01思維導(dǎo)圖第6單元碳和碳的氧化物01思維導(dǎo)圖0202考點(diǎn)速記課題1金剛石石墨和C60（一）碳單質(zhì)的物理性質(zhì)比較碳單質(zhì)石墨C碳原子構(gòu)成金剛石C碳原子構(gòu)成C60C60分子構(gòu)成微觀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)深灰色的有金屬光澤不透明的細(xì)鱗片狀固體，耐高溫，質(zhì)地較軟，有滑膩感，有良好的導(dǎo)電性。無(wú)色透明的、正八面體形狀的固體。天然存在的最硬的物質(zhì)。用途作電極或電刷、石墨炸彈、制鉛筆芯、做坩堝，作機(jī)械高溫潤(rùn)滑劑制裝飾品(鉆石)、制鉆頭、切割大理石、玻璃用于超導(dǎo)、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域性質(zhì)差異金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大的原因：碳原子的排列方式不同*C60中的60是指：一個(gè)C60分子中含有60個(gè)碳原子。現(xiàn)象：紅墨水褪色（二現(xiàn)象：紅墨水褪色=1\*GB3①木炭和活性炭：有疏松多孔結(jié)構(gòu)，具有吸附性，可吸附色素、異味等。②木炭：用于除去食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，作冰箱去味劑等。③活性炭：活性炭的吸附性比木炭強(qiáng)。用于防毒面具濾毒罐中過濾毒氣，制糖工業(yè)中白糖脫色，用于凈水器、冰箱除味劑，環(huán)?；钚蕴堪?。=4\*GB3④焦炭：用于冶煉金屬。⑤炭黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡膠里做補(bǔ)強(qiáng)劑，增強(qiáng)耐磨性。（三）碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1.常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑（碳原子的最外層電子數(shù)為4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨書寫繪畫，檔案用碳素墨水書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強(qiáng)耐腐蝕性。2.可燃性（作燃料）反應(yīng)物氧氣充足，碳完全燃燒氧氣不足，碳不完全燃燒C+O2點(diǎn)燃CO22C+O2點(diǎn)燃2CO質(zhì)量比12x1:16x23：812x2:16x23：4結(jié)論反應(yīng)物相同時(shí)，若反應(yīng)物的用量不同，則生成物不同還原性（1）木炭還原金屬氧化物木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論=1\*GB3①黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；=2\*GB3②澄清石灰水變渾濁。生成了紅色的銅和二氧化碳；化學(xué)方程式C+2CuO2Cu+CO2↑實(shí)驗(yàn)分析=1\*GB3①火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。=2\*GB3②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先撤出導(dǎo)氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。=3\*GB3③待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。④木炭配比比理論值稍微多一點(diǎn)，因?yàn)槟咎繒?huì)和試管中的氧氣反應(yīng)，（2）碳與二氧化碳反應(yīng)：C+CO22CO（吸熱反應(yīng)）（四）氧化還原反應(yīng)高溫（1）碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）高溫碳+某些金屬氧化物金屬單質(zhì)+CO2↑（2）氧化還反應(yīng)分析CuOCuO失去氧元素，有氧化性，是氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)CC奪取氧元素，有還原性，是還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)課題2二氧化碳制取的研究（一）工業(yè)制二氧化碳煅燒石灰石：CaCO3高溫CaO+CO2↑（二）實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳1.藥品：塊狀石灰石（或大理石）和稀鹽酸（均為混合物）2.反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑3.檢驗(yàn)方法：將制得的氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，則證明是二氧化碳。4.驗(yàn)滿方法：用燃著的木條，放在集氣瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)收集滿。（三）實(shí)驗(yàn)室制氣體的一般思路發(fā)生裝置選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)（固、液、氣）；反應(yīng)條件（是否加熱）固固加熱型固液常溫型高錳酸鉀制氧氣氯酸鉀制氧氣大理石（石灰石）和稀鹽酸制二氧化碳試管口略向下傾斜適合制取少量氣體適合制取大量氣體長(zhǎng)頸漏斗可隨時(shí)添加液體藥品，注意下端管口液封分液漏斗可控制加入液體的速率，從而控制反應(yīng)速率注射器可控制加入液體的速率，從而控制反應(yīng)速率補(bǔ)充改進(jìn)裝置：塊狀大理石和稀鹽酸制二氧化碳的裝置改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)固液的分離和接觸，從而控制反應(yīng)的開始和停止。開始：打開彈簧夾，液體從長(zhǎng)頸漏斗流下，淹沒過石灰石，反應(yīng)開始；開始：打開彈簧夾開始：打開彈簧夾，液體淹沒固體開始：將布袋子浸入溶液中開始：將試管浸入液體中停止：夾緊彈簧夾，液體由于氣體壓強(qiáng)回流回長(zhǎng)頸漏斗，液體液面低于隔板固液分離，反應(yīng)停止停止：關(guān)閉彈簧夾停止：關(guān)閉彈簧夾，液體壓入左側(cè)停止：提起布袋子離開液面停止：提起試管離開液面2.收集裝置選擇依據(jù)：氣體的溶解性；氣體的密度（氣體相對(duì)分子質(zhì)量與空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量29相比判斷）排水集氣法向上排空氣法向下排空氣法適合氣體溶解度小不與水反應(yīng)的氣體適合密度比空氣大不與空氣反應(yīng)的氣體適合密度比空氣小不與空氣反應(yīng)的氣體注意事項(xiàng)：導(dǎo)管口出現(xiàn)連續(xù)均勻的氣泡時(shí)開始收集；集氣瓶口有大量氣泡往外冒時(shí)氣體收集滿注意事項(xiàng)：導(dǎo)管伸入集氣瓶底部，以保證排盡集氣瓶中空氣。注意事項(xiàng)：導(dǎo)管伸入集氣瓶底部，以保證排盡集氣瓶中空氣。①所有氣體從短管進(jìn)②V排出的水=V氣體為防止氣體溶解在水中，水面放一層植物油隔絕二者；集氣瓶上端若有空氣，不影響收集的氣體的體積數(shù)據(jù)，但是要影響手機(jī)的氣體的純度氣體進(jìn)入集氣瓶后出現(xiàn)在裝置下端氣體的驗(yàn)滿在另一側(cè)出氣口氣體進(jìn)入集氣瓶后出現(xiàn)在裝置上端氣體的驗(yàn)滿在另一側(cè)出氣口課題3二氧化碳和一氧化碳（一）二氧化碳性質(zhì)1.物理性質(zhì)：無(wú)色，無(wú)味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，固態(tài)二氧化碳叫干冰2.證明二氧化碳物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將O2倒入裝有高、低燃著蠟燭的燒杯中，下面的蠟燭比上面的先熄滅。將水倒入裝滿O2的軟塑料瓶，旋緊瓶塞，振蕩，軟塑料瓶變癟。分析：二氧化碳溶于水使瓶?jī)?nèi)氣壓變小，大氣壓使瓶子變癟?；瘜W(xué)性質(zhì)：①二氧化碳不能燃燒；②不支持燃燒；物理性質(zhì)：密度比空氣的大。物理性質(zhì)：二氧化碳能溶于水化學(xué)與生活因?yàn)槎趸济芏却笥诳諝?，且不能供給呼吸，進(jìn)入久未開啟的菜窖或干涸的深井前，做燈火實(shí)驗(yàn)。3.證明二氧化碳能與水反應(yīng)（資料：紫色石蕊試液遇酸性溶液變紅）實(shí)驗(yàn)操作=1\*GB3①干燥的石蕊小花上噴稀醋酸=2\*GB3②干燥的石蕊小花上噴水=3\*GB3③把干燥的小花放進(jìn)O2氣體中=4\*GB3④把用水濕潤(rùn)的石蕊小花放入O2氣體=5\*GB3⑤取出實(shí)驗(yàn)=4\*GB3④取出用吹風(fēng)機(jī)烘干現(xiàn)象變紅不變紅不變紅變紅紅色變?yōu)樽仙治鱿〈姿崮苁故镒兗t水不能使石蕊變紅二氧化碳不能使石蕊變紅二氧化碳與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)使石蕊變紅碳酸不穩(wěn)定分解結(jié)論CO2不顯酸性，CO2與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)使紫色石蕊試液變成紅色CO2+H2O=H2CO3H2CO3=H2O+CO2↑證明二氧化碳能與澄清石灰水反應(yīng)操作：將二氧化碳通入澄清石灰水；現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁：化學(xué)反應(yīng)方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（用于檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w）（二）二氧化碳的用途O2的用途依據(jù)的性質(zhì)=1\*GB3①干冰（固體二氧化碳）作制冷劑，用于食品冷藏、制造舞臺(tái)霧景、人工降雨。干冰升華吸熱（物理變化）=2\*GB3②滅火①二氧化碳不能燃燒，②不支持燃燒，③密度比空氣的大=3\*GB3③溫室肥料（氣肥），可以增大農(nóng)作物的產(chǎn)量CO2是光合作用的原料，能促進(jìn)光合作用=4\*GB3④制汽水飲料（碳酸飲料）CO2能溶于水；且與水反應(yīng)生成碳酸=5\*GB3⑤化工原料，制純堿、尿素等能與多種物質(zhì)反應(yīng)（三）一氧化碳1.可燃性①純凈的CO安靜的燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰，用內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上方，澄清石灰水變變渾濁。②燃燒的化學(xué)方程式：2CO+O2點(diǎn)燃2CO2澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O③用途：作燃料。注意點(diǎn)燃前先檢驗(yàn)氣體的純度（驗(yàn)純）。煤爐底部：C+O2點(diǎn)燃CO2煤爐中部：C+CO2高溫2CO煤爐上口：2CO+O2點(diǎn)燃2CO22.還原性裝置及說明現(xiàn)象及注意事項(xiàng)A處的現(xiàn)象是：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色。CO+CuO△Cu+CO2B處的現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁。Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OC處的現(xiàn)象是：氣體燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰。2CO+O22CO2★CO和CO2的化學(xué)性質(zhì)有很大差異的原因是：分子的構(gòu)成不同。0303素養(yǎng)提升誤認(rèn)為石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化。石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化，因?yàn)樵诮饎偸褪刑荚优帕械姆绞讲煌?，二者屬于不同的物質(zhì)，也就是說在這個(gè)過程中有新物質(zhì)生成。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品的選擇。①不用純的CaCO3或Na2CO3粉末：反應(yīng)速率太快，不易控制。②不用濃鹽酸：濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫（HCl）氣體使制得的二氧化碳不純。③不用稀硫酸：生成微溶于水的CaSO4覆蓋在石灰石表面，阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。誤將“檢驗(yàn)”與“驗(yàn)滿”混淆。檢驗(yàn)是利用物質(zhì)的特性或特征現(xiàn)象來(lái)證明這種物質(zhì)。如檢驗(yàn)CO2可用澄清石灰水，能夠使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味氣體是CO2。而驗(yàn)滿是已知這種氣體，只要用簡(jiǎn)便方法證明集氣瓶中已裝滿此氣體。如將燃著的木條放在盛有CO2的集氣瓶口，若木條熄滅，證明已集滿。氧氣可以用帶火星的木條檢驗(yàn)和驗(yàn)滿，二者的區(qū)別在于帶火星的木條所放的位置不同，檢驗(yàn)是將帶火星的木條伸入集氣瓶中，驗(yàn)滿是將帶火星的木條放在集氣瓶口處。誤認(rèn)為二氧化碳能撲滅所有可燃物燃燒造成的火災(zāi)。在一般情況下二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒，可用于一般可燃物燃燒的滅火，但二氧化碳卻能支持鈉、鎂等活潑金屬的燃燒，所以由活潑金屬燃燒引起的火災(zāi)不能用二氧化碳滅火。（五）氣體的鑒別和除雜鑒別：二氧化碳和一氧化碳鑒別方法現(xiàn)象及結(jié)論通入澄清石灰水能使澄清石灰水變渾濁的是CO2，無(wú)明顯現(xiàn)象的是CO分別點(diǎn)燃在空氣中能燃燒的是CO，不能燃燒的是CO2通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液變紅的是CO2，無(wú)明顯現(xiàn)象的是CO還原金屬氧化銅通入灼熱的氧化銅中，使黑色粉末變紅的是CO，沒有明顯現(xiàn)象的是CO22.除雜：括號(hào)外為主要物質(zhì)，括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)。CO【CO2】通入足量的石灰水（或氫氧化鈉溶液）吸收Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OCO2【CO】通過灼熱的氧化銅CO+CuO△Cu+CO2CaO【CaCO3】只能煅燒（不可加鹽酸）CaCO3高溫CaO+CO2↑實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w除雜和凈化鹽酸具有揮發(fā)性，故制得的CO2氣體中可能混有少量的HCl氣體，一般可用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HCl氣體。氣體經(jīng)過飽和碳酸氫鈉溶液后，會(huì)有水蒸氣混入，濃硫酸有吸水性，可用濃硫酸除去水蒸氣，進(jìn)行干燥。（六）碳和碳的氧化物轉(zhuǎn)化關(guān)系①C→CO：2C＋O22COC＋CO22CO②CO2→CO：C＋CO22CO③CO→CO2：2CO＋O22CO2CO＋CuOCu＋CO23CO＋Fe2O32Fe＋3CO2④C→CO2：C＋O2