🖤 第六单元 · 碳和碳的氧化物

人教版九年级上册化学 | 知识点讲解 · 记忆卡片 · 互动测验

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💎 课题1 碳的单质

🔴 碳的三种常见单质

💎
金刚石
天然最硬
正八面体结构
切割玻璃、钻探
✏️
石墨
深灰色、质软滑腻
导电、耐高温
电极、铅笔芯、润滑剂
⚽
C₆₀(足球烯)
足球状分子
分子晶体
材料科学应用
🔥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(金刚石→网状;石墨→层状)。同种元素可以组成不同单质(同素异形体)。

🔴 无定形碳(木炭、活性炭、焦炭、炭黑)

种类特性用途
活性炭疏松多孔,吸附性强防毒面具、冰箱除味、净水
木炭吸附色素、异味燃料、画画
焦炭还原性强冶炼金属
炭黑黑色粉末橡胶填料、墨汁
⚠️活性炭吸附是物理变化!碳的化学性质分为三部分:常温稳定性、可燃性(点燃)、还原性(高温)。

🔥 碳的化学性质(重点)

条件反应类型化学方程式现象/说明
常温稳定性—古代字画久不褪色;档案用碳素墨水
点燃可燃性C + O₂ —点燃→ CO₂充分燃烧,放出热量
可燃性2C + O₂ —点燃→ 2CO不充分燃烧,也放出热量
高温还原性C + 2CuO —高温→ 2Cu + CO₂↑黑色粉末变红,澄清石灰水变浑浊
还原性3C + 2Fe₂O₃ —高温→ 4Fe + 3CO₂↑用于冶炼金属(工业炼铁原理之一)
还原性C + CO₂ —高温→ 2CO吸热反应(此反应不是燃烧)
💡碳的还原性是中考高频考点:碳夺取氧化物中的氧,使金属还原 → 用于冶炼金属。注意区分"点燃"和"高温"两个反应条件。
🧪 课题2 二氧化碳的制取

🔴 实验室制取 CO₂

项目内容
药品大理石(石灰石) + 稀盐酸
原理CaCO₃ + 2HCl ═ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
发生装置固液不加热型(同 H₂O₂ 制 O₂)
收集方法向上排空气法(CO₂密度大于空气,能溶于水故不用排水法)
验满燃着的木条放在瓶口,火焰熄灭则满
检验通入澄清石灰水,石灰水变浑浊(Ca(OH)₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O)
⚠️不用稀硫酸(生成CaSO₄微溶包裹大理石,反应中止);不用浓盐酸(挥发出HCl气体,CO₂不纯);不用Na₂CO₃(反应太快,不易控制)。

🏭 CO₂ 的工业制法

方法原理说明
高温煅烧石灰石CaCO₃ —高温→ CaO + CO₂↑工业制取 CO₂ 和生石灰(CaO)的主要方法
💡区分:实验室用大理石+稀盐酸(固液不加热);工业用高温煅烧石灰石(分解反应)。两者反应原理不同,勿混淆!
💨 课题3 二氧化碳和一氧化碳

🔴 CO₂ 的物理性质与化学性质

类型性质说明
物理无色无味气体—
密度大于空气可像倒水一样倾倒
能溶于水1体积水约溶1体积CO₂
化学不燃烧也不支持燃烧(一般)可用于灭火
与水反应:CO₂+H₂O═H₂CO₃碳酸使石蕊变红
与石灰水反应:CO₂+Ca(OH)₂═CaCO₃↓+H₂O检验CO₂的方法

🔴 CO₂ 的用途

✅ CO₂ 的用途
灭火(密度大+不助燃)
光合作用原料
化工原料(制纯碱等)
干冰制冷、人工降雨
气体肥料(温室大棚)
碳酸饮料(加压溶入)
⚠️ 温室效应
原因:CO₂等温室气体排放增加
危害:全球变暖、冰川融化
防治:
①减少化石燃料使用
②多植树造林
③开发新能源(风能、太阳能)

🌍 对生活和环境的影响

主题内容
CO₂本身性质无毒,但不支持呼吸。在通风不良处CO₂浓度过高会使人窒息。
自然界的碳循环大气CO₂ → 植物光合作用吸收 → 动植物呼吸作用/微生物分解/化石燃料燃烧释放 → 回到大气。形成动态平衡。
低碳行动①节约用电用纸(间接减少碳排放)②绿色出行(公共交通/自行车)③减少一次性用品④垃圾分类回收。目标:碳达峰·碳中和。
可持续发展在不破坏环境的前提下发展经济,实现人与自然和谐共生。
💡碳循环是中考常考的综合分析题:碳元素在无机环境(CO₂)和有机物(生物体内)之间循环。光合作用将CO₂转化为有机物,呼吸作用和燃烧将有机物中的碳以CO₂形式返回大气。

🔴 CO(一氧化碳):性质与毒性

性质内容方程式
物理无色无味、密度略小于空气、难溶于水—
可燃性蓝色火焰,燃烧生成CO₂2CO + O₂ ═点燃═▶ 2CO₂
还原性还原金属氧化物(冶炼金属)CO + CuO ═△═▶ Cu + CO₂
3CO + Fe₂O₃ ═高温═▶ 2Fe + 3CO₂
毒性与血红蛋白结合,使之失去携氧能力—
⚠️CO有剧毒!煤炉取暖必须通风。 | CO还原CuO实验:先通CO再加热(排尽空气防爆),先撤酒精灯继续通CO至冷却(防氧化)。

🔴 CO vs CO₂ 对比

对比CO₂CO
密度大于空气略小于空气
溶解性能溶于水难溶于水
可燃性不可燃可燃
还原性无有(还原CuO、Fe₂O₃)
毒性无毒剧毒
检验澄清石灰水变浑浊燃烧后产物使石灰水变浑浊

🧠 全单元必背口诀

🔹 碳单质:金刚石硬切玻璃,石墨导电做电极。活性炭吸附是物理,同素异形排列异。

🔹 CO₂制取:大理石加稀盐酸,固液不热向上排。燃木条放瓶口验,石灰水浑浊来检验。

🔹 CO₂性质:密度大能灭火,溶于水生碳酸。石灰水变浑浊,光合作用离不开。

🔹 CO性质:无色无味有剧毒,可燃可还原。与血红蛋白结合,通风防中毒。

🔹 CO还原实验:先通CO再加热,防爆!先撤灯再停CO,防氧化!

📦
单元逻辑链:
碳单质(金刚石/石墨/C₆₀)→ CO₂制取(固液不加热)→ CO₂性质+用途 → CO性质+毒性
本单元是元素化合物知识的重点,CO₂制取是中考必考实验!
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📌 碳的单质

📌 CO₂制取

📌 CO₂和CO

📌 易错辨析

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