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5.28碳和碳的氧化物

发布时间:2014-05-29 14:08:36  

6单元 碳和碳的氧化物

一、碳的几种单质

1、金刚石(C

2、石墨(C电极、电车的滑块等 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。

3、无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成.所以无定形碳都为混合物;主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等. 活性炭(净化气体,防毒面具,冰箱除臭剂)、木炭(制火药,吸附色素)具有强烈的吸附性,焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

4、C60:每个分子由60个碳原子构成,形式足球,是一种很稳定的分子,主要用于材料科学和超导体方面

5、注意“碳”和“炭”的区别

前者是指核电荷数为6的碳元素,在描述物质组成时用。如“二氧化碳”

后者是指碳元素组成的单质:如木炭,活性炭、焦炭

二、.单质碳的化学性质:

单质碳的物理性质各异(原因:碳原子的空间排列不一样) 单质碳的化学性质却完全相同(同种元素的单质化学性质相同)

1、常温下的稳定性强

2、可燃性: 完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C+O2

不完全燃烧(氧气不充足),生成CO:2C+O

两个反应都是放热反应,其中充分燃烧是放出的热量多,所以在用煤作燃料的时候要使炭充分燃烧

注意碳和氧的比值不一样的时候产物也不一样

当m g碳和 n g氧气反应时,要根据m 和 n的比值进行判断生成物是什么

1、 还原性:

1、2↑ (置换反应)

现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。

应用:冶金工业

1、 碳还原氧化铁(用于炼铁)

2Fe2O3+3C2↑

3、碳还原非金属氧化物

三、二氧化碳的制法

1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)

(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:

反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制

(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:

2 CO2用向上排空气法不能用排水法(排碳酸氢钠溶液也可以)

3

注:CO只能用排水法;CO2用向上排空气法不能用排水法(排碳酸氢钠溶液也可以),排空气法收集气体时导管插到接近容器底部

凡是可以用排水法收集的气体,最好不要用排空气法收集,因为排水法收集到的空气纯度较高,又可以清晰地看到气体充满集气瓶,若是收集有毒气体,还可以防止污染环境

2、二氧化碳的实验室制法

1)反应原理:用石灰石和稀盐酸反应: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

2) 选用和制氢气相同的发生装置 3)气体收集方法:向上排空气法

4

5)、注意事项 ①不能用稀硫酸代替稀盐酸

②不能有碳酸钠,碳酸钾,碳酸钙粉末代理大理石或者石灰石,因为粉末状固体与盐酸反应速率太快,不易控制

③不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸容易挥发,是收集到的二氧化碳中含有大量的氯化氢气体

④实验室制的的二氧化碳气体中通常含有一定量的氯化氢气体,如果把这种气体通入澄清石灰水中。所以如果要制的纯净的二氧化碳气体,要先将这种气体通入饱和的碳酸氢钠溶液中,然后通入浓硫酸中进行干燥

3、二氧化碳的工业制法:

煅烧石灰石: CaCO2↑

生石灰和水反应可得熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2

四、二氧化碳的性质

1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰

2、化学性质:

1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸

2)与水反应生成碳酸: CO2+H2O==H2CO3

生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红,

酸能使紫色石蕊试液变红,碱能使紫色石蕊试剂变蓝

酸不能使无色酚酞试剂变色,碱能使无色酚酞试剂变红色

H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解

3)能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应用于检验二氧化碳。

4)与灼热的碳反应: C+CO2高温

(吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)

3、用途:灭火(灭火器原理:Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑),人工降雨,制冷剂,制作汽水,温室肥料,化工原料

注:二氧化碳一般不支持燃烧,但在一定条件下,某些物质也可以在二氧化碳中燃烧,例如将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中能继续燃烧;化学方程式如下:

2Mg+ CO所以不能用二氧化碳对活泼金属进行灭火

4、二氧化碳对环境的影响:过多排放引起温室效应。

五、一氧化碳

1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水

2、化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质:①可燃性 ②还原性③毒性)

1)可燃性:2CO+O2 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度)

H2和O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。

S和O2 的燃烧火焰是:发出蓝紫色火焰

CO和O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。

CH4和O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。 看燃烧产物(不可根据火焰颜色)

高温 (水煤气:H2与CO 的混合气体 C + H2O2 + CO)

2)还原性:2 (非置换反应) 应用:冶金工业

实验现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,生成使石灰水变浑浊的气体。

操作顺序:实验时,先通一段时间的一氧化碳,后加热(防止CO与空气混合加热发生爆炸),实验完毕,先停止加热,再同一段时间的一氧化碳,直至玻璃管冷却(防止灼热的铜单质再次被氧化),尾气要用气球收集或者点燃

Fe2O3+3CO2(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。)

3、二氧化碳和一氧化碳的鉴别

a、澄清石灰水

b、燃着的木条(在空气中点燃,能燃烧的是CO)

c、紫色石蕊试液

d、还原金属氧化物

4、二氧化碳和一氧化碳的除杂

△ A、除去一氧化碳:通过灼热的氧化铜 CO+CuO2

B、除去二氧化碳:通才将气体通入过量的碱溶液(一般用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水)

CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O

C、CaO[除去CaCO3]

CaCO2↑

D、检验CaO是否含CaCO3加盐酸

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

(CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)

第7单元 燃烧及其利用

一、燃烧和灭火

1、燃烧的条件:(缺一不可)

(1)可燃物 (2)氧气(或空气) (3)温度达到着火点

广义的燃烧是指发光,发热的剧烈的氧化反应,不一定有氧气参加

狭义的燃烧是指可燃物和空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。 燃烧与氧化反应的关系 燃烧与发光,发热得关系 燃烧与火焰的关系

2、灭火的原理:(只要消除燃烧条件的任意一个即可)

灭火的方法:(1)消除可燃物 (2)隔绝氧气(或空气) (3)降温到着火点以下

3、影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积

使燃料充分燃烧(提高燃料的利用率)的两个条件:

(1)要有足够多的空气

(2)燃料与空气有足够大的接触面积。

4、爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。

一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气混合物遇火种均有可能发生爆炸。

二、燃料和能量

1、三大化石燃料: 煤、石油、天然气(均为混合物、均为不可再生能源)

(1)煤:“工业的粮食”(主要含碳元素);

煤的干馏:隔绝空气加强热,可以得到焦炭,煤焦油,出炉煤气

(2)、石油:“工业的血液”(主要含碳、氢元素);

A、石油的分馏:利用石油中各组分的沸点不同,把石油加热蒸发而分开

B、煤气和石油液化气的区别:煤气的主要成分CO、H2.石油的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯

(3)天然气是气体矿物燃料(主要成分:甲烷),是较清洁的能源。

2、燃烧对环境的影响

A、煤的燃烧排放的污染物:SO2、NO2(引起酸雨)、CO、烟尘等

B、汽车用燃料的燃烧排放的污染物:主要使用汽油,柴油,会产生一氧化碳,碳氢化合物,含铅化合物,氮的氧化物,烟尘。

3、使用和开发的新的燃料和能源

(1)乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)

原理: C2H5OH+ 3O2+3H2O

工业酒精中常含有有毒的甲醇

(2)氢气 原理:2H2+ O2O

燃烧只生成水,放出大量的热,对环境没有任何污染,是最理想的燃料,不久的将来将成为最主要的能源,获得氢气的主要途径是在一定条件下电解水

A

B需解决问题:①如何大量廉价的制取氢气? ② 如何安全地运输、贮存氢气?

(3)新能源:太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能

3、化学反应中的能量变化

(1) 放热反应:如所有的燃烧及缓慢氧化。

(2) 吸热反应:如C+CO2高温高温煅烧石灰石

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