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1、碳单质和一氧化碳 生活中我们经常用到碳，比如烧的煤中就含有碳元素，铅笔芯也含有碳元素，世界上的所有 有机物都含有碳元素，最不可思议的是世人都觉得很美丽的钻石，很难把晶莹剔透的它和漆黑的 铅笔芯扯上关系，可是它也是由碳元素组成的，可见，碳在我们生活中有着不可取代的地位，所 以，这节课我们就来学习碳的一些相关知识。 金刚石 玻璃刀 金刚石钻头 外观：无色透明正八面体状晶体（网状结构） 硬度：自然界存在的最硬 物质 导电性：无 导热性：良好 用途：钻探机钻头（钻凿坚硬的岩层）、刻刀（裁玻璃，切割大理石，加工坚硬的金属）、装饰 品等 一、几种碳单质 1.金刚石 2.石墨 天然石墨 铅笔芯 石墨电极 外
2、观：深灰色鳞片状固体（层状结构） 硬度：较软 导电性：良好 导热性：良好 用途：电极、铅笔芯、润滑材料等 科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的以单质形式存在的碳。其中，发现较早并已 在研究中取得重要进展的是。每个分子是由60个碳原子构成的。分子形似足球，这 种足球结构的分子（又叫足球烯）很稳定。 的发现使人类了解到一个全新的碳世界。的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和 化学性质，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。目前，人类对的研究 正在不断深入。 我国的科研机构在的制备和分离、的超导性、的结构等方面的研究已取得不少成 就，在国际上产生了重要影响。 木炭、焦炭、活性炭、
3、炭黑等均是无定形碳，主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。 3.碳60 4.其他几种碳单质 【实验】向U型管中加入一定量木炭或活性炭，在活性炭两端各放置一团脱脂棉，固定装置， 将品红溶液从一端倒入U型管，观察另一端溶液颜色的变化。 实验现象：左端液体页面下降，右端液体页面上升，并且通过活性炭后，溶液呈无色 实验结论：木炭或活性炭具有吸附性 我们之前已经学过，结构决定性质，正是因为木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有 吸附能力，我们称之为吸附性。利用这种性质可以吸附食品和工业产品中的色素，也可以用来吸 附有异味的物质，可用来做冰箱的去味剂。 木炭经水蒸气高温处理可以得到更大表面积的活性炭，
4、它的吸附能力比木炭强，防毒面具里 的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖。随着社会的 发展，活性炭的应用范围不断扩大，如城市污水、工业废水和引用水在深度净化处理时都要用到 活性炭，人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体，等等。 【小结】木炭和活性炭的吸附性是物理性质。活性炭的吸附性比木炭的要好一些。 【思考】以上介绍的物质都是碳的单质，为什么它们却有着不同的性质？ 【答】。 A. B. C. D. 如图是金刚石、石墨、 的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原 因是（ ） 构成它们的原子大小不同 构成它们的原子数目不同 金刚石、石
5、墨、 由不同种原子构成 金刚石、石墨、 里碳原子的排列不同 1 A. 该净水器能降低水的硬度B. 活性炭的主要成分是碳的化合物 C. 净水器中的活性炭发生了化学变化D. 水流下进上出是为了提高净化效果 右图是活性炭净水器示意图，下列说法正确的是（ ） 2 下列碳单质的用途中，主要不是利用物理性质的是（ ） 3 A. 用金刚石切割玻璃B. 用石墨做干电池的电极 C. 用碳素墨水签署重要文件D. 用活性炭吸附毒气 A. 它的一个分子里含有 个碳原子B. 它是一种新型的化合物 C. 它的形状类似足球D. 它是一种单质 近年来科学家们发现，除金刚石和石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早
6、并 在研究中取得重要进展的是 ，下面有关 的说法不正确的是（ ） 4 A. B. C. D. 下图是碳的几种单质的结构示意图，其中说法正确的是（ ） 金刚石和石墨的质地较软，常用来作润滑剂 这四种物质都是由碳元素组成的单质，化学式都是 这四种物质完全燃烧后的产物都是 金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，因此化学性质完全不同 5 化学与生活生产息息相关，请运用化学知识回答以下问题： 6 家用净水器中含有大量活性炭，其作用是 。（1） 石墨可用于制铅笔芯，这是因为石墨具有 性质。（2） 我们通常把含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫 。（3） 【思考】我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的
7、字画能够保存很长时间 而不变色，这是为什么呢？ 二、碳的化学性质 1.稳定性 【答案】在常温下化学性质，这是由于碳的最外层电子数为4，所以不容易得电子也不 容易失电子，因此常温下化学性质稳定，但是在一定条件下是可以发生化学反应的。 碳与氧气的反应： （1）氧气充足反应生成二氧化碳： （2）氧气不足反应生成一氧化碳： 拓展：含碳元素的燃料燃烧时，如果氧气不足都会产生CO，所以，预防“煤气”中毒采取的措 施之一是：烟道通畅，使氧气充足。燃气热水器使用时，要保持良好通风，有充足的氧气，使燃 料充分燃烧。 点 燃 点 燃 回想我们之前学过的氧化反应，物质得到氧的反应就称之为氧化反应，所以还原反应也不难
8、 理解，让物质失去氧的反应就称之为还原反应，因此，具有让物质失去氧的性质就成为还原性， 自身可称为还原剂。 （1）碳还原氧化铜： （2）碳还原氧化铁： （3）碳还原二氧化碳：（这个反应为吸热反应） 【实验】碳还原氧化铜 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台 上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使 用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸 上。观察现象并分析。 高 温 高 温 高 温 2.可燃性 3.还原性 实验的操作步骤： 气密性检验 装药品 如图连接固定装置 打开
9、止水夹，点燃酒精灯加热（观察现象） 实验结束撤离导管再停止加热 实验现象：黑色粉末变成红色，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体。 注意事项： 酒精灯加灯罩的目的：。 刚开始预热时，试管有气泡产生， 但石灰水不变浑浊，因为刚刚开始产生的是，所 以不能使石灰水变浑浊。 停止加热时，应先将导管从右侧试管中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待左侧试管冷却后 再把试管里的粉末倒出，目的是。 A. B. C. D. 下列有关碳单质的用途和性质之间的关系不相符的是（ ） 焦炭用于炼铁是因为焦炭具有还原性 金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度比玻璃高 用炭黑墨汁书写的字经久不变色是因为常温下碳的化学性质稳定 制糖工业用
10、活性炭脱色制白糖是因为活性炭与有色物质发生了化学反应 7 下列物质的用途主要不是由其化学性质决定的是（ ） 8 A. 氮气用作保护气B. 活性炭用于除去冰箱中的异味 C. 氢气用作燃料D. 氧气用于炼钢 A. 碳在氧气中燃烧放出白烟B. 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C. 红磷在空气中产生大量白色烟雾D. 氨水滴入无色酚酞试液中，试液变成红色 对有关实验现象的描述正确的是（ ） 9 A. 固体的质量B. 固体中氧化铜的质量 C. 二氧化碳的质量D. 固体中铜元素的质量分数 已知：如图表示一定量的木炭和氧化 铜固体混合物受热过程中，某变量 随加热时间的变化趋势，其中纵坐标 表示（ ） 10 高
11、 温 比较、推理是化学学习常用的方法。以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其 中不合理的是 序号化学反应事实影响反应的因素 A铁丝在空气中很难燃烧，在氧气中能剧烈燃烧反应物的浓度 B碳在常温下不与氧气反应，在点燃时能与氧气反应反应的温度 C过氧化氢在常温下较难分解，在加入二氧化锰后迅速分解催化剂 D铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧反应物的种类 11 碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。 12 下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是 （填序号，下同）；利用了金刚石硬度 大的是 （1） 炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的结构，具 有
12、 能力，所以，炭雕即可以净化室内空气，又可以美化居住环境。 （2） 如图是木炭还原氧化铜的实验装置图： 13 左侧试管中能观察到的现象为 。（1） 酒精灯加网罩的作用是 。（2） 写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使 氧化铜完全还原，需要碳的 质量至少是多少？（要求写出计算过程） （3） 常温下，无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。 可燃性 一氧化碳是煤气的主要成分，燃烧产生色火焰，并热量，将一个内壁涂有澄 清石灰水的烧杯罩在火焰上方，发现石灰水变浑浊，证明有生成，这是检验一氧化 碳的方法。点燃一氧化碳前也要验纯。 点 燃 三、一氧化碳的性质 1.一氧化碳的物理性质 2.一氧
13、化碳的化学性质 还原性 （1）一氧化碳还原氧化铜： （2）一氧化碳还原氧化铁： 【实验】一氧化碳还原氧化铜/氧化铁 高 温 实验步骤： （1）加热前，先通CO赶出空气（通） （2）再点燃酒精灯（点） （3）还原结束，撤走酒精灯a（撤） （4）继续通CO至试管冷却（通） “一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退” 实验现象： 还原氧化铜： 还原氧化铁： 注意事项： （1）通入一段时间一氧化碳，待玻璃管内的空气全部被排净后再点燃酒精喷灯，防止高温 加热不纯净的一氧化碳引起爆炸。 （2）实验开始时，点燃尾气处理部位的酒精灯，防止 。 尾气处理：有毒或者有刺激性气味的气体都不能随意排放到空气中，应进行尾气处
14、理，处 理时可采用容器的收集，也可以根据气体的性质进行处理。比如可燃性气体采用燃烧的方法处 理；如果是溶于水或者其他溶液的气体，也可以将气体通入其中以达到尾气处理的目的。 （3）实验结束后，先熄灭酒精喷灯，此时还要继续通入CO，待装置冷却到室温停止通入 CO，防止刚被还原得到的铜和铁被再次氧化。 【提问】： 实验开始时，是先加热酒精灯还是先通入一氧化碳？ 答案：。 实验结束时，先撤走酒精灯还是先撤走一氧化碳？后撤走的什么时候撤走？ 答案：；。 毒性 一氧化碳中毒也称为煤气中毒，中毒原因是CO极易与血液中的血红蛋白结合，使氧气不能 很好地与血红蛋白结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。一氧化
15、碳有毒！人在一氧化碳 达到总体积的0.02的空气中，持续23h即出现中毒症状。因此，冬天用煤火取暖时，一定要装 烟囱，并且注意室内通风，防止一氧化碳中毒。如果发生一氧化碳中毒，轻度的应呼吸大量新鲜 空气，严重的要立即送到医院进行救治。 A. 氧气B. 氮气 C. 一氧化碳D. 二氧化碳 在使用燃气热水器时，若通风不畅会产生使人中毒的气体是（ ） 14 A.B. C.D. 每年 月 日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒气体是（ ） 15 16 A. B. C. D. 鉴别下列各组物质，其操作正确的是（ ） 炭粉和氧化铜：观察颜色 空气和氧气：分别倒扣在盛水的水槽中 过氧化氢溶液和水：分别将带火星的木条接近试剂瓶口 氢气和一氧化碳：分别点燃，将澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方 A. 都是无色B. 都含有氧分子 C. 都能燃烧D. 都有毒 香烟烟雾中含有 、 等气体，这 种气体的共同点是（ ） 17 A. B. C. D. 下列说法中，错误的是（ ） 点燃 气体前，应先检验其纯度 焦炭能把铁从它的氧化物矿石里还原出来 碳燃烧不充分时候会生成一氧化碳 一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是碳原子的排列方式不同 18 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的 反应。某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填
