2022-2023学年人教版九年级上册化学第六单元《碳和碳的氧化物》单元知识点

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第六单元《碳和碳的氧化物》知识点

课题1 金刚石、石墨和C₆₀

知识1 碳的单质

1、金刚石、石墨和C₆₀

2、木炭、活性炭、焦炭、炭黑

3、“碳”与“炭”的区别

“碳”是指碳元素，是“核电荷数为6的一类原子的总称”，有广泛、概括的含义，并不具体指某种物质，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素。“炭”用于具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。

知识2 活性炭的吸附性

1、原因：由于活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，能吸附食品和工业产品里的色素，也可以用来吸附物质的异味。

2、应用：活性炭用在防毒面具中吸附毒气；制糖工业中也利用活性炭来脱色；污水、工业废水和饮用水净化处理时用活性炭吸附；活性炭用来吸附装修产生的对人体有害的气体。

实验：将红墨水倒入装有活性炭的锥形瓶中。

现象：振荡后，红色溶液变成无色溶液。

分析：活性炭具有吸附性，能吸附水中有色物质。

知识3 碳的化学性质

1、稳定性

在常温下，碳的化学性质不活泼，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起反应。

原因：碳原子的最外层有4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子，故碳的化学性质相对稳定。

2、碳与氧气的反应（可燃性）

⑴充分燃烧：C+O₂CO₂

⑵燃烧不充分：2C+O₂2CO

⑶碳具有可燃性，条件不同，燃烧产物也不同。

3、碳与某些氧化物的反应（还原性）

高温下，单质碳能与某些氧化物反应，夺取氧化物中的氧，表现出还原性。

⑴木炭与氧化铜的反应

【实验装置】

【实验现象】加热过程中，黑色粉末逐渐变成红色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

【实验结论】C+2CuO2Cu+CO₂↑

⑵木炭与二氧化碳的反应：C+CO₂ 2CO。

知识4 氧化反应与还原反应

1、氧化反应、还原反应

⑴氧化反应：物质与氧发生的反应。

⑵还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。

2、氧化性、还原性

⑴氧化性：在反应中，物质供给氧的性质，如氧化铜具有氧化性。

⑵还原性：在反应中，物质夺取氧的性质，如木炭具有还原性。

3、氧化剂、还原剂

⑴氧化剂：在反应中提供氧的物质。

⑵还原剂：在反应中得到氧的物质。

课题2 二氧化碳制取的探究

知识1 二氧化碳的实验室制法

1、确定实验室制取气体的反应原理应考虑的因素

实验是否易于操作、原料是否易得、生成的气体是否易于收集、反应条件是否易于达到等。

2、实验室制取二氧化碳的反应原理

在实验室里，常用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应来制取二氧化碳。反应方程式为：CaCO₃+2HCl = CaCl₂+H₂O+CO₂↑。

3、实验药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸

⑴不能选用浓盐酸，浓盐酸易挥发产生HCl气体，混杂在CO₂气体中，得不到纯净的CO₂气体。

⑵不能选用硫酸，硫酸与大理石（或石灰石）反应生成的微溶于水的硫酸钙会附着在大理石（或石灰石）的表面，阻止了反应继续进行。

⑶不能选用碳酸钠、碳酸氢钠等纯净物的粉末代替石灰石，反应太剧烈，产生的气体难以收集。

4、实验装置

长颈漏斗末端必须插到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。

向上排空气法收集气体，导气管要插到集气瓶底部。

5、实验步骤

⑴查：按要求连接仪器并检查装置的气密性；

⑵装：装入大理石，塞紧橡胶塞；

⑶定：把反应装置固定好。

⑷加：从长颈漏斗加入稀盐酸直至浸没长颈漏斗下端管口；

⑸收：收集气体；

⑹验：检验气体是否收集满。

6、收集方法

只能用向上排空气法收集（因为CO₂密度比空气大），不能用排水法收集（因为CO₂能溶于水）。

7、验满与检验方法

验满：将一根燃着的木条放在瓶口，木条熄灭，证明集满。

检验：将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明是CO₂。

知识2 二氧化碳的工业制法

高温煅烧石灰石，反应的化学方程式为CaCO₃  CaO+CO₂↑。

知识3 制取气体的一般思路和收集方法

1、制取气体实验的设计思路

⑴选择恰当的反应原理

主要考虑因素：①原料易得，价格低廉；②节能、环保；③操作简便、安全；④反应速率适中；⑤制得的气体纯净等。

⑵选择合适的实验装置

实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择装置时需考虑如下方面：①反应物的状态；②反应条件；③生成气体的性质。

⑶气体验证

利用要制取的气体的特征反应验证制得的气体，要求反应现象明显，操作简单。

2、几种实验室制取气体装置的比较

气体发生装置：固固加热型、固液常温型。

气体收集装置：排水法、向上排空气法、向下排空气法。

知识4  氧气、二氧化碳实验室制法的比较

课题3 二氧化碳和一氧化碳

知识1 二氧化碳

1、物理性质

⑴物理性质

无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气的大。

⑵倾倒二氧化碳

现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。

结论：二氧化碳的密度比空气密度大（物理性质），不能燃烧，也不支持燃烧（化学性质）。

⑶二氧化碳的溶解性实验

现象：塑料瓶变瘪了（注水后，拧紧瓶塞）。

结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，外界大气压高于瓶内气压，故瓶变瘪了。

2、化学性质

⑴一般情况下，CO₂不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。

⑵二氧化碳与水反应：CO₂+H₂O = H₂CO₃（碳酸）

⑶H₂CO₃  H₂O+CO₂↑（碳酸不稳定，受热易分解）

⑷CO₂能使澄清石灰水变浑浊：CO₂+Ca(OH)₂ = CaCO₃↓+H₂O

3、实验：二氧化碳与水的反应

⑴将稀醋酸喷在石蕊纸花上，小花变红。

⑵将水喷在石蕊纸花上，小花不变色。

⑶将干燥的石蕊纸花放入装有CO₂的集气瓶中，小花不变色。

⑷将喷水后的石蕊纸花放入装有CO₂的集气瓶中，小花变红。

⑸用吹风机烘干第四朵小花，小花褪色。

结论：二氧化碳能与水反应生成碳酸。

当烘干第四朵已经变红的小花时，小花又变成紫色，说明碳酸不稳定，受热分解了。

知识2 二氧化碳的用途及其对人体健康的影响

1、二氧化碳的用途

化工原料、制碳酸饮料、气体肥料、人工降雨、冷藏保鲜、制作舞台烟幕、灭火等。

2、二氧化碳对人体健康的影响

二氧化碳本身无毒，但不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响，二氧化碳浓度过高时会使人窒息死亡。当人进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前，可以先做灯火实验，即将一支燃着的蜡烛放入上述场所，如果蜡烛火焰熄灭或燃烧不旺时，说明二氧化碳含量较高，人不能进去。

知识3 温室效应

1、温室效应

⑴大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料一样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。

⑵能产生温室效应的气体有：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯代烃（氟利昂）。

⑶由于人类消耗的能源急剧增加，向空气中排放了大量的二氧化碳，同时森林遭到了破坏，使二氧化碳的吸收量减小，从而造成大气中二氧化碳的含量不断上升。

2、温室效应的危害与防治措施

⑴危害

①导致全球变暖，使两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市。

②使土地沙漠化，造成农业减产。

③引起暴雨，洪水等灾害，导致极端气候事件发生频率和强度增加。

④影响自然生态系统，改变生态多样性等。

⑵防治措施

①减少使用煤、石油、天然气等化石燃料。

②大力开发利用新能源，如太阳能、风能、地热能等。

③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。

知识4 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

⑴可燃性：2CO+O₂  2CO₂

现象：一氧化碳燃烧时发出蓝色的火焰，放出热量。

⑵还原性：CO+CuO  Cu+CO₂

实验装置

实验现象：黑色固体变红，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。

实验结论：CO具有还原性。

⑶一氧化碳的还原性可用于冶金工业。比如可利用一氧化碳的还原性来炼铁，化学方程式为3CO+Fe₂O₃  2Fe+3CO₂。

3、毒性

CO极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危机生命。CO有毒，人在CO含量达到总体积的0、02%的空气中，持续2-3h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CO中毒。

4、用途

⑴作燃料：CO具有可燃性，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度更小。

⑵冶炼金属：CO具有还原性，可用于冶金工业。

知识5 一氧化碳与二氧化碳的比较

1、一氧化碳与二氧化碳的比较

2、一氧化碳与二氧化碳之间的相互转化

CO₂+C  2CO

2CO+O₂  2CO₂

3、二氧化碳与一氧化碳的鉴别方法

⑴将气体分别通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳。

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