第六单元碳和碳的氧化物
6.1 金刚石、石墨和C60
一、碳的三种单质：
1、金刚石：
(1) 物理性质：
A、颜色：无色透明
B、形状：正八面体
C、硬度：天然最硬的物质
D、导电性：不导电
(2) 结构：空间立体结构(常被用来解释熔点高，硬度大)
(3) 用途：
A、因为其颜色、状态：常被用来作装饰品
B、因为其硬度大，常被用来作钻探机钻头、玻璃刀头
2、石墨：
(1) 物理性质：
A、颜色：深灰色，有金属光泽
B、形状：新鳞片状固体
C、硬度：质软，滑腻
D、导电性：可导电
(2) 结构：层次结构（常被用来解释硬度小，可做润滑剂的原因）
(3) 用途：
A、利用硬度小，可用来做铅笔芯
B、利用其滑腻性质，可用来润滑剂
C、利用其导电性，可用来电极材料
(4) HB铅笔简介：H代笔硬度，数值越大，硬度越大，最硬为6H
B代笔黑色，数值越大，黑度越大，最黑为6B 3、足球烯：(C60)
(1) 物理性质：不导电
(2) 结构：C60是由60个碳原子构成的分子，其结构类似足球4、注意事项：
(1) 碳三种单质的空间结构示意图：
(2) 碳单质的构成微粒：
A、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的
B、足球烯(C60)是由碳分子构成的
(3) 混合物与纯净物：
A、金刚石、石墨、足球烯(C60)是三种不同的碳单质，因此三
者之间的转化属于化学变化
B、由同种元素构成的物质不一定是纯净物，而由同种分子构成
的物质一定是纯净物
C、同种元素构成不同单质，在初中阶段主要有三种情况
?由磷元素构成的不同单质：红磷和白磷
?由氧元素构成的不同单质：氧气和臭氧
?由碳元素构成的不同单质：金刚石、石墨、足球烯等
二、无定形炭：
1、无定形炭的种类：
木炭、活性炭、焦炭、炭黑等
2、无定形炭的组成：
无定形炭主要都是由石墨的微小晶体和少量杂质组成的，因为没有固定的形状，所以叫无定形炭
3、木炭和活性炭：
(1) 木炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附性，利用这个性质可吸
附一些色素或者异味
(2) 活性炭：木炭经过水蒸气高温处理后，可得到活性炭，活性炭的
吸附性比木炭还强，因而经常用在防毒面具中吸附毒气、制糖工
业中进行脱色等
三、碳的化学性质：
1、常温下，化学性质稳定，几乎不与任何物质反应
此性质常用来解释：
(1) 古代字画为什么可以保留到现在
(2) 木质电线杆为什么要先烧焦才能插入土内
2、加热或者点燃下，可以跟某些物质反应
(1) 可燃性：
A、当氧气充足时：C + O2点燃CO2 剧烈燃烧、白光、放热、使
石灰水变浑浊
B、当氧气不足时：2C + O2点燃2CO 产生能量少，污染大；煤
炉中常见反应
(2) 还原性：
单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取氧化物中的氧，表现为还原性
A、C + 2CuO 高温2Cu + CO2↑
B、2C + Fe3O4高温3Fe + 2CO2↑
C、C + CO2高温2CO
3、碳与氧化铜的实验
(1) 实验装置：(如右图)
(2) 实验现象：
A、澄清石灰水变浑浊
B、黑色粉末中有红色固体生成
(3) 注意事项：
A、实验结束时，应先将导管撤出再熄灭酒精灯
B、还原反应：含氧化合物中的氧被夺取的反应，叫做还原反应
氧化铜失去氧而变成了铜单质，氧化铜发生了还原反应
木炭是使氧化铜还原成铜的物质，因而具有还原性，是还原剂
6.2 二氧化碳制取的研究
一、实验室制取气体的一般思路：
1、气体发生装置的选择：
选择气体的发生装置一般要考虑反应物的状态和反应条件
反应物的状态固体固体和液体
加热不需要加热装置示意图
制取气体示例高锰酸钾制氧气过氧化氢和二氧化锰制氧气2、气体收集装置的选择：
选择气体的收集装置一般要考虑气体的密度和溶解性
(1)排空气法：
A、向上排空气法：密度比空气大
B、向下排空气法：密度比空气小
(2)排水法：不易溶于水，不与水反应
备注：判断气体的密度比空气大还是比空气小，可采用相对分子量法，空气的相对分子量为29，如果气体的相对分子量大于29，则其密度就大于空气，
如果小于29，其密度就小于空气
二、工业制二氧化碳：
工业制二氧化碳一般采用高温煅烧石灰石
方程式为CaCO3高温CaO + CO2↑
反应的主要生成物是氧化钙，俗称生石灰、副产品为二氧化碳
三、实验室制取二氧化碳：
1、原理：
(1) 实验室利用石灰石或大理石（主要成分都是碳酸钙）与稀盐酸
反应来制取二氧化碳
(2) 方程式为CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O + CO2↑
(3) 注意事项：
A、不能用浓盐酸：浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳混有氯
化氢气体
B、不能用稀硫酸：反应生成硫酸钙沉淀，覆盖在碳酸钙表面，使反
应不能继续进行
C、不能使用碳酸钠：碳酸钠是粉末状，反应太快，二氧化碳来不
及收集
2、装置：
(1) 仪器名称分别为：漏斗（或用分液漏斗）、锥形瓶、集气瓶
(2) 选用此装置制取气体的条件是：反应不需要加热，反应物为固液
型或液液型
3、步骤：
(1)检查装置的气密性。(2)加入石灰石或大理石。(3)加入稀盐酸。
(4)收集CO 2。
4、检验及验满：
(1) 检验：检验二氧化碳的方法是：通入澄清石灰水变浑浊
(2) 验满：点燃的火柴放在集气瓶口，熄灭则表示收集满
5、注意事项：
(1) 长颈漏斗末端应深入液面以下，原因：防止二氧化碳从漏斗口
逸出
(2) 导管应刚伸出胶塞即可，原因：有利于气体排出
(3) 液体不能加太多，原因：防止液体从导管口溢出
6.3 二氧化碳和一氧化碳
一、二氧化碳:
1、二氧化碳的物理性质：
(1) 色味态：无色无味气体，其固体称为干冰，干冰升华需要吸热
(2) 溶解性：易溶于水：（经常出现以下两个考点）
(3) 密度：比空气大
2、二氧化碳的化学性质
(1) 不燃烧、不支持燃烧：
二氧化碳一般不支持燃烧，但是对
某些物质也有助燃性，例如镁条可以在
二氧化碳中燃烧，因此，金属镁燃烧而
引起的火灾，不能用二氧化碳来灭火
(2) 与水反应
A、与水反应的方程式为：CO2 + H2O === H2CO3 生成的碳酸
能使
紫色石蕊试液变红色
B 、碳酸不稳定，方程式为：
H 2CO 3===== CO 2↑+H 2O
H 2CO 3 Δ H 2O + CO 2↑（加热条件下可加快分解）
因此石蕊试液的红色会褪去
3、与澄清石灰水的反应
(1) 实验现象：澄清石灰水变浑浊
(2) 原因：生成白色碳酸钙沉淀
(3) 方程式：Ca(OH)2 + CO 2 ==== CaCO 3 ↓+ H 2O
(4) 此方程式经常用于解释一些现象
?????????
4、用途
(1) 灭火剂：原因：不燃烧也不支持燃烧
(2) 制冷剂或者人工降雨：原因：干冰升华吸热
(3) 制啤酒、饮料：原因：溶于水生成碳酸
(4) 做气体肥料：原因：植物光合作用需要二氧化碳，浓度越高，
光合作用越强
5、对环境的影响：引起温室效应
备注：引起温室效应的气体主要有：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟利昂等
6、低碳生活：（较低的二氧化碳排放）理念，
倡导“低碳”生活：如：少开私家车，多乘公交车；一纸多用；此反应的应用
少吃肉，多吃蔬菜等
二、一氧化碳：
1、物理性质
(1) 色味态：无色无味气体
(2) 溶解性：不溶于水
(3) 密度：比空气略小
2、化学性质
(1) 毒性，其原因为：与血红蛋白结合，使之不能与氧气结合
(2) 可燃性：
A、方程式：2CO + O2点燃2CO2
B、实验现象：放热，产生蓝色火焰,生成的气体能使澄清石灰水变
浑浊
(3) 还原性：以氧化铜为列
A、装置图
B 、方程式：CO+ CuO 加热Cu + CO2
C、实验现象：红色固体逐渐变黑色，生成的气体能使澄清的石
灰水变浑浊
(4) 注意事项：
A、实验前，先通一氧化碳后点酒精灯，原因为一氧化碳与空气混
合点燃时可能发生爆炸；而实验后，先灭酒精灯后停止通一氧化碳，原因为防止生成的铜与氧气反应
B、需要对尾气进行处理，方法有：点燃法和收集法
(5) 写出CO和氧化铁的方程式：4CO+ Fe3O4高温3Fe + 4CO2 3、用途
(1) 做燃料：
(2) 冶炼金属：