1、第七讲 碳和碳的氧化物满分晋级碳的氧化物的性质和制取生活中接触的碳关于二氧化碳的综合实验漫画释义化学小故事五颜六色的金合金黄金是延展性最好的金属。1克金可以拉成长达4000米的细丝。如果用300克黄金拉成细丝，可以从南京出发，沿着铁路线一直延伸到北京。一吨黄金拉成的细丝，可以从地球到月亮来回五次。黄金也可以压成比纸还薄很多的金箔，厚度只有五十万分之一厘米。这样薄的金箔，看上去几乎是透明的，带点绿色或蓝色。薄到一定程度的黄金，既能隔热，又能透光，所以黄金薄膜可以用作太空人和消防队员面罩的隔热物质。在冬季利用黄金薄膜把太阳辐射中的热射线反射到室中，室内就温暖如春；夏季，在房屋的玻璃外，贴上一层黄金
2、镀膜，可将太阳的绝大部分热射线反射出去，室内不会闷热。虽然黄金有这么多优点，但是也有不少缺点。比方说，质地软、价格贵、色泽单调。如果黄金同其他金属结合起来，做成黄金合金，既能弥补不足，又使性能更加优良。现代的黄金合金已广泛应用于火箭、超音速飞机、核反应堆和宇宙航行等工业中。此外，用黄金合金制成的金币、金首饰也深得人们的喜爱。我们平时看到的22K、18K金首饰，都是含有不同分量的黄金合黄。用黄金做成的合金，会变成金黄色、红色、玫瑰色、灰色、绿色，一直变到白色。绿色的金合金中含75%的金、16.6%的银和8.4%的镉。有一种金铜合金，称作红铜；一种金银合金叫红银。这两种合金用盐溶液处理后，就出现紫
3、色或者浅蓝黑色。在地壳里金的含量不算少，据估计，大约占地壳的一百亿分之五，但是都很分散，真是“遍地有黄金”！另外，太阳周围灼热的蒸气里有金；陨石里也有金；天上还真有“长满金子”的星星；海洋中金的含量十分丰富，是个“大金库”知识互联网课堂思维碰撞知识点一 碳单质思路导航我们知道不同的元素可以组成不同的物质，那么，同种元素可以组成不同的物质吗？铅笔芯的主要成分是石墨、璀璨夺目的钻石是用金刚石制作的，它们都是由碳元素组成的碳单质，但是由于内部原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着很大差异。内容一：碳单质介绍1.金刚石性质：金刚石是无色透明的正八面体形 状的固体，琢磨之后有光泽，是 天然存在的最硬
4、的物质，不导电。图7-1 天然金刚石及其结构图7-2 金刚石的用途用途：刻划玻璃，切割大理石，做钻头和钻石等。图7-3 石墨及其用途2.石墨 性质：石墨是一种深灰色、有金属光泽，不透明细磷片状固体，较软，在纸上划过可留下痕迹，耐高温、导电。用途：可做润滑剂、铅笔芯、电极等。图7-4 防毒面具生活中用的木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似。（1）木炭：木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧，或者在隔绝空气的条件下热解，所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。木炭的结构疏松多孔，具有吸附能力，利用这种性质可以吸附气体或溶液中的色素。可用做
5、冰箱的除味剂。（2）活性炭：活性炭是一种很细小的炭粒，具有疏松多孔的结构， 注意：木炭和活性炭的吸附性是物理性质；木炭和活性炭脱色是物理变化。 有很大的表面积，具有丰富的微孔，具有 很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很 大，所以能与气体（杂质）充分接触。这 些气体（杂质）被微孔吸附，起净化作用。活性炭的吸附能力比木炭更强，可用在防毒面具里吸附毒气。（3）焦炭：烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，常用来冶炼金属。（4）炭黑：轻、松而极细的黑色粉末，是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产
6、物。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。3. C60分子图7-5 C60及其用途结构：一种由60个碳原子构成的分子，形似足球称为足球烯，也称为富勒烯。用途：C60有润滑性，可以制为超级润滑剂。金属掺杂的C60有超导性，是有发展前途的超 导材料。C60还可用于在半导体、催化剂、蓄电池材料和药物等许多领域.内容二：碳的化学性质图7-6 古画经久不变色1.稳定性：单质碳常温下性质稳定，不易和其他物质发生反应。但 随着温度的升高，活动性会大大增强。如由墨书写的字 画，虽年久日长，但仍不变色；木质电线杆，埋入地下 的部分要先将外层烧焦等。2.可燃性：单质碳可以在氧气里燃烧，
7、放出热量。 点燃点燃 文字表达式为: 充分燃烧: 碳 + 氧气 二氧化碳 不充分燃烧: 碳 + 氧气 一氧化碳点燃点燃化学方程式为：充分燃烧： C O2 CO2 不充分燃烧：2C O2 2CO3.（选讲）还原性：碳单质与一些金属氧化物反应，夺取氧化物中的氧. 文字表达式为：碳+氧化铜 铜+二氧化碳 碳+三氧化二铁 铁+二氧化碳 碳+二氧化碳 一氧化碳化学方程式： C + 2CuO 2Cu+CO2 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2 C+CO2 2CO高温高温高温高温高温高温基础达标【例1】下列物质的用途，是利用其化学性质的是（）A. 活性炭除去冰箱内的异味 B. 金刚石刻划玻璃 C. 石墨用
8、作润滑剂 D. 木材用于燃烧供暖【答案】D【例2】近年来科学家们发现，除金刚石和石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中 发现较早并在研究中取得重要进展的是C60，下面有关C60的说法不正确的是（ ）A. 它的一个分子里含有60个碳原子 B. 它是一种新型的化合物C. 它的形状类似足球 D. 它是一种单质 【答案】B【例3】齐白石最大尺幅黑白作品松柏高立图篆书四言联，于2011年5月22日以4.255亿人民币拍出，其画用墨汁的主要成分为炭黑，它能使很长时间不褪色这是因为墨汁中的炭黑具有（）A. 可燃性 B. 还原性 C. 稳定性 D. 吸附性【答案】C冲击优秀【例4】中华炭雕（主要成分是木
9、炭）是一种集观赏与空气净化于一体的工艺品，关于它的说法错误的是（）A. 炭雕摆设要远离火种B. 炭雕艺术品可以长久保存C. 炭雕是轻质透明的固体D. 炭雕能吸附室内有害气体【答案】C【例5】下图是金刚石、C60和石墨的结构示意图下列说法不正确的是 （）A. 这三种物质都是碳单质 B. 常温下，它们的化学性质都比较稳定 C. 这三种物质的碳原子的排列方式相同 D. 这三种物质完全燃烧的产物都是二氧化碳【答案】C【例6】（1）纯净的金刚石是无色透明、_形状的固体它是天然存在的最_的物质，可用来裁玻璃（2）电车与电缆接触的部分称作“电刷”，制作“电刷”的物质是一种碳的单质，这种碳单质是_（填名称）该
10、物质应该具备的性质是_（填序号）硬度大 导热性 导电性（3）活性炭具有_的结构，具有_能力，制糖工业常用来脱色制白糖（4）古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间不变色，这是由于_ 【答案】(1) 正八面体 硬 (2) 石墨 (3) 疏松多孔 吸附 (4) 在常温下，碳的化学性质稳定知识点二 碳的氧化物思路导航内容一：一氧化碳我们对一氧化碳并不陌生，在没有接触化学之前我们就知道煤气中毒，那么导致中毒的气体就是一氧化碳。图7-7 防止一氧化碳中毒物理性质：无色无味的气体密度略小于空气难溶于水化学性质：能够燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色文字表达式:一氧化碳 +
11、 氧气 二氧化碳化学方程式: 2 CO O2 2CO2极易与血红蛋白结合，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。点燃点燃内容二：二氧化碳1.物理性质：常温常压下，CO2是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固体二氧化碳俗称“干冰”。 图7-8 向纸筒里倒入二氧化碳看下面两个实验：图7-9 向装有二氧化碳的塑料瓶中倒水水二氧化碳 操作过程：用装满CO2气体的集气瓶向纸筒中倾倒二氧化碳气体，虽然我们看不到气体向纸筒中流向的过程，但是一段时间之后，发现倾倒CO2气体的纸筒向下倾斜，说明CO2气体的密度大于空气。操作过程：向充满二氧化碳的的矿泉水瓶中注入一定量的水
12、，然后再将瓶盖盖上，晃动一下，发现瓶子瘪了。由此说明，二氧化碳能溶于水。在通常状况下，1体积的水约能溶 解1体积的二氧化碳，增大压强还会溶解的更多。指成汽水等碳酸型饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。2.化学性质（1）CO2本身不能燃烧，在一般反应中也不支持燃烧小实验：验证CO2不燃烧也不支持燃烧图7-10 向烧杯中倒入二氧化碳观察到下面的蜡烛先熄灭，因为CO2气体既不燃烧也不支持燃烧，而且密度比空气大.当CO2气体进入烧杯中时将首先占领下面的空间，自下而上依次“淹没”两支蜡烛。这个实验得到的结论是：CO2既不燃烧也不支持燃烧而且密度比空气大，所以我们可以用二氧化碳来灭火！图7-11 进入菜窖前
13、先进行灯火实验（2）CO2不支持呼吸由于CO2不支持呼吸，所以在进入可能含有高浓度CO2气体的环境（如山谷、山洞、菜窖）中之前，应该做“灯火实验”，确认环境中的氧气含量可以支持蜡烛的燃烧之后才可以进入，以免发生事故。（3）二氧化碳可以和水反应小实验：是什么使紫色的石蕊试液变了？图7-12 紫色小花变成红色的原因物质介绍：石蕊，初中化学接触的两种指示剂之一，呈紫色，遇到酸性物质会变成红色醋酸，初中常见的酸之一，是食醋的主要成分。实验用品介绍：喷壶、一个浸泡过紫色石蕊试液的干燥小花（以后简称紫色小花），一瓶集满CO2的集气瓶。操作过程及实验现象： 向紫色小花上喷洒一些醋酸，发现小花变红了。 向紫色
14、小花上喷洒一些水，发现小花还是紫色的。 将紫色小花直接放入盛有CO2气体的集气瓶中，发现小花还是紫色的。 将喷过水的紫色小花放入盛有CO2气体的集气瓶中，发现小花变红了。实验结论：CO2和水发生反应生成了酸性物质碳酸使紫色石蕊试液变红。文字表达式： 二氧化碳 + 水 碳酸化学方程式： CO2 H2O H2CO3碳酸很不稳定，容易分解成水和二氧化碳：H2CO3 CO2 H2O（4）二氧化碳和澄清石灰水的反应小实验：向澄清的石灰水中吹入二氧化碳图7-13 向澄清的石灰水中吹入二氧化碳物质介绍：澄清石灰水，将生石灰或熟石灰放入水中得到的混合物，静置一段时间，取其上 层的澄清部分就是澄清石灰水，主要成
15、分为氢氧化钙【Ca(OH)2】操作过程及现象：向澄清石灰水中吹入CO2或者直接通入纯净的CO2也可以，发现溶液从澄清透明变得浑浊，说明这个反应中有白色固体生成，这个固体就是碳酸钙（CaCO3）。文字表达式：二氧化碳 氢氧化钙 碳酸钙 水化学方程式：CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H2O 注：这个反应很重要，通常用于检验二氧化碳气体。 基础达标【例7】如发现室内煤气泄漏，有人轻度中毒时，应首先做的是（ ）A. 点燃一支烟好好冷静一下 B. 立即打开换气扇开关C. 立即关闭煤气阀门，打开门窗 D. 拨打急救电话120【答案】C【例8】下图所示实验中，紫色小花变红的是（ ）A. B. C. D.
16、 【答案】D冲击优秀【例9】下列有关二氧化碳的说法正确的是（）A. 二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变蓝B. 将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 C. 二氧化碳能溶于水因此可以用于灭火D. 干冰用于人工降雨【答案】D【例10】不能用来鉴别CO和CO2两种气体的方法是（ ）A. 通入澄清的石灰水 B. 观察颜色C. 通入紫色石蕊试液 D. 点燃【答案】B【例11】两份质量相等的碳，一份与足量氧气完全反应生成二氧化碳，另一份与氧气反应全部生成一氧化碳则前者与后者消耗氧气的质量比为（） A3：4 B3：8 C2：1 D1：2【答案】C【例12】写出以下化学反应方程
17、式.CCaCO3COCO2 _ _ _点燃点燃【答案】 2C+O2 2CO 2CO+O22CO2 CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O知识点三 二氧化碳的制取思路导航还记得在前面我们学习了实验室用过氧化氢溶液（液体）在二氧化锰（固体）作催化剂的条件下，分解产生水和氧气。这个反应是固体和液体混合在常温下就能进行。实验室制取二氧化碳选择稀盐酸和块状大理石，也是固体和液体混合在常温下制取气体，所以我们可以选择同一套发生装置。实验室制取二氧化碳的化学方程式为：CaCO32HCl CaCl2H2CO3 H2CO3=CO2+H2O由于碳酸不稳定，容易分解因此最终的化学方程式：CaCO32HCl CaC
18、l2H2OCO2图7-14 实验室制取二氧化碳的简易装置检查装置的气密性：用弹簧夹夹住橡胶管，向长颈漏斗中加水，当长颈漏斗内有一段稳定的水柱，证明装置的气密性良好（其他方法合理即可）注意：1. 长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出；2. 导管伸入容器内无需太长，有利于气体导出；更不能插入到液面以下，若伸入到液面以下，气体就无法从导管口排出。3. 检验二氧化碳是否集满：将燃烧着的小木条放在集气瓶口，如果小木条熄灭，则证明二氧化碳已集满。基础达标【例13】实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：检验装置气密性按要求装配好仪器向 长颈漏斗中注入稀盐酸收集气体向广口瓶中放入
19、几小块大理石，其中正确的顺 序是（）A. B. C. D. 【答案】B【例14】下列各图分别是二氧化碳的实验室制备、收集、性质的化学实验，其中错误的是（） 【答案】A冲击优秀【例15】实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行 气体制取和性质的探究，请回答有关问题： A B C D E F（1）请写出图中标有字母的仪器名称：a b （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，应选用的发生装置是 （填写装置的字母代号，下同），请写出该反应的化学方程式： ，其中 二氧化锰起 作用。（3）实验室制取二氧化碳气体时，应选择的发生装置和收集装置是 。请写出用澄 清石灰水检
20、验二氧化碳时发生反应的化学方程式： 。（4）如图F所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是 、 且密度比空气的大，因 MnO2 此，二氧化碳可用于 。【答案】（1）铁架台；酒精灯；（2）B；2KClO3 2KCl+3O2；催化；（3）AC；CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O ；（4）不能燃烧；不能支持燃烧；灭火 满分冲刺【冲1】将盛有二氧化碳的试管倒插入盛有澄清石灰水的烧杯中，能看到的现象是： _、_;反应的化学方程式_【答案】液体进入试管中、试管中的石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O【冲2】小张用足量的盐酸、石灰石反应，
21、并尝试直接利用右图所示装置制取和收集一瓶CO2(二氧化碳的进入速率远大于二氧化碳的溶解速率)。你认为小张（ ） A. 不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B. 选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 C. 选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2 D. 选择A、B两种装置，导管a接导管。可收集到一瓶CO2【答案】C【冲3】(选讲)实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1，请回答下列问题：（1）写出仪器A的名称 。 （2）在制取气体的实验中，对该装置进行气密性检验的方法是_ 。（3）写出用此装置制取O2的化学方程式 ，为了制得较纯净的O2最好选用 法收集。（4
22、）要制取较多CO2，应对图中仪器进行怎样改进 。制取CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图2），实验时，可将固体药品放在 （填“a”或“b”）处，图2与图1相比有什么优点 。证明二氧化碳气体已经集满的方法是 。（5）C+O2CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是 。（答出1条）【答案】 长颈漏斗 关闭止水夹，从仪器A处注入适量的水形成液封后，若看到仪器A内液面不下降，则表明装置气密性良好。 2H2O22H2O +O2 排水 将试管换成锥形瓶或广口瓶； a ； 可控制反应随时开始或停止； 将燃着的木条放在集气瓶口，火柴熄灭，
23、说明已满 反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体；或燃烧的条件下，很难将其控制在一个密闭的环境中进行，因而无法收集等（其他合理答案均可）课后创新培养复习巩固【演练1】下列碳单质的用途中，主要不是利用物理性质的是（ ）A. 用金刚石切割玻璃 B. 用石墨做干电池的电极C. 用碳素墨水签署重要文件 D. 用活性炭吸附毒气【答案】C【演练2】下列有关碳及其氧化物的说法错误的是（）A. CO与CO2可用澄清石灰水区分B. CO具有可燃性， 可以用做燃料C. CO2的过多排放可导致酸雨的产生 D. 金刚石和石墨物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同【答案】C【演练3】澄清的石灰水在空气中会形成一
24、层白膜，这一现象与空气的成分有关的是（）A. 氧气 B. 二氧化碳 C. 氮气 D. 水【答案】B【演练4】检验是否集满CO2的方法正确的是（）A. 加入澄清石灰水看是否变浑浊B. 将燃着的木条放入集气瓶中看是否熄灭 C. 加入紫色石蕊试液看是否变红 D. 将燃着的木条放在瓶口看是否熄灭【答案】D【演练5】可用同一化学原理解释的现象是（）久置的石灰水，液面上出现一层硬壳状薄膜 向澄清石灰水中，通过吸管不断吹入人体呼出的气体，石灰水变浑浊为了使石灰浆刷过的墙壁快点晾干，在室内生起一盆炭火，开始时墙壁潮湿 向紫色石蕊试液中通入CO2气体，试液变红A. B. C. D. 【答案】A【演练6】根据如图
25、所示的实验装置，回答下列问题（1）装置E中仪器a的名称是_ （2）如果选用装置A、E连接好后制取氧气，向试管中装入药品前，应先进行的操作是_加热时发生反应的化学方程式为_（3）收集氧气和二氧化碳都可选用装置D，原因是 _ （4）B、C都可以作制取二氧化碳的发生装置，制取二氧化碳时，发生反应的化学方程式为_ ；装置B与C相比，装置C的优点是 _【答案】(1) 集气瓶 (2) 检验装置的气密性 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2(3) 密度比空气大 (4) CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 可随时添稀盐酸（或可以随时添加液体）史蒂芬与他的导演梦史蒂芬史匹柏在36岁时就成为世界
26、上最成功的制片人，电影史上十大卖座的影片中，他个人囊括四部。他是怎么能在这样年轻的年纪里就有此等作为？他的故事实在耐人寻味。史匹柏在十二三岁时就知道，有一天他要成为电影导演。在他17岁那年的一天下午，当他参观环球制片厂后，他的一生改变了。那可不是一次不了了之的参观活动，在他得窥全貌之后，当场他就决定要怎么做。他先偷偷摸摸地观看了一场实际电影的拍摄，再与剪辑部的经理长谈了一个小时，然后结束了参观。对于许多人而言，故事就到此为止，但史匹柏可不一样，他有个性，他知道他要干什么。从那次参观中，他知道得改变做法。于是，第二天，他穿了套西装，提起他老爸的公文包，里头塞了一块三明治，再次来到摄影现场，装出他是那里的工作人员。当天他故意地避开了大门守卫，找到一辆废弃的手拖车，用一块塑胶字母，在车门上拼成“史蒂芬史匹柏”、“导演”等字。然后他利用整个夏天去认识各位导演、编剧、剪辑，终日流连于他梦寐以求的世界里。从与别人的交谈中学习、观察并发展出越来越多关于电影制作的灵感来。终于在20岁那年，他成为正式的电影工作者。他在环球制片厂放映了一部他拍得不错的片子，因而签订了一纸7年的合同，导演一部电视连续剧。他的梦终于实现了。史匹柏知道他所追求的目标，也知道应该怎样去做，他善于学习，用恰当的目标为自己铺就了成功的道路。今天我学到了 第十七种品格：成就