碳不完全燃烧：2C+O2 作燃料 2CO 还原氧化铜：C + 2CuO 2Cu+CO2↑ 主要现象：黑色固体变为红色固体 还原性 还原氧化铁：2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ 冶炼金属 主要现象：红色固体变为黑色固体 与二氧化碳反应：C + CO2 2CO（吸热反应） 考点 2 二氧化碳 1.物理性质 无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰） 2.化学性质 （1）一般情况下，不可燃也不支持燃烧 （2）与水反应 CO2 不显酸性，CO2 与水反应生成了酸性物质使紫色石蕊试液变成红色，化学方程式：CO2+H2O=H2CO3 碳酸不稳定分解，化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑ （3）与碱反应 通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，化学反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O(检验二氧化碳) 与氢氧化钠溶液反应，无明显现象，化学方程式：2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O(吸收二氧化碳) （4）与碳反应 与灼热的碳反应，化学方程式：C + CO2 2CO，该反应中二氧化碳做氧化剂，提供氧元素 3.对环境的影响 （1）对环境的影响：虽然无毒，但是会引起温室效应的环境问题 （2）用途 CO2 的用途 依据的性质 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂， 干冰升华吸热（物理变化） 用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。 ① 二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧， ②灭火 ② 密度比空气的大 CO2 是光合作用的原料，能促进光合作用 ③温室肥料（气肥），促进光合作用 可以增大农作物的产量 ④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2 能溶于水；且与水反应生成碳酸 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应 考点 3 二氧化碳的制取 1.实验室制取 （1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物） （2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （3）发生装置： 制 取 少 量 制 取 大 量 长 颈 漏 斗 随 分液漏斗控 注射器控制 弹簧夹可控制反应的开始和停 气体 气体 时添加药品 制反应速率 反应速率 止 （4）收集装置 向上排空气法 导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气 导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气 气体从短管进，V 排出的水=V 气体 植物油防止气体溶解在水中 （5）检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。 （6）验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 2.工业制取 工业制二氧化碳：煅烧石灰石：CaCO3 CaO+CO2↑ （石灰石、大理石主要成分为碳酸钙 CaCO3；氧化钙 CaO 俗称生石灰；氢氧化钙 Ca(OH)2 俗称熟石 灰） 考点 4 一氧化碳 1.物理性质 无色、无味气体，密度比空气略大，难溶于水。（排水法收集） 2.化学性质 （1）毒性 中毒生理过程：CO 极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的 200～300 倍，从而使血红蛋白 不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。 （2）可燃性 ① 纯净的 CO 安静的燃烧，产生蓝色火焰，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变 变浑浊。燃烧的化学方程式：2CO + O2 用途：做燃料 （3）还原性 ① 还原氧化铜：CuO+CO ② 还原氧化铁：Fe2O3+3CO 用途：冶炼金属 2CO2 ，注意点燃前先检验气体的纯度（验纯）。 Cu+CO2 现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊。 2Fe+3CO2 现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊。 考点 5 一氧化碳和二氧化碳的鉴别 1.鉴别 鉴别方法 通入澄清石灰水 分别点燃 通入紫色石蕊溶液 还原金属氧化铜 现象及结论 能使澄清石灰水变浑浊的是 CO2，无明显现象的是 CO 在空气中能燃烧的是 CO，不能燃烧的是 CO2 能使紫色石蕊溶液变红的是 CO2，无明显现象的是 CO 通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是 CO，没有明显现象的是 CO2 2.除杂 CO[CO2]通入足量的氢氧化钠溶液吸收: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O CO2[CO]通过灼热的氧化铜:CuO+CO Cu+CO2 CaO[CaCO3]只能煅烧（不可加盐酸): CaCO3 CaO+CO2↑ 3.实验室制取二氧化碳气体除杂和净化 饱和碳酸氢钠溶液除去 CO2 中的 HCl 气体， 浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸进行干燥。 考点 6 物质转化关系