第六单元 碳和碳的氧化物
第六单元碳和碳的氧化物
课题1 金刚石石墨和C60
碳元素的几种单质：
天然金刚石石墨木炭活性炭焦炭炭黑
干冰：
钻石红宝石绿宝石黄宝石蓝宝石水晶
小知识：
宝石泛指珍贵的石头。包括钻石、彩色宝石、玉石。其中，钻石最珍贵，享有“钻石恒久远，一颗永流传”的美誉。作为爱情象征的“钻戒”历来是人们的心爱之物。宝石的质量常以“克拉”作单位，1克拉=0.2克。钻石的成分是碳元素，其它宝石的成分一般是Al2O3或硅酸盐，因含有Ti、Cr、Fe、Mn、V等金属元素而呈现出特殊的颜色。
22. 教材P107演示实验实验6-1在加入红墨水的水里投入木炭
【实验目的】
认识木炭的收附性
【实验用品】
锥形瓶、滴管、木炭、红墨水
23. 教材P110演示实验实验6-2用木炭还原氧化铜
【实验目的】
1. 认识木炭的还原性
2. 初步学习还原反应概念
【实验用品】
铁架台、试管、试管、导管、胶塞、酒精灯、铁丝网罩、木炭粉、氧化铜
【实验操作】
①把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地放进试管；
②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；
③集中加热；
④过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。
【实验现象】
澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】
C+2CuO2Cu+CO2↑
【实验小结】
1. 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。
2. 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
3. 实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
课题2 二氧化碳制取的研究
课外实验2：教材P112
⑴石墨导电实验
把一根石墨电极或6B的铅笔芯和导线连接在一起，接通电源后，灯泡是否发亮？这个实验说明了什么？
石墨电极
【实验现象】
通电后，灯泡发亮。
【实验结论】
石墨具有优良的导电性能。
⑵生成炭黑实验
点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方，过一会儿，你将在冷碟子底上收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明了什么？
炭黑
【实验现象】
放在蜡烛火焰上方的冷碟子底上，覆盖了一层黑色物质。
【实验结论】
蜡烛燃烧除了生成CO2、H2O外，还有炭黑生成。
【实验小结】
课外实验是同学们在家里利用生活中常见的物品，自己动手完成的小实验。它可拉近化学与生活的距离，让我们深切感受到科学的真实性；感受到科学与社会、科学与日常生活的联系性。有助于激发我们学习化学的兴趣；培养观察事物和分析问题的能力；培养动手能力和创新能力。
探究7 教材P113探究实验室里制取二氧化碳的装置
【实验目的】
1. 根据确定实验室制取气体的装置时应考虑的因素，分析比较氧气的性质及制取，设计二氧化碳的制取装置
2. 二氧化碳检验和验满
3. 总结实验室中制取气体的一般思路和方法。
【实验用品】
锥形瓶、长颈漏斗、集气瓶、导气管、玻璃片、试管、乳胶管、胶塞、大理石、稀盐酸、澄清石灰水
石灰石大理石供选仪器
【反应原理】
CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑
【药品选择】
不用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，使反应中途停止。
不用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石，因为它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。
所以，实验室制取二氧化碳使用的药品最好是：大理石和稀盐酸
【实验步骤】
1. 思考实验室制取CO2气体时应考虑的因素
2. 从右上图“供选仪器”中选择恰当的仪器，设计出制取CO2的装置，并相互讨论、交流，确定最佳装置。讨论的结果是最佳装置有两种，分别包括以下仪器：
①锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶（即下列装置1）
②试管、导管、集气瓶（即下列装置2）
3. 组装仪器，制取CO2。
【实验装置】
以下2套装置常用来制取二氧化碳，其中发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）；收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳密度比空气密度大，且和水不反应。）
1 或2
【实验现象】
1. 大理石与稀盐酸反应产生大量气泡，大理石逐渐缩小甚至会消失。
2. 将产生气体通入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。
【检验】
把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。
澄清的石灰水变浑浊
【验满】
把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。
【实验小结】
我们在确定制取气体的装置时，应考虑的因素有
①选择适当的反应。
②反应物的状态，反应的条件。
③用排空气法还是排水法收集气体。
【实验拓展】
A. 如何检查装置的气密性:如用装置1，则先用弹簧夹夹紧两段导气管间的乳胶管，然后从漏斗中加水，如果水面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。如下图所示：
B. 除杂干燥：制取的二氧化碳中都会混有少量氯化氢气体和水蒸气，如想得到纯净的二氧化碳，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（吸收水蒸气）。顺序是先除杂再干燥。
课题3 二氧化碳和一氧化碳
24. 教材P117演示实验实验6-3倾倒二氧化碳
【实验目的】
认识二氧化碳的密度较大，不支持燃烧的性质
【实验用品】
烧杯、铁皮架子、蜡烛、集气瓶、玻璃片
碳酸氢钠溶液浓硫酸
【实验操作】
如上图所示，将CO2气体慢慢倒入杯中。
【实验现象】
蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】
二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，然后逐渐上升，所以，下边的蜡烛先熄，上边的蜡烛后熄。
【实验结论】
①二氧化碳的密度比空气的密度大；
②二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。
25. 教材P117演示实验实验6-4 二氧化碳的溶解性实验
【实验目的】
认识二氧化碳可溶于水的性质
【实验用品】
烧杯、塑料瓶（瓶内装满二氧化碳）
【实验操作】
如下图所示，向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。
【实验现象】
瓶子变瘪。
【实验分析】
二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。
【实验结论】
二氧化碳能溶于水。
26. 教材P118演示实验实验6-5二氧化碳与水的反应
【实验目的】
1. 知道二氧化碳能和水反应
2. 知道石蕊遇到酸性溶液会变红
3. 知道碳酸受热会很快分解
【实验用品】
集气瓶、纸花、喷水壶、玻璃片、吹风机、镊子、稀醋酸
【实验操作】
取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。
【实验现象】
①第一朵小花变红；
②第二朵小花不变色；
③第三朵小花不变色；
④第四朵小花变红；
⑤第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】
①醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；
②水不能使紫色石蕊变红；
③二氧化碳不能使紫色石蕊变红；
④二氧化碳与水反应生成了一种酸——碳酸：CO2 + H2O=H2CO3碳酸能使紫色石蕊变红；
⑤说明碳酸易分解（碳酸常温下也会分解，受热时分解得更快）：H2CO3=H2O + CO2↑。
【实验小结】
二氧化碳不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。
补充实验11：教材P121 点燃一氧化碳
【实验目的】
了解一氧化碳的可燃性；学习检验一氧化碳
【实验用品】
烧杯、导气管、CO源
【实验操作】
点燃已经验纯的一氧化碳，在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯。
CO燃烧的火焰
【实验现象】
感到烧杯壁发热；产生蓝色火焰；烧杯内壁的石灰水变浑浊。
【注意事项】
CO有剧毒！小心使用！
当心中毒
补充实验12：教材P122 一氧化碳还原氧化铜：
【实验目的】
学习一氧化碳的还原性
【实验用品】
铁架台、酒精灯、玻璃管、试管、一氧化碳源、氧化铜、澄清的石灰水
【实验装置】
见下图（这是包括CO2、CO制取及CO还原CuO的组合装置，下文的操作、现象、结论只针对CO还原CuO 而言）。
稀盐酸、大理石碳酸氢浓硫酸木炭氧化铜氢氧化钙溶液
钠溶液
产生CO2 将CO2变成CO：C+CO22CO 尾气处理，以免直接排放出CO污染空气
CO+CuO Cu+CO2
作用：吸收混在CO2中的HCl气体作用：1、证明反应生成CO
；
2
吸收混在CO2 中的水蒸气2、除去以利于CO的燃烧
除杂
干燥
或
铜粉
【实验操作】
①先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度；
②点燃酒精灯给玻璃管内的物质加热；
③实验完毕，先熄灭酒精灯；
④再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。
【实验现象】
黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
【实验结论】
一氧化碳能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。
【化学方程式】
CO + CuO Cu + CO2
【注意事项】
①检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
②先通CO，过一会儿再加热。以排净装置内的空气，防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
③结束实验前，先撤走酒精灯，过一会儿再停止通入CO。以防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2Cu + O22CuO）。
补充实验13：下册教材P16 一氧化碳还原氧化铁
【实验目的】
1. 学习一氧化碳的还原性；
2. 学习炼铁的原理；
3. 观察和描述实验现象
【实验用品】
铁架台、酒精喷灯、玻璃管、试管、一氧化碳源、氧化铁、澄清的石灰水
氧化铁（红棕色）
【实验装置和实验操作】
与CO还原CuO相似（不同点在于还原Fe2O3所需温度更高，因此要使用酒精喷灯来加热）
酒精喷灯
【实现现象】
红棕色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
【化学方程式】
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
【注意事项】
铁钉铁粉
【实验小结】
在初中化学中，常见的还原剂有三种：氢气、碳单质、一氧化碳，他们能将氧化铜、氧化铁、四氧化三铁等金属氧化物还原成相应的金属。其中，H2 + CuO Cu + H2O和CO + CuO Cu + CO2这两个反应的条件是“加热”，其他的都是“高温”。
课外实验3：教材P122 在鸡蛋壳里加入白醋
【实验目的】
根据实验现象推测鸡蛋壳里可能含有的物质。
【实验用品】
鸡蛋壳、食醋、澄清石灰水、玻璃杯
白醋鸡蛋壳
【实验步骤】
取一个小玻璃杯，放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入一些白醋，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。仔细观察有什么现象发生。
【实验现象】
有气泡产生，鸡蛋壳逐渐减小甚至消失，玻璃杯上蘸有澄清石灰水的玻璃片变浑浊。
【实验结论】
2CH3COOH + CaCO3=Ca(CHCOO)2 + H2O + CO2↑；鸡蛋壳里可能含有碳酸钙CaCO3。
教材P125实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质
【实验目的】
1. 练习室验室里制取二氧化碳
2. 学习二氧化碳的检验和验满方法
3. 加深对二氧化碳性质的认识
【实验用品】
集气瓶、试管或锥形瓶、烧杯、蜡烛、试管夹、滴管、胶塞、小木条、酒精灯、大理石、澄清石灰水、石蕊溶液、稀盐酸、导气管
【实验步骤】
1. 检查装置的气密性。
2. 往试管中装入大理石，倒入占试管容积1/3的稀盐酸。固定仪器。
3. 用向上排空气法收集气体，瓶口盖上玻片。
4. 用一根燃着的木条伸入集气瓶口。
5. 在烧杯中固定一支蜡烛，点燃。然后向烧杯内倾倒二氧化碳。
6. 在两支试管中装入石蕊溶液，向其中一支试管中通入CO2然后用酒精灯加热，观察现象。
7. 在另一支试管中装入石灰水，通入CO2，观察现象。
8. 实验完毕后，清洗仪器，整理桌面。
或
CO2的制取装置1 CO2的制取装置2
CO2的检验 CO2的验满
CO2与水反应的实验
【实验现象】
1. 大理石与稀盐酸反应产生大量气泡，大理石逐渐减小。
2. 伸入集气瓶口的木条立即熄灭。
3. 向烧杯内倾倒二氧化碳后，蜡烛熄灭。
4. 石蕊溶液呈紫色，通入CO2，溶液变为红色，然后用酒精灯加热，溶液又恢复为紫色。
5. 往石灰水中通入CO2后，石灰水变浑浊。
【实验结论】
1. 实验室制取CO2的反应原理：CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2↑
2. CO2的密度比空气大；不能燃烧，也不支持燃烧。
3.二氧化碳能和水反应生成碳酸：CO2 + H2O=H2CO3
4. 碳酸不稳定，分解成水和二氧化碳：H2CO3=H2O + CO2↑
5. 二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊的原因：Ca(OH)2 + CO2=CaCO3↓ + H2O