Question

9．碳與碳的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途．
（1）圖是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子的質(zhì)子數(shù)是6，碳元素在元素周期表中位于第二周期．
（2）古代用墨書(shū)寫(xiě)或繪制的字畫(huà)雖年久仍不變色，原因是墨中主要成分碳具有穩(wěn)定性．如圖是木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，大試管中的反應(yīng)體現(xiàn)了碳的還原性，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，單質(zhì)碳的還原性可以用于冶金工業(yè)．
（3）二氧化碳能參與光合作用完成大氣中的“碳循環(huán)”，但是大氣中二氧化碳的含量不斷上升，會(huì)使全球變
暖．蔬菜大棚用作氣肥的二氧化碳，可用多種方法制得，例如可以用稀硫酸與碳酸氫銨（NH₄HCO₃）反應(yīng)制
得，反應(yīng)后生成硫酸銨、水和二氧化碳，這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
（4）研究發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定用途．如：一氧化碳也能還原氧化銅，也有還原性．從化學(xué)反應(yīng)前后碳元素化合價(jià)的變化特點(diǎn)分析，一氧化碳和碳都具有還原性的原因是碳元素的化合價(jià)還能升高；而二氧化碳沒(méi)有還原性的原因是化合價(jià)不能再升高．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖以及元素周期表的信息來(lái)分析；
（2）根據(jù)碳原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)的特點(diǎn)，判斷碳元素的化學(xué)性質(zhì)；根據(jù)高溫下木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)分析；
（3）根據(jù)題意，稀硫酸與碳酸氫銨（NH₄HCO₃）反應(yīng)生成硫酸銨、水和二氧化碳，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；
（4）單質(zhì)碳中碳元素化合價(jià)為0，一氧化碳中碳元素化合價(jià)為+2價(jià)，二氧化碳中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)為碳元素的最高正價(jià)．

解答 解：（1）由碳原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，碳原子的核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，核外有2個(gè)電子層，所以位于第二周期，故填：6；二；
（2）碳原子最外層有4個(gè)電子，不易得也不易失電子，因此，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；在高溫條件下，木炭還原氧化銅可生成銅和二氧化碳，故填：穩(wěn)定；C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）稀硫酸與碳酸氫銨（NH₄HCO₃）反應(yīng)生成硫酸銨、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
故答案為：2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
（4）根據(jù)碳還原氧化銅的反應(yīng)中，碳元素的化合價(jià)從0變?yōu)?4；一氧化碳還原氧化銅的反應(yīng)中，碳元素的化合價(jià)從+2價(jià)變?yōu)?4價(jià)；單質(zhì)碳與一氧化碳具有還原性，則是由于它們中碳元素的化合價(jià)不是最高價(jià)，都可以繼續(xù)升高為+4價(jià)；
故答案為：碳元素的化合價(jià)還能升高；化合價(jià)不能再升高．

點(diǎn)評(píng) 此題主要是考查同學(xué)們的綜合分析能力，不但要求同學(xué)們具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．解題時(shí)需要認(rèn)真分析題目給出的條件，聯(lián)系實(shí)際，逐一分析推斷．