验证分子运动的探究实验(3)

学式后面标“↑”。

“↓”：在初中阶段，只有在溶液中发生反应时生成沉淀，才在生成沉淀的化学式后标“↓”。

六、 配平：在化学式前填上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每一种元素的原子个

数都相等。

? 一般情况下，可以按照书98页上介绍的“最小公倍数”法配平。 ? 如果化学方程式中有单质，一般留到最后配平。 ? 配平时一般从最复杂的化学式入手。但配平一氧化碳还原金属氧化物反应的化学方

程式时，一般从一氧化碳入手。 ? 刚开始配平，可以让化学计量数是分数。配平结束后“＝”两边的化学计量数翻倍，

全部变为整数即可。

? 在刚学化学方程式时，要多做一些练习以熟练配平的方法；学过一段时间之后，要

试着把常见的化学方程式背下来（有的时候，上课认真听讲、课后认真写作业对背方程式很有帮助）。

第三节 利用化学方程式的简单计算

一、 例题1：加热分解6g高锰酸钾，可以得到多少克氧气？

解：设生成的O2的质量为x。

Δ 2KMnO4K2MnO4?MnO2?O2?

316 32 6g x

3166g?32x 32?6gx??0.6g316 答：加热分解6g高锰酸钾，可以得到0.6g氧气。

【注意】如果没有完全反应，反应物和生成物的质量不能代入计算。只有通过相关数据得知反应完全进行（遇到“充分反应”、“恰好完全反应”、“适量”等话语），这些质量才可能有效。 遇到“足量”、“过量”、“一段时间”、“少量”等词语，说明可能不是恰好完全反应。 二、 例题2（利用质量守恒定律计算）：将氯酸钾和二氧化锰的混合固体30g加热一段时间，

发现剩余固体的质量是20.4g，求参加反应的氯酸钾的质量。 解：设参加反应的KClO3的质量为x。

2KClO32KCl?3O2?Δ 245 96 x 30g-20.4g?9.6g MnO2

245x?969.6g 245?9.6gx??24.5g96 答：参加反应的KClO3的质量为24.5g。

【注意】当反应前物质的总质量不等于反应后物质的质量时，说明有气体逸出。

三、 例题3：在做“氢气还原氧化铜”的实验中，将8g氧化铜放入试管中，通入足量的氢

气并加热一段时间。再次称量固体时，发现剩余固体的质量为7.2g。问生成铜的质量为多少？

解：设生成Cu的质量为x。 参加反应的CuO的质量为0.8g?16?100%?4g

80ΔH2?CuOCu?H2O

80 64 4g x

804g?64x

64?4gx??3.2g80【注意】对于这种题，先要注意（8g－7.2g）并不是生成水的质量，而是参加反应的氧元素的质量。 四、 带杂质的计算见第八单元。 五、 计算时的常见错误：

? 未知数带有单位。

? 所设物质的质量包含杂质的质量，或者包含未参加反应的物质的质量。 ? 已知物质的质量没有单位。

? 化学方程式书写错误或者没有配平（这个错误会使计算题的得分降为1，甚至为0）。 ? 关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。

? 步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。

第六单元 碳和碳的氧化物

第一节 金刚石、石墨和C60

一、 “碳”和“炭”的区别：“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、

由碳元素组成的单质。 二、 金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。

所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。 三、 金刚石、石墨的物理性质和用途 金刚石 C 石墨 化学式 颜色 无色透明 深灰色、有金属光泽、不透明 形状 正八面体 硬度 最硬 最软之一 导电性 无 导热性 无 润滑性 无 高 优良 良好 良好 电极、铅笔芯、润滑剂等 熔点 用途 划玻璃、切割金属、钻探机钻头制装饰品等 细鳞片状 ? 金刚石是天然存在的最硬的物质。 ? 无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。

常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。 颜色、状态 制法 用途 木炭 焦炭 炭黑 灰黑色的多孔性固体 浅灰色多孔性固体 极细的黑色粉末 木材隔绝空气加强热 烟煤隔绝空气加强热 含碳物质不完全燃烧 燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属 净化多种气体和液体、作防毒面具 冶炼金属 墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料 活性炭 灰黑色多孔颗粒状固体 木炭在高温下用水蒸气处理 ? 木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。 四、 C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳

定。 五、 金刚石、石墨、C60性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。 六、 碳的化学性质

? 单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同 ? 在常温下，碳的化学性质不活泼。

? 碳具有可燃性：C+O2

CO2（充分燃烧）

2C+O2

2CO（不充分燃烧）

碳在氧气中燃烧的现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊

的气体。

木炭+氧化铜 ? 碳具有还原性：

C+2CuO2Fe2O3+3C

2Cu+CO2↑ 4Fe+3CO2↑

澄清的石灰水 单质碳的还原性可用于冶金工业。

七、 木炭还原氧化铜的实验（见右图）

【实验操作】① 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； 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。观察现象并分析。

【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+2CuO

2Cu+CO2↑

? 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。

? 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。

? 配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 ? 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。 八、 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。

木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。木炭在反应C+2CuO作还原剂。

2Cu+CO2↑中

第二节 二氧化碳制取的研究

一、 实验室制取二氧化碳

? 原料：大理石或石灰石、稀盐酸。

? 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，

? ? ? ?

? ? ?

?

阻碍反应的继续进行。

? 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：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、石灰石的原因：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。 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

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：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）

检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。

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。

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。 净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，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（除去水蒸气并进行干燥）。

注意事项见第二单元。

CaO+CO2↑

CO2 二、 二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3

第三节 一氧化碳和二氧化碳

CO2 一、 二氧化碳的物理性质及对应的探究实验：

? 无色无味，常温常压下为气体。

? 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。

【实验操作】如右图（1），将CO2气体慢慢倒入杯中。

（1）

【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。 （2） 【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，把杯内的空气自下而上排出。

【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧； ② 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 ? 二氧化碳能溶于水。

【实验操作】如右上图（2）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】瓶体变瘪。

【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。

二、 二氧化碳的化学性质

? 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 ? 二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）

? 二氧化碳能与水反应生成碳酸。

【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碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；⑤ 说明碳酸被分解了。 【化学方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑ 【注意事项】

① 第二朵、第三朵纸花可以说明：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。

② 纸花必须是干燥的。如果纸花不是干燥的，那么在把第三朵纸花放入水中时，CO2会与纸花里的水分反应生成碳酸使纸花变红，这样就起不到对照的作用。 ③ 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。 ? 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ? 二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C

2CO

该反应是吸热反应。该反应既是化合反应，又是氧化还原反应（CO2是氧化剂，C是还原剂）。

该反应是二氧化碳变为一氧化碳的一种方法。

三、 二氧化碳的用途

? 灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质）

原因：① 二氧化碳的密度比空气大；② 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。

灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ? 干冰（固体二氧化碳）：干冰升华吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷

剂。

? 光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。 四、 二氧化碳对环境的影响：造成温室效应

【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。 五、 一氧化碳的物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。

一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。 六、 一氧化碳的化学性质

? 一氧化碳具有可燃性：2CO+O2

2CO2

【燃烧的现象】① 发出蓝色火焰； ② 放热； ③ 生成能使澄清石灰水变浑浊的气

体。

煤炉从上至下，常发生的三个反应：2CO+O2C+O2

CO2

2CO2、CO2+C

2CO、

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