初三化学第七讲（教案）

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1、第六章：碳和碳的氧化物第六章：碳和碳的氧化物一、知识讲解：一、知识讲解：1 1、碳的单质、碳的单质 （1 1）同一种元素可以组成不同的单质：）同一种元素可以组成不同的单质： 如金刚石 、石墨和 C60都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子在这些物质里的排列 方式不同，即结构不同，导致它们在性质尤其是物理性质上有很大的差异。由此可知：物 质的组成和结构决定物质的性质。【要点诠释要点诠释】金刚石和石墨在一定条件下可相互转化，属于化学变化。同种元素可以 组成不同单质。因此，我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”。 （2 2）金刚石）金刚石 、石墨和、石墨和 C C6060的性质比较及用途：的性质比较

2、及用途： 名称金刚石石墨C60外观无色透明、正八面体形状的固体，有璀璨夺目的光泽深灰色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽C60分子形似足球。有金属光泽的固体，其微晶粉末呈黄色导电性 几乎不导电良好几乎不导电硬度天然存在的最硬的物质质软（最软的矿物之一）质脆导热性 很差良好很差用途钻头、刻刀、装饰品等电极、铅笔芯、润滑剂等制备新材料、超导材料、医学应用等（注：人们对 C60性质的认识正在不断的深入）【要点诠释要点诠释】 金刚石、石墨和 C60都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列不同（见下图），物理性质有很大的差异，用途也有较大不同。正四面体结构层状结构足球状结构（3 3）木炭、活性炭的吸附

3、性：）木炭、活性炭的吸附性： 木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，由于木木 炭和活性炭炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此它们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素 以及有异味的物质等。据此，木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面 有重要的应用。【要点诠释要点诠释】1 1吸附和吸收：吸附和吸收：吸附是物理现象，与吸收具有不同的含义。由于木炭疏松多孔，有很 大的表面积，因此它具有吸附性，活性炭的吸附性比木炭更强。吸附作用是将气体或溶液 里的微小粒子吸附在固体表面，没有生成新物质，属于物理变化。吸收一般为化学变化， 如：CO2气体被氢氧化钠溶液吸收的过

4、程中生成了碳酸钠或碳酸氢钠等物质，就是化学变化。2 2“碳碳”和和“炭炭”的区别：的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为 6 的一类原子的总称。 比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。而“炭”指的是具 体物质，它表示由碳元素组成的某种单质木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体 单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。典例分析：典例分析：例 1“轻轨电车”（如图 167）是近年来新兴的城市高架交通工具，具有污染小的特点。 当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的“电刷”沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。 选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质： ； ； 。 【答

5、答 案案】导电 润滑 耐高温（或不易氧化；或化学性质不活泼）【变式 1】金刚石可装在钻探机的钻头上，是由于 ；石墨可作电极，是由于 _；活性炭可作防毒面具的滤毒剂，是由于_。 【变式 2】下图是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。甲 乙 丙 （1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有_个碳原子。（2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途 _。（3）图中物质丙的化学式为 C60，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类 似的结构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成 一种新型分子，该分子的化学式为_。 2、碳的化学性

6、质、碳的化学性质 （1） 稳定性：稳定性： 常温下碳单质很稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应。 （2） 可燃性：可燃性： 高温下碳在氧气（或空气）中完全燃烧生成 CO2，并放出大量的热。CO2 CO2如果燃烧不充分，则生成 CO，同时也放出热。2CO2 2CO（3） 还原性：还原性： 高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而 发生还原反应。下图所示可用木炭还原氧化铜。 A、实验装置：实验装置：B B、注意问题：、注意问题：酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度；试管口要略向下倾斜；装置的气密性要好；实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯（防止澄清石灰水倒流入

7、热的试管 致使试管破裂），待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧 化铜）。 C C、实验现象：、实验现象：黑色固体变红色，并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生。D D、实验结论：、实验结论：2CuOC2CuCO2 【要点诠释要点诠释】1所有碳单质的化学性质都相同。比如金刚石、石墨和 C60以及木炭等都是由碳元素 组成的，其碳原子的最外层电子的数目一样多（都是 4 个），因此，不同碳单质的化学性 质相同。2碳单质的化学性质在常温下稳定。但随着温度的升高，能和许多物质发生化学反应。 反应的条件不同，产物也不同。如：碳和氧气在点燃条件下反应，氧气充足时生成的是 CO2，而氧气不

8、充足时主要生成 CO。3性质决定用途：碳在常温下具有稳定性，所以古代用墨写的字经久不褪色。碳具有可燃性，可用作燃料。碳具有还原性，用作还原剂，可用来冶炼金属。如 2Fe2O33C4Fe3CO2，在该反应中，碳得到氧、被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂。氧化铁失去氧、被还原成铁， 是氧化剂 。 典例分析：典例分析： 例 2碳的还原性还体现在反应 CO2C2CO 中，该反应吸收大量的热。用木炭还原氧化铜的实验如图所示。(1)酒精灯加灯罩的目的_；(2)刚开始预热，试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 _；(3)继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出带点部 分的化学方

9、程式_；(4)停止加热时，应先将导管从试管中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管冷却 后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是_。【答答 案案】 (1)提高酒精灯火焰的温度 (2)开始排出的是试管内的空气 (3)C+2CuO 2Cu+CO2 (4)防止试管中的液体倒流回试管，防止空气中的氧气进入试管把生成的铜再次氧化。【变式 3】埋木桩前，要把埋入地下的一端用火烤焦，埋入地下的木桩才不容易腐烂，这 是利用了( )A木炭具有吸附性 B木炭能够隔绝空气和水分C木炭具有可燃性 D木炭常温下化学性质稳定 【变式 4】下列关于碳的化学性质叙述正确的是 ( )A碳的化学性质不活泼B碳的化学性质很活泼C碳具有

10、可燃性，碳在空气中燃烧的产物只有 CO2 D碳在高温下能和二氧化碳反应，还能还原许多金属氧化物3 3、实验室制取二氧化碳的研究、实验室制取二氧化碳的研究 （1 1）实验室制取二氧化碳：）实验室制取二氧化碳： 药品：大理石（或石灰石）与稀盐酸。反应原理：CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2【要点诠释要点诠释】1 1药品选用应注意的问题：药品选用应注意的问题：不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内。不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：H2SO4+CaCO3 = CaSO4+H2O+CO2 但由于产物硫酸钙微溶于水，形成的沉淀会附着在块状大理石

11、或石灰石的 表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石（或石灰石）制取二氧化碳时，一般都选 用稀盐酸。为使实验装置更简化，一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体（Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2），粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大，与酸反应速率太快。2 2化学反应原理的确定：化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：a碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2b碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2c石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2d大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl =

12、CaCl2+H2O+CO2e蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。有二氧化 碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳，这里首先要考虑可操作性，在可 操作的前提下，再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。碳单质及含碳 物质的燃烧（a、e 两类方法）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气） 中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困 难，所以在实验室里可操作性差。b、c 需在高温下进行，实验室也不容易达到其条件。d 方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。 （2 2）装置的

13、设计与选择：）装置的设计与选择： 以下装置都可以用来制取二氧化碳：可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择，若制取的量很少，可选用试管； 量多时，可选用其他大容量的容器。装置连接注意的问题：A、长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉。B、导管深入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法 从导管口排出。 （3 3）收集、检验、验满的方法：）收集、检验、验满的方法： 收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，所以通常采用向上排空气法收集。收 集时要注意将导管插到瓶底。如图所示。检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说

14、明有 CO2 生成。验满：由于二氧化碳是无色气体，是否收集满了观察不到，因而常用燃烧的木条置 于集气瓶口来验满。存放：验满后要用玻璃片盖住集气瓶口正放在桌上。 （4 4）操作顺序：）操作顺序： 按实验要求连接装配好仪器；检查装置的气密性；装入块状大理石（或石灰石）；由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度；收集气体；检验是否集满。可简单记忆为：“连连检检装装注注集集验验”。【要点诠释要点诠释】1实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。若反应物只有固体， 反应需要加热时，应选择下图中甲所示的实验装置。若反应物状态为固

15、体+液体，反应不 需要加热时，应选择图中乙所示及与之相似的实验装置。（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解与水、密度比空气大还是 小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。气体的密度大于空气（或相对分子质量大于 29），可用向上排空气法收集（图 166 中 E）。气体的密度小于空气（或相对分子质量小于 29），可用向下排空气法收集（图 166 中 F）。气体难溶于水且不与水反应，可用排水法收集（图 166 中 D）。典例：典例： 例 3：请根据下列实验装置图回答有关问题（如图所示）：（1）请填写标号仪器的名称：_，_；（2）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，应选择的发生装置为（填 写装置代号，下同）_，将药品加入装置前，应进行的操作是_；（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，应选用的收集装置是 _