1、碳的稳定性
碳原子核内质子数为6,原子结构示意图最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失电子,所以常温下碳单质的化学性质不活泼。它受日光照射或与空气、水充分接触,都不容易起变化。
2、碳与氧气的反应---可燃性
在点燃的条件下,单质碳能在氧气(或空气)里燃烧,放出热量,碳可作燃料。
碳在氧气中燃烧:(写出下列化学反应方程式)
①(O2充足)C O2==点燃==CO2
②(O2不足)2C O2==点燃==2CO
3、碳与某些氧化物的反应---还原性
高温下,单质碳能和某些氧化物反应,夺取这些氧化物中的氧,表现出还原性。
(1)木炭还原氧化铜的实验
【实验装置】
【实验步骤】
①检查装置气密性。(思考:如何检查?)
②把刚烘*木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀,小心地铺放进试管,并将试管固定在铁架台上,导管的另一端插入盛有澄清石灰水的试管中。
③先预热,然后再用酒精灯集中加热。
④先撤出导管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上,观察现象。
【实验现象】黑色粉末逐渐变为红色固体,澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳。
【注意事项】
①酒精灯加网罩的目的:集中火焰、升高温度。
②停止加热时,先撤出导管,目的:防止水倒吸到试管,导致试管炸裂。
③冷却后再把试管里的粉末倒出,目的:防止产物铜高温下被氧化。
④试管口略向下倾斜,原因 :防止水珠倒流至底部导致试管炸裂。
(2)工业上,用焦炭和铁的氧化物(赤铁矿)反应冶炼铁:
①赤铁矿:3C 2Fe2O==高温==34Fe 3CO2↑
现象:固体由红色逐渐变成银白色,同时黑色的固体减少,有能使纯净的石灰水变浑浊的气体生成
②磁铁矿:2C Fe3O4==高温==3Fe 2CO2↑
现象:固体由黑色逐渐变成银白色,同时黑色的固体减少,有能使纯净的石灰水变浑浊的气体生成
(3)高温条件下,单质碳还能与水、二氧化碳反应:
①碳和水:C H2O(g)==高温==H2 CO
现象:生成的混合气体叫水煤气,都是可以燃烧的气体
②碳和二氧化碳:CO2 C==高温==2CO -----------工业制煤气
现象:黑色固体逐渐减少
4、氧化还原反应
以木炭和氧化铜反应为例:C 2CuO==高温==2Cu CO2↑
(1)氧化反应、还原反应
①氧化反应:木炭的化合价升高,像这样化合价在反应前后升高的反应叫做氧化反应。
②还原反应:铜的化合价降低,像这样化合价在反应前后降低的反应叫做还原反应。
(2)氧化剂、还原剂———反应物
①氧化剂:化合价降低元素所在的反应物是氧化剂。
②还原剂:化合价升高元素所在的反应物是还原剂。
(3)氧化性:氧化剂具有氧化性
还原性:还原剂具有还原性
该例子中C发生氧化反应,C为还原剂,具有还原性。
CuO发生还原反应,为氧化剂,具有氧化性。