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初中科学/22.4 碳与碳的氧化物

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　22.3 化学方程式的应用 ◄ 初中科学 > 第二十二单元：用化学方程式认识化学反应
22.4 碳与碳的氧化物 		► 22.5 生活中的金属　
这节课你将学到：
  1. 碳的单质有哪些？
  2. 金刚石、石墨、C60和石墨烯有什么相同点和不同点？
  3. 碳有哪些氧化物？
  4. 碳的各种氧化物的性质和用途是什么？

我们这节课认识一下碳单质和它的氧化物。

碳的单质

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  交流讨论
*你见过哪些碳的单质？请发表你的看法。
  • 王宇博：石墨。
  • 陈欣阳：钻石。
  • 我：_________________________

碳有很多种单质，最常见的有石墨(Graphite)、金刚石(Diamond)、C60和石墨烯(Graphene)。

 
维基百科中的相关条目：
碳的同素异形体
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    图22-5 石墨
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    图22-6 C60
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    图22-7 石墨的结构
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    图22-8 C60的结构
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    图22-9 石墨烯的结构

石墨

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石墨正如图22-5所展示的一样，是一种深灰色的细鳞片状的固体，有金属光泽。它的导电性能良好，干电池的正极就是石墨做成的。图22-7所示的是石墨的结构，我们可以看到，它具有斜六面体的结构，因此石墨可以用作润滑剂。

金刚石

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金刚石的结构是正八面体结构，所以它是自然界中最硬的物质。它也是一种无色透明的固体，几乎不导电。

C60

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C60正如图22-6所示的一样，有金属光泽。它的分子结构如图22-8所示，和足球相似。

石墨烯

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石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎完全透明，导电性能极强。图22-9所示的是石墨烯的结构。

相同点

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尽管不同的碳单质有不同的结构，有不同的物理性质，但它们的化学性质相同。它们都可以进行以下反应：

  • 2 C + O2 → 2 CO
  • C + O2 → CO2
  • C + CO2 → 2CO

碳的氧化物

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碳的氧化物有两种：一氧化碳(Carbon monoxide)和二氧化碳(Carbon dioxide)。

一氧化碳

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一氧化碳是一种无色无味但有剧毒的气体。它具有可燃性，所以我们将它用作燃料。一氧化碳还具有还原性，我们将在之后的章节来研究它的还原性。

二氧化碳

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我们已经在第八单元认识了二氧化碳的基本性质，这里仅列出检验和吸收二氧化碳的方法和反应的方程式。

二氧化碳的检验

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将二氧化碳通入澄清的石灰水中，我们会发现澄清石灰水变浑浊。反应的方程式是：

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

二氧化碳的吸收

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我们一般使用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。反应的方程式是：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

课后自主学习

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  1. 我们将由同样的单一元素组成的单质称为同素异形体(Allotropy)，试判断下列物质是否是同素异形体：
    1. 一氧化碳和二氧化碳（ ）
    2. 红磷和白磷（ ）
    3. 水和双氧水（ ）
    4. 氧气和臭氧（ ）
    5. 高锰酸钾和锰酸钾（ ）
  2. 澄清石灰水同样可以消耗二氧化碳，为什么我们不能使用澄清石灰水吸收二氧化碳?
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