初中化学九上考前回归--碳及其化合物知识梳理

考前回归--碳及其化合物

1、碳单质

（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。[来源:Zxxk.Com]

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CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

（二）碳单质的化学性质

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

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。

（3）碳具有还原性：可用于冶金工业。

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。

3、二氧化碳

（一）物理性质对应的探究实验

无色无味，常温常压下为气体。固态的二氧化碳叫干冰。

（1）一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。

然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。

【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；

 ② 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。

（2）二氧化碳能溶于水。[来源:Z§xx§k.Com]

【实验操作】如图（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）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。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。

　　【实验现象】① 第一朵小花变红；② 第二朵小花不变色； ③ 第三朵小花不变色； ④ 第四朵小花变红； ⑤ 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。

　　【实验分析】① 醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；② 水不能使紫色石蕊变红；③ 二氧化碳不能使紫色石蕊变红；④ 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；⑤ 说明碳酸被分解了。

　　【化学方程式】CO2 + H2O==H2CO3 和 H2CO3 ===H2O+CO2↑

    （3）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。

（三）二氧化碳的实验室制法

（1）原料：大理石或石灰石、稀盐酸。

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。

不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：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。

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+CO2↑

（3）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

3、一氧化碳

（一）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）化学性质

（1）一氧化碳具有可燃性

    2CO+O22CO2

燃烧的现象：① 发出蓝色火焰； ② 放热； ③ 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+O2CO2

（2）一氧化碳具有还原性

 CO+CuOCu+CO      3CO+Fe2O32Fe+3CO2

（3）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中毒。

（三）用途

    （1） 可燃性：作气体燃料

    （2）还原性：冶炼金属（3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2）。

　　Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜的实验：  

　　　实验操作：

① 先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度；

② 点燃酒精灯；

③ 熄灭酒精灯；

④ 再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。[来源:学科网ZXXK]

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：

④ 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

⑤ 澄清石灰水的作用：① 证明反应生成二氧化碳； ② 除去装置内的二氧化碳。

Ⅱ、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（⑥ 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。

Ⅲ、工业铁的冶炼

    原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

C + O2 CO2 ；   C + CO2 2CO ；   3CO + Fe2O32Fe + 3CO2

深度梳理

1、二氧化碳和一氧化碳性质的比较

2、碳单质和一氧化碳性质的比较