概述：
     碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳的存在形式：
     碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。

碳的化学性质：
1.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应

2.可燃性：
氧气充足的条件下：C+O₂CO₂
氧气不充分的条件下：2C+O₂2CO

3.还原性：
木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO₂↑
焦炭还原氧化铁：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑
焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe₃O₄3Fe+2CO₂↑
木炭与二氧化碳的反应：C+CO₂CO
碳”与“炭”的区别：
“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素，而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等；在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。

碳燃烧生成物的判断：
氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O₂CO₂
氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O₂2CO
mg碳与ng氧气反应：
① 时，生成物只有CO，且O₂有剩余；
②时，恰好完全反应生成CO₂；
③时，生成物既有CO₂，也有CO；
④ 时，恰好完全反应生成CO；
⑤时，生成物只有CO，且C有剩余。
碳单质及其化合物间的转化：

（1）C+2CuO2Cu+CO₂↑
（2）C+O₂CO₂
（3）3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑
（4）2C+O₂2CO
（5）CO₂ + H₂O===H₂CO₃
（6）H₂CO₃==CO₂ + H₂O
（7）2CO + O₂2CO₂
（8）C+CO₂2CO
（9）3CO + Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
（10）CO+ 2CuO2Cu + CO₂

（11）Ca(OH)₂ + CO₂====CaCO₃↓+ H₂O
（12）CaCO₃+2HCl==CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（13）CaCO₃CaO+CO₂
（14）CaO+H₂O==Ca（OH）₂
（15）C₂H₅OH+3O₂2CO₂+3H₂O
（16）CH₄+O₂CO₂+2H₂O

碱的定义：
碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH^-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成，可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看，碱一定含有氢元素和氧元素。

常见的碱：
(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外，常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH₃·H₂O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)₃)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解，应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中，不能放在纸上，防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得，反应的化学方程式为:CaO+H₂O==Ca(OH)₂，反应时放出大量的热。

碱的通性

碱的通性	反应规律	化学方程式	反应类型
碱溶液与指示剂的反应	碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝，无色酚酞试液变红	——	——
碱与非金属氧化物反应	碱+非金属氧化物→盐+水	2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O	——
碱与酸反应	碱+酸→盐+水	NaOH+HCl==NaCl+H2O 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O	复分解反应
碱与某些盐反应	碱1+盐1→碱2+盐2	2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH	复分解反应
	碱+铵盐→氨气+水+盐	NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O	复分解反应

常见的碱有NaOH、KOH、Ca（OH）2、氨水的特性：
①氢氧化钠（NaOH）俗名苛性钠、火碱、烧碱，这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体，极易溶于水，暴露在空气中易潮解，可用作碱性气体（如NH3）或中性气体（如H2、O2、CO等）的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃，盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞，只能用橡胶塞。

②氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末，微溶于水，俗称熟石灰或消石灰，其水溶液称为石灰水。Ca（OH）2也有腐蚀作用。Ca（OH）2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3，常用于检验CO2。 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH，用于制取NaOH。反应方程式为： Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH

③氨水（NH3·H2O）是一种可溶性弱碱，NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味，有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管，生成氮气、水和铜，其反应方程式为： 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O，说明氨气具有还原性。
此外，KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱，如：Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差，受热易分解生成对应的金属氧化物和水。

氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较

俗名	苛性钠，火碱，烧碱	熟石灰，消石灰
颜色、状态	白色，片状固体	白色，粉末状固体
腐蚀性	强烈腐蚀性	较强腐蚀性
溶解性	易溶于水，易潮解，溶解时放热	微溶于水，其水溶液俗称石灰水
用途	化工原料，用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污	用于建筑工业，制漂自粉，改良土壤，配制农药等

氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较

氢氧化钠	氢氧化钙
跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色	跟指示剂作用，使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色
跟某些非金属氧化物反应 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O 2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O	跟某些非金属氧化物反应 Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
跟酸发生中和反应 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O	跟酸发生中和反应 Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
跟某些盐反应 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4	跟某些盐反应 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

几种碱的颜色和溶解度

碱	颜色	溶解性
NaOH、KOH、Ba（OH）2	白色	易溶
Ca(OH)2	白色	微溶
Mg（OH）2、Al(OH )3、Fe(OH )2	白色	难溶
Fe(OH )3	红褐色	难溶
Cu（OH）2	蓝色	难溶

概念性质的理解
①氢氧化钠有强烈的腐蚀性，使用时必须十分小心，要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上，应立即用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。
②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热，属于物理变化；而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热，属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性，可以作某些气体的干燥剂。
③由于NaOH易潮解，同时吸收空气中的CO₂发生变质，所以NaOH必须密封保存。
④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞，以防止长期不用碱溶液，碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色，如NaOH溶液能使无色酚酞变红；但不溶性碱不能使指示剂变色，如Mg(OH)₂中滴加无色酚酞，酚酞不变色。
⑥盐和碱的反应，反应物中的盐和碱必须溶于水，生成物中至少有一种难溶物、气体或H₂O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定，分解为NH₃和H₂O。
⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱，如 Cu(OH)₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O。

氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别：
NaOH与Ca（OH）₂的水溶液都能使酚酞变红，故鉴别NaOH和Ca(OH)₂不能用指示剂，通常情况下，可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)₂
方法一：通入CO₂气体，NaOH溶液与CO₂气体反应后无明显现象，但Ca(OH)₂溶液即澄清石灰水与 CO₂反应生成白色沉淀。
方法二：滴加Na₂CO₃溶液或K₂CO₃溶液，NaOH溶液与K₂CO₃，Na₂CO₃溶液不反应，但Ca(OH)₂溶液与 Na₂CO₃、K₂CO₃溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)₂+ Na₂CO₃==CaCO₃↓+2NaOH，Ca(OH)₂+K₂CO₃ ==Na₂CO₃+2KOH。

检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
通常情况下，将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中，很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此，要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应，可以采取如下两种方法:
(1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠，检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
方法1:取样，加入稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明溶液中存在碳酸根离子。
方法2:取样，加入氢氧化钙溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

(2)改进实验装置，通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

所选装置	操作方法	实验现象
A	将充满二氧化碳的试管倒扣在水中	试管内的液面略有上升
B	将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中	试管内的液面明显上升
C	将氢氧化钠溶液滴入烧瓶	水槽中的水倒吸入烧瓶内
D	将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶	集气瓶中，NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
E	将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶	烧瓶内产生“喷泉” 现象
F	将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶	塑料瓶变瘪
G	将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中	小气球胀大

碱的命名：
一般读作氢氧化某，如：NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱，高价金属碱读作氢氧化某，如Fe(OH)₃读作氢氧化铁，低价金属碱读作氢氧化亚某，如Fe(OH)₂读作氢氧化亚铁。

氨水：
氨气的水溶液俗称氨水，主要成分是NH3·H2O，通常状况下是无色液体，具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
氨水显碱性，能使指示剂变色。
氨水的组成中含有N元素，因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥，其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

中和反应：
(1)定义：酸跟碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。

(2)实质：酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子作用生成水的过程。


概念理解：
①中和反应一定生成盐和水，但生成盐和水的反应不一定是中和反应。如Fe₂O₃+6HCl==2FeCl₃+3H₂O不是中和反应
②中和反应一定是复分解反应，但复分解反应不一定是中和反应。二者的关系是复分解反应包含了中和反应。

探究中和反应是否发生的方法：
酸与碱作用生成盐和水的反应叫中和反应，中和反应一般情况下没有明显的外观现象【H₂SO₄+ Ba(OH)₂==BaSO₄↓+2H₂O除外】。
探究酸碱发生中和反应的方法有以下几种(以HCl和NaOH反应为例):

1. 指示剂法。先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

2. pH试纸法。先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时多次测定混合溶液的pH。如果测得pH逐渐变小且小于7，则证明 NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

3. 热量变化法。化学反应通常伴随着能量的变化.所以可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
中和反应的应用：
①改变土壤的酸碱性根据土壤情况，可以利用中和反应，在土壤中加人适量酸性或碱性物质，调节土壤的酸碱性，以利于植物生长。如:近年来由于空气污染造成的酸雨，导致一些地方的土壤显酸性，不利于农作物生长，人们通常向土壤中撒适量熟石灰中和其酸性。

②处理工厂的废水工厂里排出的废水有一些显酸性或碱性，直接排放会对水体和环境造成污染。通常在排出的废水中加入适量的碱性或酸性物质中和。如:废水中含有硫酸可向其中加人适从熟石灰，反应的化学方程式为：H₂SO₄+Ca(OH)₂==CaSO₄+2H₂O。

③用于医药人体胃酸(主要成分是盐酸)过多，会造成消化不良，甚至会产生胃病，通常服用呈碱性的物质来消除症状，如氢氧化铝，反应的化学方程式为：3HCl+Al(OH)₃== AlCl₃+3H₂O。被蚊虫叮咬(蚊虫能分泌出蚁酸)后，可在患处涂上显碱胜的物质，如:NH₃·H₂O。

常见的碱的用途：
1. 氢氧化钠：是重要的化工原料，广泛用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业。实验室中可作干燥剂。

2. 氢氧化钙：用于建筑业，制漂白粉，改良土壤。常用于实验室二氧化碳的检验。