资料简介
第六单元 碳和碳的氧化物
课题
1
金刚石、石墨和
C
60
学习目标
1.通过阅读教材和观察实验说出几种碳单质的物理性质及对应用途。
2.结合实验分析归纳说出碳单质的化学性质，并会书写化学方程式。
1.由同种元素组成的
纯净物
叫做什么
?
2.同种元素可以组成不同的单质吗
?
------
可以
!
例如:氧元素组成氧气和臭氧
，磷元素组成红磷和白磷
。
知
识回顾
-----
单质
碳元素是否也可以组成不同的单质呢？
金刚石、石墨和
C
60
都是由碳元素组成的单质。
研究表明
:
思 考
金
刚石的碳原子在空间构成连续的，坚固的骨架结构，所以坚硬。
一、碳的单质
1
.金刚石
——
高贵华丽的碳单质
世界最大的宝石金刚石库利南
性质
用途
金
刚
石
纯
净的金刚石是无色透明正八面体形状的固体
经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品
——
钻石
自
然界存在的最硬的物质
(
质坚硬
)
划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层
是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。
石墨很软，有滑腻感。
在纸上画过能留下深灰色的痕迹
。
此
外，石墨还具有优良的导电性能。
2
.石墨
用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯
用石墨做电极
石墨耐高温，可以制
成坩埚来熔炼金属
性质
用途
石
墨
深灰色，有金属光泽，不透明的细磷片状固体，质软
(
在纸上画过能留下深灰色的痕迹
)
铅笔芯
能导电
电极
滑腻
润滑剂
铅笔中的
HB
：
H
代表
Hard
，坚硬的；
B
代表
Black
，黑的。
6B
最软，颜色最深；
6H
最硬，
HB
软硬适中。
铅笔里面其实不含铅，是
石墨和黏土
混合而成的混合物。
如
果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？
可
以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。
思 考
金刚石（
C
）
石墨（
C
）
色态
无色透明、正八面形状的固体
深灰色、有金属色泽，细鳞片状固体
硬度
最硬
质软、滑、在纸上
可留下痕迹
熔点
很高
高、耐高温
导电性
不导电
导电
用途
钻石、刻划玻璃、切割大理石
润滑剂、
铅笔芯、作电极
金刚石与石墨的比较
3.
无定形碳
木
炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有
吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。
利用木炭、活性炭的吸附性来吸附色素、气味和有毒气体等物质。
无
定形碳包括：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。
它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
结构
用途
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，具有吸附能力。
作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。
焦炭
焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼
活性炭
净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂
炭黑
制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料
4
.
神奇的碳单质
——
C
60
（1）
C
60
是一种分子。
（2）每个
C
60
的分子是由
60
个碳原子构成。
（3）
C
60
分子的结构形似足球，性质很稳定。
C
60
的平面图
C
60
的立体图
C
60
具有广泛的应用前景：
用于气体贮存，制作有感觉功能的传感器，还能增强金属的强度，作新型的催化剂，光学应用，杀伤癌细胞等医疗功能。
C
60
的平面图与立体图
C
70
C
240
C
540
最新的碳单质
金刚石结构图
石墨结构图
碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列不同。
C
60
结构图
讨 论
都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么会有如此大的差异？
1
.把木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧焦，其目的是什么？
目
的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。
思 考
2
.
是什么决定碳在常温下性质不活泼,而在高温下性质活泼呢？元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？
最
外层电子数！碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定。
二、单质碳的化学性质
碳
在常温下化学性质不活泼，高温下，却能跟多种物质发生化学反应。所以，用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。
1.碳具有可燃性（与氧气反应）
（1）氧气充足
C+O
2
CO
2
点燃
（2）氧气不足
2C + O
2
2CO
（充分燃烧）
(不充分燃烧)
点燃
2.碳具有还原性（与某些氧化物的反应）
C + 2 CuO
2
Cu + CO
2
高温
黑色粉末逐渐变成光亮的红色
澄清石灰水变成白色浑浊
现象与结论：
说明有铜生成
说明有二氧化碳生成
金属网罩
集中火焰提高温度
观察下面方程式，看看有什么特点？
C + 2 CuO 2 Cu + CO2
高温
像这种，含氧化合物里的氧被夺去的反应，就叫做还原反应
。
氧化铜失去氧变成铜单质，我们就说它被还原了。是碳使氧化铜变成单质铜的，
我们则说碳具有还原性。
分析
CuO
的氧不见了，C能夺取别人的氧
利用碳的这种性质，我们可以用它来冶炼金属，即碳的一种用途是冶炼金属。
第六单元 碳和碳的氧化物
课题
2
二氧化碳制取的研究
我们已经学过碳在氧气中燃烧、高温下碳还原氧化铜都可以生成二氧化碳，那么在实验室里能否用这些方法来制备二氧化碳呢？请同学们回忆实验室制取氧气的方法及实验室设计气体制取的思路。
过氧化氢和二氧化锰混合制氧的装置
固
+
固加热型
固
+
液不加热型
用高锰酸钾或氯酸钾制氧气的装置
［实验探究］
探究实验室制取二氧化碳的理想原料：
可供选择的药品：⑴碳酸钠粉末
(Na
2
CO
3
)
；⑵石灰石或大理石
(CaCO
3
)
；⑶稀盐酸
(HCl)
；⑷稀硫酸
(H
2
SO
4
)
。
可供选择的仪器：试管、药匙、胶头滴管。
方法：将药品⑴⑵分别与药品⑶⑷两两反应，观察反应速度快慢。
一、实验室制取
CO
2
的反应原理
实验装置
碳酸钠和稀盐酸、稀硫酸反应速度太快；
石灰石
(
或大理石
)
和稀硫酸反应一会便自动停止
；石
灰石
(
或大理石
)
和稀盐酸反应速度适宜、平稳。
1.
药品：
大理石（或石灰石）和稀盐酸
2.
反应原理：
CaCO
3
＋
2HCl
＝
CaCl
2
＋
H
2
O
＋
CO
2
↑
实验
结果
CaCO
3
＋
H
2
SO
4
＝
CaSO
4
＋
H
2
O
＋
CO
2
↑
生成了微溶物硫酸钙，覆盖在石灰石表面，阻碍反应继续进行。
因为浓盐酸易挥发出
HCl
气体，导致收集的二氧化碳不纯。
因为碳酸钠和稀盐酸反应速度太快、不易控制。
思考
?
(1)
为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸？
(2)
为什么不能用碳酸钠？
(3)
为什么不能用浓盐酸？
请同学们根据上
图回
答：
1.
实验室制取气体的装置由哪几部分组成？
2.
确定气体发生装置时应考虑哪些因素？
3.
确定气体收集装置时应考虑哪些因素？
二、实验室制取二氧化碳的装置
［归纳］实验室里制取气体的装置的确定方法
实验室制取气体的装置
气体发生装置
反应物的状态
反应条件（是否需要加热等）
固体和固体反应
固体和液体反应
液体和液体反应
排空气法
排水法（不易溶于水、不与水发生反应）
密度大于空气
——
向上排气法
密度小于空气
——
向下排气法
气体收集装置
反应物
的状态
反应
条件
气体密度比空气的大或小
能否溶于水
或与水反应
CO
2
O
2
固
+
液
常温
稍大
不易
大
能
固
加热
固
+
液
常温
二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
共同总结：实验制取二氧化碳装置的确
定
发生装置：
固
+
液不加热型
收集装置：
向上排空气法
选择以下仪器设计制取二氧化碳的装置
B
中长颈漏斗为何要插入液面以下？
导管为何要插入集气瓶底部？
【B
、
D】
右图是实验室制备
CO
2
的装置图。该装置的特点是：打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸被反应产生的
CO
2
气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备
CO
2
可起到节约药品和取用方便的效果。下图装置中哪些可以起到与右图装置相同的效果？
三、实验室制取
CO
2
的步骤
①
检查装置的气密性
②
加入药品（先固后液）
③
收集气体
④
验满
⑤
检验气体
验满方法
澄清石灰水
变浑浊
检验方法
木条熄灭
二氧化碳的工业制法：
煅烧石灰石法：
CaCO3 === CaO + CO2↑
高温
例
1.
已知氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度小于空气，极易溶于水。实验室常用碱石灰和硫酸铵两种固体混合加热的方法制取氨气。根据所学的知识判断，实验室制取氨气时发生装置应选择（ ）装置，收集装置应选择（ ）装置。
A
B
E
D
C
A
C
二氧化碳制取的研究
1.
反应原理
2.
实验装置
3.
实验步骤
大理石（或石灰石）和稀盐酸
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
①
检查装置的气密性
②
加入药品（先固后液）
③
收集气体
④
验满
⑤
检验气体
第六单元 碳和碳的氧化物
课题
3
二氧化碳和一氧化碳
学习目标
1.能说出二氧化碳的物理性质、化学性质并能根据相关性质、应用解决实际问题。
2.了解一氧化碳的性质和用途，认识一氧化碳的毒性及在生活中应注意的问题。
3.能归纳出一氧化碳的可燃性、还原性，并理解记忆一氧化碳还原氧化铜的实验注意事项。
4.了解温室效应及知道防止温室效应增强应采取的措施。
（1）CO
2
的物理性质
a.
通常情况下是无色、无气味的气体
。
b.
能溶于水（1:1）
。
c.
标态下，密度为1.977 克 /升, 比空气的密度大。
101KPa-
78.5
0
C
升华
CO
2
气体
加压
降温
无色液体
降温
压缩
三态变化
雪花状固体
干冰
1.二氧化碳的性质
一、二氧化碳
（2）CO
2
的化学性质
a.一般情况下，CO
2
不能燃烧，不能支持燃烧。
CO
2
b
.
CO
2
不供给呼吸。
c.CO
2
能跟水反应。
d.CO
2
能跟石灰水反应。
二氧化碳溶于水的过程中，有没有与水反应？
（
Ⅰ
）喷稀醋酸
（
Ⅱ
）喷水
（
Ⅲ
）直接放入二氧化碳中
（
Ⅳ
）喷水后放入二氧化碳中
探究实验
Ⅰ 向小花上喷稀醋酸
Ⅱ
向小花上喷水
结论：水不能使紫色纸花变红色；醋酸溶液能使紫色纸花变红色。
Ⅲ
直接放入二氧化碳
Ⅳ
向二氧化碳中放入喷水后的小花
将第四朵红花取出放在阳光下照射一段时间
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
现象
分析
变红
不变
不变
变红
酸可以使紫色石蕊变成红色
水不能使紫色石蕊变红
二氧化碳不能使石蕊变红
二氧化碳与水反应后的生成物可使石蕊变红
现
象与分析
CO
2
与水反应
CO
2
＋
H
2
O
=
==
H
2
CO
3
现象：将喷水后的小花放入二氧化碳中，紫色石蕊试
液变
红。
碳酸很不稳定，容易分解
H
2
CO
3
=
==
H
2
O
＋
CO
2
↑
现象：当加热时，碳酸分解，从溶液中逸出二氧化碳，
所以红色石蕊试液又变成紫色。
CO
2
与石灰水反应
现象：澄清的石灰水变浑浊。
CO
2
＋
Ca(OH)
2
＝
CaCO
3
↓
＋
H
2
O
碳酸钙
为了使用石灰浆
[Ca(OH)
2
]
抹的墙壁快点干燥，为什么常常需在室内烧炭火盆？为什么开始放炭火盆时，墙壁反而潮湿？
讨 论
2
.
CO
2
对生活和环境的影响
CO
2
灭火
尿素
纯碱
汽水
工业原料
光合作用
致冷剂
人工
降雨
（
1
）
CO
2
对生活和生产的影响
（
2
）
CO
2
对环境的影响（温室效应）
②
危害
a
.
两极冰川融化，海平面上升
。
b
.
气候反常，海洋风暴增
多。
c
.
土地干旱，沙漠化面积增大
。
①
大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的能量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。
③
防治措施
a
.尽量减少使用化石燃料
。
b
.利用太阳能、风能等清洁燃料。
c
.大力植树造林，严禁乱砍滥伐。
当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳。
2C
＋
O
2
2CO
点燃
知识回顾
CO有哪些性质呢？
1.
可燃性
（
1
）现象
燃烧时发出蓝色的火焰。
2CO
＋
O
2
2CO
2
点燃
（
2
）化学方程式
二、一氧化碳
2.
还原性
（一氧化碳还原氧化铜）
①黑色的氧化铜变成了红色；
②澄清的石灰水变浑浊。
仔细观察如图实验，你观察到什么现象？
（1）现象
（2）微观解释
一
氧化碳夺取了氧化铜中的氧发生了氧化反应，氧化铜失去了氧发生了还原反应。
CO
＋
CuO
Cu
＋
CO
2
△
（3）化学方程式
因此，CO可以用于冶炼金属！
3.
毒性
CO
能跟血液中的血红蛋白结合，且结合能力比氧气强，使人体缺少氧气而窒息，甚至死亡。
（
1
）中毒原因
（
2
）预防措施
①用煤炉取暖时，注意通风。
②发生一氧化碳中毒时，轻者呼吸大量空气，重者送往医院治疗。
CO
CO
2
CO
NaOH溶液
CO
2
CO
CO
2
CuO
（
1
）怎样除去
CO
中的
CO
2
？
（
2
）怎样除去
CO
2
中的
CO
思 考
将混合气体通入NaOH溶液中
将混合气体通过灼热的氧化铜
第六单元 碳和碳的氧化物
实验活动
2
二氧化碳的实验室制取与性质
1
.
实
验室制取
CO
2
应该选择什么样的发生装置呢？请从下图中选择实验室制取
CO
2
的发生装置并说明理由。
2
.
实
验室收集
CO
2
的装置是什么？并说明理由。
收集方法是
，选择该方法的理由是
。
A
B
C
探究点一：组装制取二氧化碳装置
【
教师点拨
】
⑴颈漏斗末端应插入液面下（以免生成的气体从长颈漏斗口逸出
）。
⑵
插入发生装置中的导气管应稍微露出橡皮塞（便于气体排出
）。
⑶
插入集气瓶的导气管应插到瓶底（便于排尽空气）。
探究点二：制取二氧化碳
1.
检
查装置气密性方法是
。
2.
装
入药品：先加入
，
再加入
，立即用带有导管的橡胶塞塞住试管口，看到的现象有：
。
3.
检
验方法是
。
【
教师点拨
】
由反应物的状态和反应条件来确定发生装置。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，可以选择类似于过氧化氢分解制氧气的装置。
(1)
连接仪器并检查装置的气密性。
(2)
装入药品（先装固体，后装液体）。
(3)
集二氧化碳。
1.
根
据下图所示实验装置回答下列问题：
①用加热固体的方法产生气体，应选发生装置
________
（填序号，下同），收集难溶性气体应选
________
。
②
B
装置中长颈漏斗末端应伸至液面以下，可以防止
_____
。伸进
D
，
E
中的导管均应接近集气瓶底部是为了
___________
。
思路点拨：
A
、
B
是发生装置，
C
、
D
、
E
是收集装置；两者组合成制取装置
。
答案：
①
A
C
②
生成的气体从长颈漏斗中逸出；把集气瓶内的空气排净
。
归纳：确定发生装置，就选择
A
或
B
；选择收集装置就在
C
、
D
、
E
中选择。
1.
实验室里可用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应原理是
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑。
2.
实验室里可用如图所示装置来制取和检验二氧化碳：
3.
实验室里制取气体要注意：
⑴选择适当的反应，包括反应物和反应条件；
⑵选择合适的实验装置；
⑶需验证所得的气体。
B
1.
实验室制取二氧化碳所用的方法是
（
）
A.
煅
烧石灰石
B.
大
理石与稀盐酸
C.
木
炭燃烧
D.
碳
酸分解
2.
只能用向上排气法收集的是（
C
）
A.H
2
B.O
2
C.CO
2
D.O
2
和
CO
2
3.
实验室制
CO
2
应选的一组仪器是（ ）
A.
长颈漏斗、广口瓶、导管、集气瓶、水槽
B.
长颈漏斗、烧瓶、导管、集气瓶、酒精灯
C.
长颈漏斗、锥形瓶、导管、集气瓶、水槽
D.
长颈漏斗、大试管、导管、集气瓶、玻璃片
D
4.
由于二氧化碳能溶于水且密度比空气大，所以它只能使用（
）
收集；使用（
）
放在（
），若（
）
则可知二氧化碳收集已满；集满二氧化碳的集气瓶应（ ）放于桌上。
向上
排空气
法
燃着的木条
集气瓶的瓶口
木条熄灭
正放
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