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文档简介
专题11碳和一氧化碳【考点目标】1.知道碳的几种常见的单质及其用途2.掌握碳、一氧化碳和氢气的物理性质化学性质及其用途【知识网络】碳单质的物理性质和用途:碳单质种类金刚石:能做钻探机钻头和用于裁玻璃、制钻石金刚石、石墨、C60(物理性质不同的原因)无定形碳碳黑木炭:具有吸附作用,吸附过程属于物理变化活性碳:吸附作用强,吸附过程属于物理变化焦炭用途石墨:用作电池的电极或电刷、铅笔芯的原料,润滑剂木炭和活性炭:具有吸附作用,可以除臭、除色炭黑:写字作画,还添加在汽车轮胎中,以增强其耐磨性C60能用作超导体原子的排列方式不同氢气(H2)碳(C)一氧化碳(CO)特性
常温下化学性质稳定毒性点燃可燃性2H2+O22H2OC+O2(足)CO22CO+O22CO2H2+Cl22HCl2C+O2(不足)2CO高温还原性H2+CuOCu+H2OC+2CuO2Cu+CO2CO+CuOCu+CO23H2+Fe2O32Fe+3H2O3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑3CO+FeO32Fe+3CO2
C+H2O(气)CO+H2C+CO22CO
氢气、碳、一氧化碳化学性质的比较点燃点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温△△高温高温实验装置停止反应后,待仪器冷却后才停止通入H2。目的是防止金属再氧化。停止反应时,应先移开导管,后熄灭酒精灯。目的是防止倒吸。①先通CO,再加热目的防止CO与硬质玻璃管中空气混合,加热爆炸②尾气导管口处要用酒精灯点燃(或气球收集)处理目的是防止CO污染大气C+CuO澄清石灰水一氧化碳氧化铁石灰水CuOFe2O3【重、难点导航】1.木炭和活性碳具有疏松多孔的结构,因此它们具有吸附性,吸附过程属于物理变化。粉末状的比颗粒状的吸附能力强,是因为粉末状的表面积大。2.关于常见的黑色固体混合物的探究(1)将红色的铜片放在蜡烛上加热变成黑色,其黑色部分可能氧化铜或炭黑,或二者都有。鉴别方法:取少量固体于试管中,再加入过量稀硫酸,完全反应后,静置。①若仍有黑色不溶物,且溶液呈无色,则原固体为炭黑;②若溶液呈蓝色,则原固体为氧化铜;③若仍有黑色不溶物,且溶液呈蓝色,则原固体为氧化铜和炭黑的混合物。(2)用焦炭冶炼生铁得到的黑色固体可能为铁或炭黑,或二者都有。证明产物中有铁粉的物理方法是用磁铁吸,化学方法是加稀盐酸会产生气泡。(3)镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和炭黑。收集镁条燃烧后的固体粉末于燃烧匙中,将其放于酒精灯的火焰上灼烧,并用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在燃烧匙上方,若澄清石灰水变浑浊,并不能说明该固体粉末中一定含有碳元素,原因是酒精燃烧也生成二氧化碳3.氢气、一氧化碳的化学性质(1)都具有可燃性可作燃料(2)都具有还原性可作还原剂用于冶炼金属【典例精析】例1(2015•德阳)某研究性学习小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略).查阅资料:CO2+Zn
CO+ZnO;FeCl3溶液遇KSCN溶液变红.请回答下列问题:(1)仪器a的名称是
,装置B的作用是
,尾气处理的方法是
.(2)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D进行加热,其产物均为黑色粉末(纯净物).两组分别用产物进行以下实验:步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入盐酸溶解,无气泡,溶液呈浅黄绿色(含两种金属离子)溶解,有气泡,溶液呈浅绿色2取步骤1所得溶液,滴加KSCN溶液变红无现象
则甲组步骤1中反应的化学方程式是
,乙组得到的黑色粉末是
.(3)从安全考虑,本实验应在装置
和
之间添加装置E防止倒吸.(填字母编号)(4)该对比实验结果表明CO的还原能力随温度的升高而
(填“增强”或“减弱”).解析:(1)a是酒精灯;因为后面要通过F检验CO与Fe2O3反应的产物CO2,所以装置B的作用是除去CO中的CO2;尾气中含有有毒气体CO,采用点燃的方法或收集的方法可除去CO;故答案为:酒精灯;除去多余的二氧化碳;点燃或收集;(2)一氧化碳和氧化铁反应的固体产物为黑色,可能是铁粉、四氧化三铁或二者的混合物;取黑色粉末加入盐酸,甲组观察到黑色固体溶解,无气泡,说明没有铁粉的产生,溶液呈浅黄绿色(含两种金属离子),取步骤1所得溶液,滴加KSCN溶液,变成红色,说明含有氯化铁,另外还产生浅绿色的氯化亚铁,结合反应前后元素的种类不变,还会产生水,因此反应的方程式为:Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;分析乙组现象,乙与盐酸反应产生气体,溶液为浅绿色,因此为铁粉;故答案为:Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;铁粉;(3)若A处停止加热后,会使玻璃管骤冷,液体沿着导管倒流进A装置,因此需要在A和B之间加一个倒吸装置;故答案为:A、B;(4)通过对比甲组和乙组实验可知,乙组使用酒精喷灯使氧化铁还原更彻底,因此该对比实验结果表明CO的还原能力随温度的升高而增强;故答案为:增强针对训练1(2015•佛山)某同学设计了如下实验装置,进行碳还原性性质验证,对实验进行分析并回
(1)检查装置气密性的方法是:将导管浸入水中,
,说明装置气密性良好。(2)证明碳具有还原性的实验现象是
,(3)CuO发生
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