Question

9．碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途．
（1）图是碳原子结构示意图，碳原子的质子数是6，碳元素在元素周期表中位于第二周期．
（2）古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色，原因是墨中主要成分碳具有稳定性．如图是木炭还原氧化铜的实验，大试管中的反应体现了碳的还原性，其反应的化学方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，单质碳的还原性可以用于冶金工业．
（3）二氧化碳能参与光合作用完成大气中的“碳循环”，但是大气中二氧化碳的含量不断上升，会使全球变
暖．蔬菜大棚用作气肥的二氧化碳，可用多种方法制得，例如可以用稀硫酸与碳酸氢铵（NH₄HCO₃）反应制
得，反应后生成硫酸铵、水和二氧化碳，这一反应的化学方程式是2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
（4）研究发现：物质的结构决定性质，物质的性质决定用途．如：一氧化碳也能还原氧化铜，也有还原性．从化学反应前后碳元素化合价的变化特点分析，一氧化碳和碳都具有还原性的原因是碳元素的化合价还能升高；而二氧化碳没有还原性的原因是化合价不能再升高．

Answer 1

分析 （1）根据原子结构示意图以及元素周期表的信息来分析；
（2）根据碳原子结构中最外层电子数的特点，判断碳元素的化学性质；根据高温下木炭还原氧化铜的实验事实来分析；
（3）根据题意，稀硫酸与碳酸氢铵（NH₄HCO₃）反应生成硫酸铵、水和二氧化碳，写出反应的化学方程式即可；
（4）单质碳中碳元素化合价为0，一氧化碳中碳元素化合价为+2价，二氧化碳中碳元素化合价为+4价为碳元素的最高正价．

解答 解：（1）由碳原子结构示意图可知，碳原子的核内有6个质子，核外有2个电子层，所以位于第二周期，故填：6；二；
（2）碳原子最外层有4个电子，不易得也不易失电子，因此，常温下碳的化学性质稳定；在高温条件下，木炭还原氧化铜可生成铜和二氧化碳，故填：稳定；C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）稀硫酸与碳酸氢铵（NH₄HCO₃）反应生成硫酸铵、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
故答案为：2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑．
（4）根据碳还原氧化铜的反应中，碳元素的化合价从0变为+4；一氧化碳还原氧化铜的反应中，碳元素的化合价从+2价变为+4价；单质碳与一氧化碳具有还原性，则是由于它们中碳元素的化合价不是最高价，都可以继续升高为+4价；
故答案为：碳元素的化合价还能升高；化合价不能再升高．

点评 此题主要是考查同学们的综合分析能力，不但要求同学们具备有关物质的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．解题时需要认真分析题目给出的条件，联系实际，逐一分析推断．