第6单元 碳和碳的氧化物-【知识清单】2022-2023学年九年级化学同步必备单元知识清单（人教版）

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第6单元 碳和碳的氧化物
考点 1 金刚石、石墨和 C60
1.碳单质的物理性质比较
碳单质 石墨 C
碳原子 构成
金刚石 C
碳原子 构成
C60
C60 分子 构成
微观结构
物理性质
深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片
状固体，耐高温，质地较软，有滑腻
感，有良好的导电性。
无色透明的、正八面体
形状的固体。天然存在
的最硬的物质。
用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔
芯、做坩埚，作机械高温润滑剂
制装饰品(钻石)、制钻
头、切割大理石、玻璃
用于超导、催化、
材料科学等领域
性质差异 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同
*C60 中的 60 是指：一个
C 60 分子中含有
60
个碳原子 。
*同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如 O2和O3混合；红磷和白磷混合等）
*同种元素组成的纯净物才是单质。
石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。
考点 2 无定形碳
物质的结构决定性质，性质决定用途。
1.无定形碳分类
①木炭和活性炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。
②木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。
③活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，
制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。
④焦 炭：用于冶炼金属。
⑤炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。
（碳和炭的区别：“碳”是元素名称，并不指具体某种物质；“炭”表示由碳元素组成的具体物质）
考点 3 碳单质的化学性质
碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。
1. 常温下化学性质不活泼 （原因：碳原子的最外层电子数为 4，不易得失）
用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
2.可燃性（作燃料）
反应物
氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧
C + O2
点燃 CO22C + O2
点燃 2CO
质量比 3 ： 8 3 ： 4
结论
反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同
应用
证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：
点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，
从而证明该物质含有碳元素。
现象：红墨水褪色
3.还原性
木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论
** Expression is faulty **黑色
粉末逐渐变成光亮的红色；
** Expression is faulty **澄清
石灰水变浑浊。
生成了红色的铜和二氧化碳；
化学方程式
C + 2CuO 2Cu+CO2↑
实验
分析
** Expression is faulty **木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和
一氧化碳与氧化铜反应。
** Expression is faulty **火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。
** Expression is faulty **实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂
热的试管。
** Expression is faulty **待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被
氧化。
⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应，
考点 4 氧化还原反应
1.碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2.氧化还反应分析
氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如 CuO；
还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如 C、CO、H2等；
3.碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应）
4.补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
考点 5 二氧化碳制取的研究
1.工业制二氧化碳
煅烧石灰石 CaCO3
高温
CaO+CO2↑
（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙 CaCO3；氧化钙CaO 俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）
2.实验室制二氧化碳：
（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）
（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
①为什么不能用纯的 CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。
②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（ HCl ）气体使制得的二氧化碳不纯 。
③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的
CaSO 4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。
（3）检验方法 ：
将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
（4）验满方法 ：
用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。
考点 6 气体制取的一般思路
1.发生装置
选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）
固固加热型 固液常温型
高温
CuO 失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应
C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应
高锰酸钾制氧气
氯酸钾制氧气 大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
试管口略
向下倾斜
适合制取
少量气体
适合制取
大量气体
长颈漏斗可随时
添加液体药品，
注意下端管口液
封
分液漏斗可控制加
入液体的速率，从
而控制反应速率
注射器可控制加入
液体的速率，从而
控制反应速率
补充改进装置：
块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进，可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。
开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗
流下，淹没过石灰石，反应开始；
开始：
打开弹簧夹
开始：打开弹簧
夹，液体淹没固体
开始：将布袋
子浸入溶液中
开始：将试管
浸入液体中
停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压
强回流回长颈漏斗，液体液面低于
隔板固液分离，反应停止
停止：
关闭弹簧夹
停止：关闭弹簧
夹，液体压入左侧
停止：提起布
袋子离开液面
停止：提起试
管离开液面
2.收集装置
选择依据：
气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量 29 相比判断）
排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀
的气泡时开始收集；集气瓶口有
大量气泡往外冒时气体收集满
注意事项：导管伸入集气瓶底部，
以保证排尽集气瓶中空气。
注意事项：导管伸入集气瓶底部，
以保证排尽集气瓶中空气。
①所有气体从短管进
②V 排出的水=V 气体
为防止气体溶解在水中，水面放
一层植物油隔绝二者；
集气瓶上端若有空气，不影响收
集的气体的体积数据，但是要影
响手机的气体的纯度
气体进入集气瓶后出现在装置下端
气体的验满在另一侧出气口
气体进入集气瓶后出现在装置上端
气体的验满在另一侧出气口
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