九年级化学第六章碳和碳的氧化物.docx
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九年级化学第六章碳和碳的氧化物
第6章碳和碳的氧化物
教学目标
1、了解金刚石、石墨的物理性质和主要用途。
2、知道碳单质的化学性质。
3、了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。
4、探究实验室中制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取二氧化碳。
5、初步学会制取二氧化碳。
6、了解二氧化碳和一氧化碳的性质。
7、了解二氧化碳的用途。
教学内容
一、金刚石、石墨和C60
1、碳元素组成的不同单质金刚石、石墨和C60
⑴金刚石(C)是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体。
用途:
可用于制钻石;刻划玻璃、钻探机的钻头(体现了它的硬度大)等。
⑵石墨(C)是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性。
用途:
可用于制铅笔芯(体现它深灰色、质软)、干电池的电极(体现了它的导电性)、电车的电刷(体现了它的
导电性,滑腻感、常温下化学性质稳定)、做润滑剂(体现它具有滑腻感)等
⑶C60:
C60分子由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。
2、无定形碳:
由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:
焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.活性炭、木炭具有强烈的吸附
性(因为具有疏松多孔的结构),木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,活性炭可用于防毒面具中除去
毒气、制糖业中脱色以制白糖;焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
注意:
吸附性是活性炭、木炭的物理性质
3、碳的几种单质物理性质有很大差异是由于它们内部碳原子的排列方式不同。
3、由于碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子,所以它们的化学性质是相似的。
⑴常温下的化学性质比较稳定。
碳受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化。
⑵可燃性:
①完全燃烧(氧气充足),生成CO2:
C+O2点燃CO2
②不完全燃烧(氧气不充足),生成CO:
2C+O2点燃2CO
⑶还原性:
C+2CuO高温2Cu+CO2↑(置换反应)
现象:
黑色粉末逐渐变成光亮红色,产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
C在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性。
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性。
小结:
还原剂:
夺去氧元素的物质,具有还原性。
得到氧元素,发生氧化反应。
氧化剂:
提供氧元素的物质,具有氧化性。
失去氧元素,发生还原反应。
应用:
冶金工业:
2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑C+CO2高温2CO
练习
1、只含有碳元素的物质()
A.一定是金刚石B.一定是石墨C.一定是纯净物D.可能是混合物
2、2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。
有专家分析认为,其原因可能是航天飞机机壳底部的石墨瓦在空中脱落,击中机翼。
航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用,这主要是因为石墨()
A.能导电B.密度小C.熔点高、耐高温,化学性质稳定D.硬度小,有润滑作用
3、我国的黑白山水画用的墨汁主要成分为炭黑的微粒,用这种墨汁画的国画千百年都不易褪色,这是因为墨汁中的炭()
A.具有氧化性B.具有还原性C.具有吸附性D.常温下化学性质稳定
4、用墨书写或绘制的字画年深日久不变色,这是因为碳在常温下具有()
A.稳定性B.可燃性C.还原性D.氧化性
5、某五色气体X与红热的炭作用,生成物中有气体Y生成,Y跟灼热的氧化铜反应,又有气体X生成,则X、Y可能是。
2、二氧化碳制取的研究
1、药品:
石灰石与稀盐酸
①不能用H2SO4与CaCO3反应的原因:
生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用HCl与Na2CO3反应的原因:
Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利于收集。
2、原理:
用石灰石和稀盐酸反应:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
3、装置图
装置的注意事项:
(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,长颈漏斗下端必须伸入液面以下
(2)若用试管来装药品,固定试管时,试管口竖直向上,试管底部与铁架台面接触。
4、气体收集方法:
向上排空气法(密度比空气大,能溶于水)
5、检验方法:
将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:
用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。
证明已集满二氧化碳气体。
6、二氧化碳的工业制法:
煅烧石灰石:
CaCO3高温CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰:
CaO+H2O===Ca(OH)2
7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:
①反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
②反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集方法:
气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水用排水法收集CO只能用排水法
②密度比空气大(或相对分子质量>29)用向上排空气法CO2只能用向上排空气法
③密度比空气小(或相对分子质量<29)用向下排空气法
练习
1.某气体的密度为0.76kg/m3,易溶于水,实验室收集该气体的方法是()
A.排水法B.只能用向上排空气法C.向下排空气法或排水法D.只能用向下排空气法
2.实验室制取二氧化碳的有关操作:
(1)加入石灰石。
(2)检查装置的气密性。
(3)收集二氧化碳。
(4)从长颈漏斗注入稀盐酸至浸没漏斗下端。
其中正确的操作顺序是()
A.
(2)(4)
(1)(3)B.
(2)
(1)(3)(4)C.(4)
(1)
(2)(3)D.
(2)
(1)(4)(3)
3.在实验室制取下列气体时,作反应容器的试管口及用排空气法收集气体的集气瓶口都必须向上的是()
A.用高锰酸钾制取氧气
B.用氯酸钾和二氧化锰制取氧气
C.用锌和稀硫酸制取氢气
D.用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体
4.下列各种说法不正确的是()
A.试管、烧杯、蒸发皿都是可以直接加热的仪器
B.用托盘天平称量物体质量时,应在左盘放砝码,右盘放称量物
C.用排空法收集CO2时,若用pH试纸来检验是否收集满,可以先将pH试纸润湿后再检验
D.实验室中制备甲烷是用无水醋酸钠和碱石灰两种固体共热,它的制备装置与实验室制备氧气的装置可以相同
5.下图是实验室制取二氧化碳并试验其性质的装置。
(1)指出图中的几处错误。
(2)纠正错误,反应一段时间后,B中的紫色石蕊试液会变色。
C中哪一支蜡烛先熄灭,说明CO2具有,且的性质,因此在一般情况下可用CO2来。
6.实验室欲制取标准状况下的二氧化碳气体5.6L,需要含碳酸钙80%的大理石多少克?
(已知标准状况下二氧化碳的密度为1.98g/L)
3、二氧化碳和一氧化碳
1、二氧化碳的性质
⑴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
⑵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,
碳酸不稳定,易分解H2CO3==H2O+CO2↑
③能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O用于检验二氧化碳;这也是久置装石灰
水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。
要除去这白膜,用稀盐酸。
其原理是
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
④与灼热的碳反应:
C+CO2高温2CO(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)
2、二氧化碳用途:
①灭火(灭火器原理:
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)既利用其物理性质(密度比空气大),又
利用其化学性质(不能燃烧,也不支持燃烧)
②干冰用于人工降雨、制冷剂(利用干冰升华时要吸收大量的热)
③温室肥料
④做碳酸型饮料(利用二氧化碳能溶于水)
3、二氧化碳对环境的影响:
⑴过多排放引起温室效应。
①造成温室效应的原因:
人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏
②减轻温室效应的措施:
减少化石燃料的燃烧;植树造林;使用清洁能源
⑵由于二氧化碳不能供给呼吸但无毒,因此在人群密集的地方注意通风换气
4一氧化碳物理性质:
⑴无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
⑵有毒:
吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
因此在冬季用煤炉来取
暖时,要注意房间的通风和换气。
5、一氧化碳化学性质:
⑴可燃性:
2CO+O2点燃2CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)发出蓝色火焰
H2和O2的燃烧火焰是:
发出淡蓝色的火焰。
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。
鉴别:
H2、CO、CH4可燃性的气体:
看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:
H2与CO的混合气体C+H2O高温H2↑+CO↑)
⑵还原性:
CO+CuO△Cu+CO2(非置换反应)应用:
冶金工业
现象:
黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
CO在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性.
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性。
Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2(现象:
红色粉末逐渐变成黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
)
H2、CO、C具有相似的化学性质:
A可燃性C+O2点燃CO22CO+O2点燃2CO22H2+O2点燃2H2O
B还原性:
H2+CuO△Cu+H2OCO+CuO△Cu+CO2C+2CuO高温2Cu+CO2↑
C、H2、CO:
在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性
CuO:
在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性
除杂:
①CO[CO2]通入石灰水或氢氧化钠溶液:
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2[CO]通过灼热的氧化铜CO+CuO△Cu+CO2
③CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸)CaCO3高温CaO+CO2↑
注意:
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。
)
练习
1、下列二氧化碳的用途中,既与它的物理性质有关,又与它的化学性质有关的是()
A.生产化肥B.用来灭火C.生产纯碱D.干冰用作制冷剂和用于人工降雨
2.小红和小瑛为了探究人呼出的气体中含有CO2,设计了如图1的装置,采用方法正确的是()
A.向甲吹气B.由甲吸气C.向乙吹气D.由乙吸气
(图1)(图2)
3.如图2的漫画反映了一氧化碳具有()
A.还原性B.剧毒性C.可燃性D.氧化性
4.现有含碱物质:
①金刚石,②石墨,③CO,④CO2,⑤Na2CO3,已见有报道的还有:
⑥C60,⑦C3O2,⑧CO2⑨C5O2,⑩C12O9等。
(1)其中属于碳单质的有,属于碳氧化物的有(均填序号)。
(2)根据CO与CO2两种物质间的相互转化中碳元素或氧元素的质量分数的变化与反应物的关系,确定C3O2转化成CO2的另一反应物,类推写出C3O2完全转化为CO2的化学方程式:
。
作业
一、选择题
1.刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是[]
A.金刚石和石墨是由不同种元素组成B.金钢石石墨里碳原子排列不同
C.金刚石是单质,石墨是化合物D.金刚石是纯净物,石墨是混合物
2.活性炭常用来脱色、除臭味;这是因为碳[]
A.常温下化学性质不活泼B.有吸附性C.有还原性D.有可燃性
3.以下不能作燃料的气体是[]
A.氢气B.空气C.一氧化碳D.甲烷
4.取等质量的下列四种物质分别与稀硫酸充分反应后产生二氧化碳最多的是[]
ANaHCO3BNa2CO3CCaCO3DK2CO3
5.二氧化碳中混有一氧化碳杂质,若除去一氧化碳杂质,可将含杂质的气体通过[]
A.石灰水B.灼热的铜C.灼热的氧化铜D.碳酸钠溶液
6.氧化铜中混有少量炭粉,提纯的依据或采取的方法是()
A.把混合物隔绝空气强热B.在氧气流中加热混合物
C.氧化铜可溶于水,炭粉不溶D.在氢气流中加热混合物
7.在足量的石灰水中通入8.8克二氧化碳生成碳酸钙的质量是[]
A.5克B.10克C.15克D.20克
8.不能使氧化铜还原为金属铜的气体有[]
A.硫B.氢气C.二氧化碳D.一氧化碳
9.相同分子数的一氧化碳和二氧化碳,所含一样多的是[]
A.氧元素B.氧原子C.碳原子D.碳元素
10把二氧化碳、一氧化碳、氢气和氮气混合气体通过石灰水,灼热的氧化铜(假设每个过程中发生的化学反应充分),冷却后留下的气体是[]
A.氮气B.二氧化碳和氮气C.一氧化碳和二氧化碳D.氮气和氢气
11.下列物质中碳元素化合价从低到高的排列的是[]
ACaCO3、CO、CO2B:
C、CO、Na2CO3C:
CaCO3、CO、CD:
C、CO2CO
12.在11克二氧化碳里含碳的克数与一氧化碳中含碳的克数相等,一氧化碳质量是[]
A.7克B.12克C.3克D.4克
13.下列物质属于纯净物的是-()
A.干冰B.石灰石C.澄清的石灰水D.大理石
14.对于一氧化碳和二氧化碳的相同点,叙述正确的是[]
A.都能溶于水B.都能使澄清石灰水变浑浊
C.都由碳和氧两种元素组成并且两种元素的百分含量不同
D.都有毒,可使人致死
15.欲除去热水瓶胆内壁附着的水垢(主要成分是碳酸钙),可采用的办法是()
A.加热B.用砂子擦洗C.加稀盐酸浸洗D.加碳酸浸洗
2、填空
16.碳原子的核外电子排布K(第一)层_____个电子,______层4个电子,常温下碳的化学性质__________,自然界存在的碳单质有___________和_______________。
17.写出下列物质或物质主要成分的化学式:
(1)大理石______________,
(2)煤气____________,(3)烧碱_______________,(4)生石灰_______________,(5)金刚石_______________。
18.实验室制取二氧化碳常用_______________为原料。
其反应的化学方程式为_______________。
19.一氧化碳的化学性质主要有
(1)______________,
(2)____________,在一氧化碳还原氧化铜的实验里,应先通____________________(填化学式),后加热____________(填物质名称)。
其现象是_______________。
20.一氧化碳中毒是由于一氧化碳吸进肺里跟血液里的_____________结合,使血液里的这种物质不能很好地跟_______________结合,致使人体缺_______________。
21.要使二氧化碳和一氧化碳中含有相同质量的氧元素,则二氧化碳和一氧化碳的质量比是
3、用化学方程式表示下列反应
22.碳在氧气里不充分燃烧____________________
23.鉴定二氧化碳气体____________________
24.酒精燃烧____________________
25.工业上制取二氧化碳____________________
26.二氧化碳通过灼热的碳层____________________________
4、实验题
27:
(1)改正实验室制取二氧化碳中错误(改在图上)
(2)写出实验仪器名称a_______________;b_______________;c_______________;d_______________;e_______________;(3)如果把生成的气体通入石蕊试液中,石蕊液就变成__________色,把颜色变化了的液体加热,又恢复原来的_________________色,其反应的化学方程式为:
_______________
5、计算
28.在含氢氧化钙14.8克的石灰水里;至少通入多少克二氧化碳,能使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀?
29.在标准状况下33.6升的一氧化碳和足量的氧化铜反应,可得到多少克铜?
(co=1.25克/升)
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- 九年级 化学 第六 氧化物