碳元素

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碳元素范文第1篇

关键词：卤水；总有机碳；总氮；微量元素

中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）08－1697-03

Analysis of Carbon， Nitrogen and Microelement from Salt Brine in Xuwen

HU Shi－weia，LI Shi－jiea，QIN Pei－wenb，SONG Wen－donga，WANG Jin－huic，LI Xiao－feib

（ a． College of Food Science and Technology； b． College of Fishery； c．College of Agricultural，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088， Guangdong，China）

Abstract： The total carbon and total organic carbon in layered brine from Xuwen in Guangdong province were analyzed by total organic carbon analyzer． The results showed that the higher total organic carbon but lower total carbon in upper brine compared with those in the middle were observed． The total organic carbon in the upper brine was 67．35％ of the total carbon； while the total inorganic carbon in the middle brine was 99．88％ of total carbon． Total nitrogen content in the brine was 17．74 mg／L by microwave digestion－spectrophotometric determination． The 14 kinds of microelements were detected by ICP and ICP－MS． The most abundant elements in brine was Ca， as its content was 36．5 mg／kg； then the contents of Fe， Se and Li were 14．8 mg／kg， 8．1 mg／kg and 4．9 mg／kg， respectively． Hg has the lowest content as it’s less than 0．001 mg／kg．

Key words： brine； total organic carbon； total nitrogen； microelement

海盐苦卤（简称卤水）是海水制盐工业的副产物，含有高浓度的钾、镁、溴和硫酸盐等，是一种既丰富又可持续开发利用的液体矿物资源［1］。我国的海盐产量已达2 200万t／年以上，位于世界海盐产量的首位，相应副产物海盐苦卤总量达1 800万m3。溴作为一种重要的基础性化工原料，在医药、农药、阻燃剂、灭火剂、制冷剂、感光材料、精细化工、油田开采等领域广泛应用。虽然我国在卤水提溴方面已有很大的发展［2］，但溴资源仍然紧缺，对溴的需求量也越来越大。另外镁盐广泛地用于制造金属镁、炼钢用镁砂、镁氧水泥、阻燃剂、融雪剂、防冻剂和食品添加剂等产品。当前从卤水中获取镁盐是镁盐生产的主要途径。钾是农作物生长必需的营养素，可使农作物茎秆强壮，防止倒伏，促进开花结实，增强抗寒、抗病虫害能力；在工业上可用于制造不易受化学药品腐蚀的含钾玻璃，通过兑卤法可从卤水中获取氯化钾［3］，而卤水也用于制备纯碱［4］。除此之外，卤水中还存在其他元素，Dirach等［5］报道从卤水中先后分离出磷、铯、铟、钠和钾。Alexeev［6］等对西伯利亚的卤水进行了同位素测定，发现卤水中存在2H、18O和37Cl。为了减少卤水对环境的污染，Purnama等［7］应用二维扩散方程，对卤水的排放制定了一系列标准。

由于我国苦卤资源分散和海水化工规模较小，我国大部分企业多以粗放型生产方式为主，导致对苦卤的综合利用率很低，产品的技术含量不高、附加值低，多数只能生产简单的化工产品，如：农用氯化钾、工业溴和工业氯化镁等。另一方面，由于苦卤资源的产业链尚未形成规模，大多数化工企业将低温盐和高温盐“废料”重新排回盐河，造成了苦卤资源浪费和环境污染。本文通过对徐闻卤水的碳、氮以及微量元素进行了定量分析，将为开发利用海盐苦卤及保护海洋环境提供科学依据。

1材料与方法

1．1仪器与材料

TOC－VCSH总有机碳分析仪；UV－2550紫外可见分光光度计；Varian 810／820－MS电感耦合等离子体质谱仪；IRIS 电感耦合等离子体发射光谱仪；实验卤水来源于广东省湛江市徐闻县。

1．2实验方法

将原卤水用四层纱布过滤，除去海草、树枝、泥沙等不溶物。

用总有机碳分析仪测定卤水中总碳与总有机碳的含量［8］。用微波消解－紫外分光光度法测定其总氮含量［9］。用ICP测定卤水中的钙和镍的含量 ［10］。用ICP－MS测定其微量元素［11］。

1．3TC测定条件

催化剂为普通催化剂，氧化炉温度为680℃，载气为高纯氧气，载气流量为150 mL／min，测定项目为总碳（TC）与总有机碳（TOC）。

1．4微波消解－紫外分光光度法［9］

水样消解：取卤水10 mL，加入碱性过硫酸钾溶液5 mL和30％双氧水0．5 mL于消解罐内，以中等功率消解8 min。

总氮测定：消解完成后，流水冷却消解罐，取出消解液于25 mL比色管中，添加 1 mL盐酸，并以无氨水定容至25 mL。取适量稀释液于10 mL石英比色皿中（若有悬浮物，待澄清后移取上清液），以无氨水作参比，分别在波长为220 nm和275 nm处测定吸光度，并用公式（1）校正吸光度A。

A＝A220 nm-2A275nm （1）

分别取梯度体积的硝酸钾标准溶液，定容至10 mL比色管中，以无氨水为参比，用校正的吸光度绘制标准曲线（纵坐标为总氮量，横坐标为吸光度值）。计算出卤水中的总氮量。

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1．5ICP和ICP－MS测定

ICP测定条件：发生器功率设为1 300 W，冷却气流速为15 L／min，辅助气流速为110 L／min，载气流速为1 110 L／min，载气为99．999％的氩气，液体提升量为1．50 mL／min；积分时间2~10 s；采用径向观测方式。

ICP－MS测定条件：发生器功率设为1 350 W，冷却气流速、辅助气流速、载气流速和载气条件同ICP测定条件，采样深度为810 mm，分析模式为全定量，氧化物设为CeO＋／Ce＋＜0.15％，双电荷为Ce2＋／Ce＋＜2％，内标加入方式：在线内标。

各元素及所选分析谱线如表1。

2结果与讨论

2．1卤水中总碳含量

卤水经过半年以上静置后分层，上层为黄色透明液体，与原卤水颜色相同，中层为奶黄色半透明液体，下层为NaCl晶体，如图1。测定分层卤水的上层与中层中的总碳及总有机碳，结果如图2所示。由图2可知，上层卤水总碳浓度低于中层卤水，相差约80 mg／L，有机碳约占总碳量的67．35％，但中层卤水中的总有机碳量极低，远小于上层卤水。上述现象可能是由于卤水中镁浓度较高（约为83．00 g／L），长时间与空气中的二氧化碳接触，形成了碳酸镁絮状沉淀，导致中层为奶黄色半透明液体，总碳含量较多，且几乎全部以无机碳形式存在［12］。

2．2卤水中总氮含量

氮标准曲线如图3所示。在220 nm和275 nm处直接测定卤水吸光值，通过标准曲线计算卤水中总氮含量为17．74 mg／L。

2．3卤水中微量元素测定

采用ICP－MS对卤水中的铁、铜等12种微量元素用进行测定，标准曲线如图4至图15，对卤水中的镍和钙用ICP进行测定，标准曲线见图16和图17。

根据样品吸光值和标准曲线，卤水中的各种微量元素含量见表2。由表2可知，在所测的14种微量元素中，Ca含量最高，达到36．5 mg／kg。其次是Fe、Se和Li，含量分别达到14．8 mg／kg、8．1 mg／kg和4．9 mg／kg。但卤水中Hg含量最低，低于0．001 mg／kg。

综上所述，湛江徐闻卤水资源丰富，充分利用和开发该地区卤水中丰富的微量元素，将是综合开发和利用卤水资源的一种有效手段，也是实现卤水资源可持续发展的有效方法。

参考文献：

［1］ 袁俊生，吴举，邓会宁，等． 中国海盐苦卤综合利用技术的开发进展［J］． 盐业与化工，2006，35（4）：33－37．

［2］ 张琳娜，刘有智， 焦纬洲， 等． 卤水提溴技术的发展与研究现状［J］． 盐湖研究，2009，17（1）：68－72．

［3］ 单志坤， 徐勇，朱红卫． 兑卤法工艺生产氯化钾技术发展概况［J］． 海湖盐与化工，2002，32（2）：26－27．

［4］ 刘晓红，李安， 王华， 等． 盐析法由卤水制备纯碱的新工艺［J］． 无机盐工业，2008，40（9）：27－28．

［5］ DIRACH J L， NISAN S， POLETIKO C． Extraction of strategic materials from the concentrated brine rejected by integrated nuclear desalination system ［J］． Desalination，2005，182： 449－450．

［6］ ALEXEEV S V， ALEXEEVA L P， BORISOV V N， et al． Isotopic composition（H，O，Cl，Sr） of ground brines of the Siberian Platform［J］． Russian Geology and Geophysics，2007，48（3）：225－236．

［7］ PURNAMA A， AL－BARWANI H H． Some criteria to minimize the impact of brine discharge into the sea［J］． Desalination，2004，171（2）：167－172．

［8］ 刘强，袁菊，陈凤凰，等． 贵阳市集中饮用水源中总有机碳和元机碳的测定［J］． 分析仪器，2010（1）：84－87．

［9］ GB 11894－89． 中华人民共和国水质监测方法标准［S］．

［10］ 何志明． 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝质耐火材料中钙、镁、铁、钛及钾的含量［J］． 理化检验－化学分册， 2009， 45（9）： 1040－1042．

［11］ 黄冬根，周文斌，刘雷，等． ICP－MS法测定高岭土中微量成分及杂质元素的研究［J］． 光谱学与光谱分析，2009，29（2）： 504－508．

碳元素范文第2篇

碳是一种最常见不过的元素，它无所不在，几乎令人忽视了它的存在。碳元素在世界上存在的方式既有单质形态，也有化合物形态。单质形态最著名的就是硬度第一的金刚石，以及软绵绵的石墨。化合物形态咱们更是天天打交道，一氧化碳和二氧化碳你很熟悉吧？更重要的是，没有碳，地球上就不可能有生命——地球上所有的生命形态，都是以碳元素为基础的碳基生命。

这可一点都不夸张，碳的确是一切生命的基础。碳原子通过有规律的排列组合，形成有机物的框架，而有机物是构成生命的重要元素。在生命出现之前，地球上的碳元素变化相对简单，只有一些简单的化合物形态，而且都是无机物，比如二氧化碳。随着碳基生命的出现，植物诞生了，二氧化碳通过植物的光合作用，更多地参与到生命的循环中来，碳基生命圈才形成了如今丰富多彩的样子。

好吧，碳元素很伟大。但是，碳元素又为什么能帮助考古学家呢？

碳的兄弟

碳并不能直接帮助考古学家判定年代，能够担当此任的是它的兄弟——碳14。碳14是碳的同位素……等等，啥叫同位素？

每一种元素的原子核内都包含有数量不同的质子和中子，同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子，这些中子数有区别的原子，就是该元素的同位素。一种元素和它的同位素一般拥有相同的化学性质，但同位素又有着一些独特的特点，比如放射性。

碳14就是一种放射性同位素。

碳14的半衰期

碳14的放射性是这样来的：宇宙中有许多高能粒子，每时每刻都在“轰击”着地球的大气层，这些高能粒子进入大气层后，会与大气中的原子发生作用，产生各种次级粒子，

其中的中子就可以和大气中的氮14发生反应，形成碳14，同时释放出一个质子。碳14并不是一种稳定的元素，它会再次释放出一个电子，从而又变回氮14。这个变会氮14的过程，就是一个放射性的过程。碳14的半衰期是5730年，意思就是说，每5730年，碳14就会因为变回氮14而数量减半。

碳14的这个半衰期特性不会因为别的条件而发生变化，误差不超过40年，简直就是一把天然的时间刻度尺。通过测量碳14的数量，就能准确得出过去了多少时间。不过，考古学家究竟该怎样操作呢？

用碳14测定时间

要想准确测量时间，除了碳14，还需要碳12。碳12就是最常见、最普通的碳元素，古代的动植物在活着的时候会通过呼吸等行为与大气进行碳元素的交换，然而一旦它们死亡，这种碳交换活动就停止了，残留在它们体内的碳元素的数量就会固定不变，这其中既有碳14，也有碳12。

碳12没有放射性，所以数量不会衰减，考古学家只要同时检测古代残留下来的动植物体内的碳12数量与碳14数量，做个减法，就能知道在动植物死后碳14衰减了多少，进而知道过去了多少岁月。

碳元素范文第3篇

关键词：土地整理；土壤碳含量；影响；碳固定

众所周知，土地整理在一定程度上会对农田土壤中碳元素的含量起到一定的影响作用，为了知道其对碳元素含量有什么样具体的影响，需要对土地整理过程中土壤的变化进行一个具体详细的分析和研究，并且要具体针对不同地区不同土质具体分析碳元素变化有什么样的区别以及造成这种结果的原因又是什么。并以此为依据，尽可能的通过整个的分析研究过程，来确定具体的土地整理的方案和具体规划，从而合理制定土地的具体详尽的整理方案，使得土壤中碳元素含量得以合理，以使得农田土壤质量得以提高。所以说土地整理是对土地资源的一种组织优化处理，是对农田土壤质量的一种改善处理，并且在很多时候可以对生态环境的改善起到一定作用。所以说，分析和研究土地整理工作对农田土壤中碳元素含量的影响效果有着较为重要的意义。

一、土地整理过程对农田土壤中碳元素含量的影响分析

土地整理工程是一项较为复杂、系统、综合的工程，在土地整理的整个过程中，每一项具体的措施都会在一定程度上影响到农田土壤中有机碳元素的含量。然而这种影响并不一定就是积极地，很多时候也可能是负面的。所以，对于土地整理工程对农田土壤中有机碳元素的含量影响一定要进行认真的分析研究，并明确它对有机碳元素含量的正负影响效果。具体的说，土地整理过程还具体包括了水利工程、土地的平整、道路工程、护林工程等等，具体到每一项工程里面，又要具体研究和分析各处不同土质土壤的各项性质和其对于土壤中元素的影响效果。

（一）土地整理对土壤的肥力的影响

通常来说，合理有效的耕作制度，再加上合理恰当的土地使用方法在某种程度上都会使得农田土壤的肥力得到一定的提升，同时还会对土壤中碳元素的固定作用起到一定的效果。那么相反的便有，无序不合理的耕作方式以及混乱的土地使用方法则会导致农田土壤肥力下降，并且还会造成土壤中碳元素流失的后果，从而导致农田土壤肥力降低。

（二）土地整理对农田土壤结构、土质的影响

一般的，都认为对荒地进行适当的开垦可以使得荒地原有的薄土层结构得以一定的改变，并且还可以使得农田中农作物的耕作层厚度有所增加，以此使得原有农田土壤的水土流失问题、沙漠化问题等得以改善；与此同时，农田土壤中有机物的含量也会随之提高，农田局部气候也会有所改善，相应的，土壤中的有机碳元素也会得到一定提高。但是，在实际生活中，发现对于荒地的开垦在某些时候也可能会使得农田土壤的结构层、土质情况等出现某些破坏，而且土壤地皮也会有所损坏，相应的，也会在一定程度上造成农田土壤表层疏松，农田土壤的水土流失问题以及沙漠化等问题加重，这样一来，反而更加不利于土壤中对于有机碳元素的积累固定。因此说，对于土地整理问题一定要进行认真仔细的分析研究。

（三）土地整理对土壤中有机生物的影响

尽管土地整理会对农田土壤中的有机碳元素含量起到一定的影响效果，但是在很多时候还需要采用一定的辅助手段来保证农田土壤中有机碳元素的含量能够保证在一个较为平衡的水平范围之内。例如，通常的会在土地整理工程完成之后对其使用适量的肥料等，为的就是来加快农田土壤的熟化过程，其最终目的也是使得农田土壤中有机碳元素的含量得以积累，并可以保持在一个较为平衡的范围之内。但是尤其需要注意的一点就是，后续肥料的使用一定不能过量，必须控制在一定的合理有效的安全范围之内，因为一般来说，肥料的过度使用不仅不会对农田土壤质量产生有利影响，反而会使得农田的土壤受到污染，并且会使得农田土壤中丰富的有机微生物含量严重下降。这些，都会造成土壤中有机碳元素的严重流失，极其不利于碳元素的积累。因此对于肥料的使用方法以及用量等都应该进行严格的控制。

二、关于土地整理对农田土壤中有机碳元素含量的影响的研究分析方法

在前面已经具体讨论过关于土地整理在某种程度上会对农田土壤中有机碳元素的含量起到一定的影响效果。下面就如何具体对土地整理对农田土壤中有机碳元素含量的影响进行分析和研究做出简要的阐述和说明。

（一）可以进行室内试验、计算

一般的，首先应当对土样进行采集，之后将其放置在干燥、通风的地方，并对其进行实验风干，之后对土样进行一定的处理，例如：去除土壤中杂质等。特别要注意在整个过程中要注意避免土壤受到阳光暴晒，以及要避免土壤受到酸碱尘土等的污染。在完成了风干过程之后，即需要对土样进行一定的研磨，研磨完成之后要过60目的尼龙筛，后续对过筛的土样进行重络酸钾-硫酸氧化法处理，然后再对氧化处理之后的土样进行称量、电沙浴加热、指示剂滴定等，完成了这一系列的处理之后，最终对一定土样中有机碳元素的含量进行具体详尽的计算，最终完成测定。

（二）进行野外土壤采样

这种方法相对于前者来说，时间比较短，并且在操作上比较容易，因此这种方法比较常用。通常来说，即指在同一个时间段尽可能的在同等条件下呈梅花状采集土样，并且要注意对各个土样周围的各种条件、因素等进行详尽的记录。具体在操作时，是要针对土地整理前后两个时间点对土样的采集点进行重复取样，其目的在于分析研究土地整理前后土壤中有机碳元素含量的变化。

三、小结

（一）土地整理过程中关于碳元素固定的措施和建议

土地整理对于土壤中有机碳元素含量的影响意义深远，因此，在土地整理过程中，首先应该尽量的保证土地能够挖填平衡；注意在这个过程中，在挖之前可以先把熟土层移去，填土完成后再把熟土层移回来；同时，还应当适当的选取合理的耕作方式以及土地使用方案；尽量的，要使用有机农家肥，减少化学肥料的使用，并要保证肥料的使用是控制在一定合理的范围之内的；还要注意合理设计农田水利灌溉措施，做好农田水利设施的完善工作；做好农田周围的防护处理工作等等。其目的都在于提高土壤质量，提高其中所含有机碳元素含量。

（二）未来展望

土地整理是对农田土壤的一个有效合理的改良过程，它可以在一定程度上提高土壤中有机碳元素的含量，从而改善土壤质量。因此研究土地整理工程对于农田土壤中有机碳元素含量的影响具有十分重要的意义。同时，要注意一定要根据农田土壤的具体性质来具体制定出一套相应科学合理有效的土地整理方案。科学在发展，人民的需求也在增加，希望今后大家能够多多对科学合理有效的进行土地整理进行研究和分析。

参考文献

碳元素范文第4篇

21A．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。

回答下列问题：

（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为，1molY2X2含有σ键的数目为。（不相关问题略）

【权威解析】

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；（不相关分析略）

【推断困惑】

试题中的第二句，“其中X是形成化合物种类最多的元素”，审题人首先想到是有机物中的碳元素而非氢元素，从而导致解题障碍，笔者认为该障碍的设置反而影响试题的区分度和选拔功能。具体我们来追根溯源一下该元素推理。

【教材原文】

1.高等学校教材有机化学（第三版）描述：自从拉瓦锡（Lavoisier，A·L，1743～1794）和李比希（Von liebig，J·F，1803～1873）创立和发展了有机化合物的元素分析方法之后，发现了有机化合物都含有碳元素，绝大多数的还含有氢元素，许多尚含有氧、氮元素等。于是，葛美林（Gmelin，L，1788～1853）和凯库勒（Kekülé，A，1829～1896）等都认为碳是有机化合物的基本元素，把碳化合物称为有机化合物，把有机化学定义为碳化合物的化学。（第1页）

2.1995年，人民教育出版社出版的高中《化学》（必修）（第62页）描述：现在，我们所说的有机化合物，简称有机物。指的是含碳元素的化合物。组成有机物的元素，除主要的碳以外，通常还有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。在第63页还阐述了有机物为什么种类繁多的原因：有机物种类繁多，目前从自然界发现的和人工合成的有机物已超过一千万种，这是由于碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键，而且碳原子跟碳原子之间能以共价键结合。形成长的碳链。

3.2003年，人民教育出版社出版的高中化学第二册（必修加选修）第111页描述：目前，从自然界发现的和人工合成的有机物约有三千万种，而且新的有机物仍在不断地被发现或合成出来。有机物的种类为什么如此繁多呢？我们知道碳原子最外层有4个电子，在有机化合物中每个碳原子不仅与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能相互形成共价键，不仅可以形成单键，还可以形成碳环。因此一个有机物的分子可能只含一个碳原子，也可能含有几千甚至上万个碳原子，而含有相同原子和数目的分子又可能具有不同的结构。这就是造成碳的化合物种类和数目繁多的主要原因。组成有机物的元素除碳外，通常还有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。

该书第114页阅读材料“有机化合物认识简史”的最后一段中是这样描述的：在所有的有机物中都含有碳，多数含氢，其次还含有氧、氮、卤素、硫、磷等。如不含氢的有机物有：四氯化碳、全氟丙烷、四氟乙烯、聚四氟乙烯等。

4.2006年，人民教育出版社出版的高中化学必修二第52页描述：碳在地壳中的含量不高，质量分数只占0.087﹪，但是它的化合物，尤其是有机物不仅数量众多，而且分布极广。迄今，从自然界发现的和人工合成的有机物已超过2000万种，而且新的有机物仍在以每年近百万种的速度增加。组成有机物的元素除碳外，常有氢、氧，还含有氮、硫、卤素、磷等。在第58页“思考与交流”板块中：参考图3—5，分析、归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。

综上所述，均是讲述组成有机物的元素除碳外，常有氢、氧，还含有氮、硫、卤素、磷等，进一步分析、归纳以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。主要是因为碳最外层有4个价电子，可以形成碳碳单键、双键、三键以及碳环等。无论教材怎么改版均未改变过碳是形成化合物种类最多的元素这样的结论。事实上，笔者也查阅相关资料未曾发现有材料描述“氢是形成化合物种类最多的元素”这一概念，所以试卷的表述笔者认为值得商榷。

【教学随感】

高考化学试题除应具备选拔功能外，命题还应该特别注意科学性、严密性，不仅题目的构成是科学的，而且也考虑考生解答思路严谨性和科学性，这样才会有利于中学化学教与学。

参考文献

[1]高等学校教材有机化学（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1993.5（3）

[2]人民教育出版社化学室.高级中学课本化学（必修）第二册[M].北京：人民教育出版社，1995.10（2）

[3]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书（必修加选修）第二册[M].北京：人民教育出版社，2003：61,165

碳元素范文第5篇

1.要注意知识的纵向和横向对比。

纵向，即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH4和SiH4的稳定性强弱的比较，H2C03和H2Si03，的酸性强弱的比较等。

横向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较，氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。

2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系，水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性，如CO的毒性和还原性，SiO2的特性(与Na2CO3、HF反应)等。

3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系，光导纤维与通讯的联系等

考点说明

碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一，该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有：

1.C、CO的还原性;

2.CO、C02的检验与鉴别;

3.C02、CO等气体的制取和收集;

4.C02与Na0H、S02与C等反应产物的确定及计算;

5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途;

6.环境保护，消除碳氧化物污染的综合应用。

CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO2是植物光合作用的反应物，是动物新陈代谢的产物)，在今后的综合测试中应引起重视。

7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质

第一讲碳、硅及其化合物

第一节碳族元素

碳族元素位于元素周期表的ⅣA族，包括C、S、Ge、Sn、Pb，最外层电子数均为4个，易形成共价化合物。

1.碳族元素性质的递变规律

元素

性质碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)

主要化合价+2、+4+4(只有+4)+2、+4+2、+4+2、+4

单质色、态无色或黑色固体灰黑色固体灰白色固体银白色固体蓝白色固体

氢化物RH4的稳定性

主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2Pb、PbO2

最高价氧化物的水化物化学式H2CO3H2SiO3H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4

酸碱性酸性递减碱性递增(多数有两性)

金属性、非金属性非金属性递减、金属性递增

2.碳的化学性质

碳在常温下性质比较稳定，很难被氧化，但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。

①还原性：_________________________________________

②可燃性:__________________________________________

③氧化性：__________________________________________

3.一氧化碳和二氧化碳的比较

(1)一氧化碳

物理性质

五色无味气体，剧毒(结合血红蛋白)，难溶于水

化学性质

①可燃性

②还原性(与Fe304、CuO、H20的反应)

③不成盐氧化物

实验室制法

收集方法:排水法

检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯，无水雾出现，罩沾有澄清的石灰水的烧杯，出现浑浊

工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料

(2)二氧化碳

二氧化碳物理性质：无色略带酸味气体，无毒，能溶于水(1:1)固体时俗称干冰

化学性质

①不能燃烧，一般情况下不助燃;

②氧化性(与C、Mg的反应)

③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)

④与盐[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]

收集方法：向上排空气法

体验：使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石：CaC03=CaO+C02

用途：灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用

4.硅及化合物

(1)硅

①晶体结构：与金刚石的晶体结构类似，是正四面体型空间网状结构的原子晶体。

②物理性质：硬度大、熔点高，具有金属光泽，是一种半导体，只能以化合态存在于自然界。

③化学性质：不活泼。注意下列化学反应的条件，前三者常温反应，后四者需加热。

第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。

第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶，而应用塑料瓶。

(3)硅酸

①制法：用可溶性硅酸盐与酸反应制取：

(思考，上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?)

②化学性质

常温可与F2、HF、NaOH反应，加热条件下可与O2、H2HNO3Cl2等物质反应

(2)二氧化硅

结构

化学性质：酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应)，特殊反应(HF),与碳反应

(3)硅酸

制法

化学性质

课堂之外

硅的制取：在半导体及集成电路的发展史上，硅是极其重要的角色，因此研究计算机的地方称为硅谷，集成电路需要超纯度的硅，它是怎样产生的呢?

Si02+2CSi+2C0

主要副反应为：Si02+3CSiC+2C0

因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si02、SiC等，它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法：

SiCl4的沸点很低，可以采用蒸馏的方法反复提纯，直所需的纯度。

2.铅的化合物与铅污染

铅的应用很广，如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C2H5)]等，古代也有人用铅制成器皿，但铅是有毒的，古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味：

Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2

(醋酸)铅糖

但由于铅糖是有毒的，不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气，环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。

考题解析

例下列关于硅的说法不正确的是()

A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体

D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料

C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应

D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应

[解析]常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。选C。

[答案]C

例下列关于碳族元素的说法中，错误的是()

A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显

B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱

C碳

族元素原子的最外层都有4个电子

D.主要化合价有+2价和+4价，大多数+2价化合物稳定

[解析]由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律,

碳元素范文第6篇

关键词 煤炭港口；PM2.5；化学组分

中图分类号 X5 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）170-0196-03

港口煤炭在堆存、装卸、运输过程中排放的PM2.5是所在地大气细颗粒物污染的主要来源之一[1]，随着近年来煤炭等易起尘货种吞吐量的快速增长，港口散货作业排放细颗粒物污染控制的难度和压力进一步加大，颗粒物已成为我国城市大气的首要污染物[2-3]。PM2.5是由有机碳（OC）、元素碳（EC）、铵盐、硝酸盐、硫酸盐、矿物尘、海盐和痕量重金属元素等成分组成的复杂混合体。PM2.5组分中的OC和EC分别通过光散射和光吸收对消光系数产生影响，共同作用甚至可以达到总消光的30%～40%；EC的强吸光能力会对气溶胶的辐射强迫产生重要影响，甚至引起地气系统增温；OC可以通过大气化学反应生成二次有机碳SOC，并对人体健康造成危害。SO42-、NO3-和NH4+等水溶性离子具有较强的亲水性，能促进云凝结核的形成，从而对气候、能见度等产生重要的影响[4]。

目前针对PM2.5的研究很多，但是对港口煤堆场扬尘产生的PM2.5研究比较少，笔者在2014年9月24日至10月13日期间对北方某典型港口煤堆场远近不同位置分别取样，经筛选后进行化学组分分析，初步分析了港口煤堆场不同位置PM2.5的化学组分特征，为以后的源解析研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

堆场扬尘采集参照《土壤环境监测技术规范》（HJ/ T 166―2004）或《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T 20―1998）；积尘采集使用毛刷将窗台、台架等处长期积累的尘刷入袋内，或在窗台和楼顶上铺置收集降尘的容器如纸盒、纸板之类。

根据煤堆场分布，在堆场内和转接塔以及外缘办公楼顶分别取样，4个采样点分别为：某港口煤堆场码头办公楼顶、港口煤码头转接塔除尘器、港口煤码头堆场、港口煤码头雨污水处理沉淀池积煤泥。

收集的样品过150目标准筛以获取粒径

1.2 分析方法

1.2.1 元素分析方法

采集PM2.5中铅等元素采用电感耦合等离子体质谱法，测定了铝（Al），镁（Mg），硅（Si），铁（Fe），钙（Ca），铬（Cr），锰（Mn），锶（Sr）等元素。

测定按照《空气和废气 颗粒物中铅等金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》（HJ 657―2013）方法执行。

1.2.2 离子分析方法

离子分析采用离子色谱法测定，通过加入一定量的二次去离子超声萃取，将离子从颗粒物转移至水中，过滤后进入离子色谱仪分析。离子色谱法测定离子是利用离子交换原理进行分离。根据混合标准溶液中各离子出峰的保留时间以及峰高（或峰面积）可定性和定量样品中的离子。

1.2.3 碳组分分析方法

碳组分采用热―光透射法进行测定，使用热光法OC/EC分析仪进行测定。

2 结果与讨论

2.1 各采样点化学组分的含量

经过实验室分析，共获得了PM2.5中59种化学组分的质量百分比，选取其中含量相对较高的33种化学组分（元素组分13种，离子组分10种，碳组分2种）进行分析，4个采样点的元素组分、离子组分和碳组分分别占的百分比见下图1～图5。

碳元素范文第7篇

[关键词]高强度 球铁 铸造

中图分类号：TG249.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0042-01

一 、 特征

传统的灰铸铁和球磨铸铁之间的形态是不同的。灰铸铁方式中碳作为片的形式存在，由于片状石墨的尖角位置处应力比较集中，可塑性和韧性相对较差，因此灰铸铁综合的抗冲击能力较次。从力学方面分析发现，尖角空洞的综合应力也较为集中，如果尖角变得迟钝后，应力逐渐的减轻，圆形空洞的集中应力会更小；球磨铸铁基于此理论，将铸铁中的C成为球状，球状石墨的集中应力较小，对于金属所产生的削弱作用较小，能有效提升金属的可塑性、韧性、抗拉强度。过去的球铁铸造工艺相对比较复杂，生产的成本过高，未来需要不断的研究高强度球铁的新型铸造工艺。

二 、化学成分

球铁的铸造性、力学性和球铁的化学成分具有非常重要的关联性，认真的分析其化学成分，选择最有效的方式，才能够为改进高强度球铁的铸造工艺奠定良好基础。

1.碳

碳元素能够有效促进镁的吸收，提高石墨球的圆整度，提升铁液的流动效果，避免铸件发生缩松或出现其余缺陷，应用一定比例的碳元素能够促进石墨化，避免出现白口问题。此外碳的含量如果过高，会出现石墨漂浮的现象，因此不能够造成碳含量过高，降低铸件的综合性能。

2.锰

锰作为一种稳定珠光体的重要元素，能够有效的提升铸件的强度和硬度，但是却能够降低铸件的可塑性以及韧性，锰元素经常会发生偏析现象，铸造环节中，在共晶团边界会形成碳化物，造成铸件的力学性能受到影响，部分过于厚大的铸件中更容易出现问题。

3.磷

球铁中磷的溶解度相对较低，如果铸造工艺中应用的磷超过某种特定的含量，就会在共晶团边界形成磷的共晶，整个铸件的强度降低，塑性变差，韧性也受到不利影响，出现冷裂等问题。

4.硫

硫元素和镁、稀土的亲和性较好，铸造环节中会消耗铁液体中的球化性元素，最终形成稀土硫化物、硫化镁等物质，整体球化率降低。如果硫的含量过高，球化剂的消耗就会较多，由此可以发现，含硫的比例过高会导致球化元素的残留量较少，这也是造成球化不良的关键原因，加上硫含量高会导致皮下气孔出现，发生夹渣问题。因此尽可能的降低球铁铸造环节中硫的含量，追求稳定生产，才能提升零件的综合质量。

5.硅

硅元素的作用是加强石墨化，防止发生臼口现象，提高铁素体，提高整个球体的可塑性。然而硅元素的存在会改变球铁的脆性以及韧性，造成温度改变。硅元素含量增加后，由于强度的变化球铁的脆性会有所改变。

6.镁和稀土

铸造应用的铁液体中会存在一定量的稀土元素以及镁元素，这样才能够保证石墨铸造成球，在稀土镁球铁中，镁元素的关键作用是球化，稀土是辅效果，最终实现铁液的净化。铸造球化率的高低和球化元素之间的残留量没有直接性的正比关系，如果镁的量高于0.1%，会造成石墨球不够完整。如果球铁中的球化元素过多，会导致球铁出现臼口、夹渣或是皮下的气孔。

三 、 优化处理

整个的球磨铸铁生产过程中孕育处理是关键的部分，由于铸铁结晶源自与铁水中的硅、碳元素形成的均匀性石墨晶核或是铁水中含有的非金属夹杂物形成的非自发晶核。所有的晶核在铁水中的状态、分布状况、数量都是取决于外部的因素共同作用的，遵循孕育处理过程。高强度的球铁铸造环节中，孕育处理的关键目标是细化石墨，提升球状石墨的比例，最终提升球化的效果，彻底的消灭臼口。由于孕育处理的作用，铁水中的共晶团数增加，晶体间的偏析减少，该种方式能够大幅度的提升铸件机械性能，提升综合的冲击韧性以及延伸率。所以，球磨铸铁经历过孕育处理之后，铁水中的碳浓度增加，避免铸铁出现激冷问题，进一步形成很多细小、均匀性的石墨核心，构成紧密的球状石墨。实际加工环节中，企业可根据实际经济状况选择适当的硅铁合金充当孕育剂，硅和球化剂中的镁元素联合作用，形成碳饱和，能够改善石墨的球状生长趋势。为保证孕育效果，应该尽可能的控制球化剂中、金属炉料中的硅含量，保证孕育形式中的硅含量，最好的方式为针对球磨铸铁中的磷共晶体组织，应用最适当的孕育方式，提升球磨铸铁的形成质量，让磷元素能够分布均匀，控制铁液中的磷共晶数量，逐步细化，最后全面提升机械性能。

四、 热处理工艺

加工球磨铸铁的环节中热处理是必须的工艺环节，该环节有效的改善球磨铸铁机械性能。选择最优化的热处理工艺，控制球磨铸铁组织转变环节的临界温度，分析影响临界温度的因素，包括磷、硅元素的影响。硅能够促进铸铁石墨化的进程，降低渗透碳的稳定性，控制碳元素在奥氏体中的溶解度，提高组织转变的临界温度；磷能够提升珠光体向奥氏体转变的温度，少量的磷就能够有效提升局部温度，磷和硅联合作用效果将更加明显。基于该原理下，可以适当的提高退火加热临界温度，实现有效的组织转变。热处理环节中有效的改善磷和硅对于球铁临界温度的作用，对于球铁中的磷共晶状态产生影响。通常状况下，铸态磷共晶体关键在液体结晶中形成原声相，当磷共晶形成结晶后，大部分留在奥氏体晶粒的临界位置。

碳元素范文第8篇

1、将头发进行高温碳化处理，天然钻石的成分是碳元素，头发的组成中碳元素占很大的比重。将头发有机物裂解，从中提取出碳元素，温度需要2000摄氏度以上。

2、将碳在高温高压下成型金刚石：将步骤1中提取的碳真空干燥后放入六面顶机。根据所需克拉数的不同，采用不同量的碳在六面顶机的高温高压环境下成型金刚石。

3、镶嵌：良好的镶嵌工艺有助于改善钻石的缺憾，表现钻石最璀璨动人的一面，现有的镶嵌工艺主要是爪镶、包镶、槽镶、钉镶和轨道镶，根据钻石的款式和大小而定。

（来源：文章屋网 ）