1.存在形式:金刚石、石墨、无定形碳、足球烯等,它们互为同素异形体。
2.主要化学性质——还原性
(1)燃烧:C+O2CO2。
二、碳的氧化物——CO和CO2
1.一氧化碳的性质及应用
(1)物理性质:无色、无味的气体,难溶于水,能使人中毒的原因是一氧化碳与人体内血红蛋白相结合,人体因缺氧而中毒。
(2)化学性质及应用(写出有关化学方程式)
①可燃性:2CO+O22CO2,可做燃料。
②还原性:CO还原Fe2O3的反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,可用于冶炼金属。
2.二氧化碳的性质
(1)物理性质:无色、无味的气体,能溶于水,固态CO2俗称干冰。
(2)化学性质:与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的化学方程式分别为CO2+H2OH2CO3,Na2O+CO2===Na2CO3,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,2Mg+CO22MgO+C。
3.CO2在自然界中的循环
(1)CO2的主要来源:大量含碳燃料的燃烧。
(2)自然界消耗CO2的主要反应
①溶于江水、海水中:CO2+H2OH2CO3。
②光合作用将CO2转化为O2和有机物:6H2O+6CO2C6H12O6+6O2。
③岩石的风化:CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2。
三、碳酸(H2CO3)
碳酸是弱酸、不稳定,只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存,因此常把CO2+H2O当碳酸用。
四、碳酸的酸式盐和正盐的比较
1.在水中的溶解性
(1)含K+、Na+、NH的碳酸的正盐易溶于水,其余一般难溶于水;碳酸的酸式盐均能溶于水。
(2)一般来说,在相同温度下,碳酸的难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度,如溶解度:Ca(HCO3)2>CaCO3;碳酸的可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度,如溶解度:Na2CO3>NaHCO3。
2.热稳定性
一般来说,热稳定性顺序为碳酸的正盐>碳酸的酸式盐>碳酸,如稳定性:Na2CO3>NaHCO3>H2CO3;碳酸的可溶性正盐>碳酸的难溶性正盐,如CaCO3高温下易分解,而K2CO3不易分解。
3.水溶液的酸碱性
相同温度下,物质的量浓度相同时,碳酸的正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液的pH,如pH:Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。
五、草酸(H2C2O4)、草酸盐的性质
1.草酸(H2C2O4)的性质
H2C2O4是二元弱酸;有较强的还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O;H2C2O4不稳定,固体受热易分解:H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑。
2.草酸盐的性质
(1)(NH4)2C2O4易溶于水,微溶于乙醇,加热易分解,由氨水与草酸溶液作用而成。
(2)CaC2O4难溶于水和醋酸,能溶于盐酸和硝酸;灼烧时转变成氧化钙。
(3)草酸镁、草酸亚铁等微溶于水,可由对应的可溶性金属盐与草酸铵在水溶液中反应而得,加热分解可得到对应金属氧化物。
[自主检测]
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2019·高考全国卷Ⅲ,7C)活性炭具有除异味和杀菌作用。( )
(2)(2019·高考全国卷Ⅱ,11B)澄清的石灰水久置后出现白色固体:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。( )
(3)(2018·高考全国卷Ⅲ,10B)用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂。( )