2_第2讲碳和碳的氧化物

第2讲碳和碳的氧化物夯基提能作业本A组基础题组一、选择题1.(2019广东广州中考)下列有关金刚石、石墨的说法正确的是()A.都是由碳元素组成B.都是黑色固体C.都能导电 D.硬度都很大2.(2019山东威海中考)据中国环境报报道,为应对气候变化,落实巴黎气候变化协定,2019年国家建立了统一的碳排放权交易市场,按国际惯例,这里的“碳”是指()A.二氧化碳B.单质碳C.碳元素D.所有含碳化合物3.(2019湖北十堰中考)下列有关碳和碳的化合物说法错误的是()A.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质B.在加热或高温的条件下,CO能与许多金属氧化物反应C.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红,说明二氧化碳具有酸性D.水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼4.(2019湖南长沙中考)燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体。下列有关CO的说法不正确的是()A.CO气体有毒,可危害人体健康B.CO可用于冶炼金属C.CO可以燃烧,可作燃料D.在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒5.(2019浙江宁波中考) 三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体,可溶于水,与水反应生成草酸,且常温下不稳定,其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法错误的是()A.C2O3中碳元素的化合价为+4价B.三氧化二碳具有还原性C.在空气中燃烧的产物为二氧化碳D.与氢氧化钠溶液反应可生成盐6.(2019湖南长沙中考)下列有关碳单质的说法,错误的是()A.金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳B.金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同C.书写档案时规定使用碳素墨水,是因为常温下碳的化学性质不活泼D.金刚石和石墨都是硬度最大的物质7.(2019山东威海中考)关于碳循环和氧循环,下列说法不正确的是()A.碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环B.碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化C.绿色植物的生长过程,既涉及碳循环,又涉及氧循环D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定8.(2019河北石家庄裕华一模)石墨烯是由碳元素组成的、性能非常优良的纳米材料,具有超强导电、导热的性能,石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。下面关于石墨烯的认识错误的是()A.可作散热材料B.是一种化合物C.具有可燃性D.完全燃烧生成二氧化碳9.(2019河北唐山路南二模)实验室制取干燥的二氧化碳气体,不会用到的装置是()A.B.C.D.10.(2019山东德州中考)近日有媒体报道,我国科学家发现“把二氧化碳变成汽油”的高效转化新途径。即通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2直接加氢制取汽油,被同行誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。据此,你认为下列说法不正确的是()A.新途径可有效缓解全球温室效应B.此技术可减少对化石燃料的依赖C.该转化过程中没有发生化学变化D.催化剂对转化起着举足轻重作用11.(2019河北唐山古冶一模)下列关于碳和碳的氧化物的说法中不正确的是()A.CO2既可用排水法又可以用向上排空气法收集B.工业上可以利用CO的还原性炼铁C.CO2可作为大棚种植农作物的气体肥料D.活性炭具有吸附性可以除去冰箱中的异味12.如图所示实验中,为用紫色石蕊溶液润湿的棉球,为浸过紫色石蕊溶液的干燥棉球。下列能准确描述实验现象的是()A.比先变红,不变红B.比先变红,不变红 C.变红,不变红D.变红,不变红二、填空简答题13.(2019江苏南京中考)碳及其氧化物性质的应用。(1)如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,红棕色消失,说明木炭具有能力,其原因是木炭具有的结构。(2)在书写具有保存价值的档案时,规定应使用碳素墨水,原因是。(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧,固体全部消失,写出反应的化学方程式;将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量,当金刚石的质量恰好等于时,则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。(4)在实验室里,检验二氧化碳一般用澄清石灰水,而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液,理由是。(5)写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式,并计算要使80 g氧化铜完全还原,需要碳的质量至少是多少?(写出计算过程)14.(2019江苏宿迁中考)某同学设计了如下图所示的装置,用于实验室制取CO2,并对它的部分性质进行探究,按要求回答问题。(1)A装置用于制取CO2,反应的化学方程式为。(2)用B装置收集CO2,气体应从(选填“a”或“b”)端通入。(3)若要C中的两个气球悬浮在空气中,则气体甲可能是(填序号)。A.氢气 B.氧气C.空气(4)往D试管中通入CO2,当出现现象,表示石灰水中的溶质恰好完全沉淀。(5)E装置的集气瓶中充满CO2,打开分液漏斗,滴入少量NaOH浓溶液,气球明显胀大,写出发生反应的化学方程式:;若要气球恢复原状,应关闭分液漏斗,打开分液漏斗,滴入溶液(填化学式,忽略滴入液体体积)。15.(2019湖北鄂州中考)为加深对一氧化碳还原性的理解,减少一氧化碳对环境的污染,某同学设计了如图所示的实验:回答下列问题:(1)图B中,薄铜片受热时发生反应的化学方程式为。(2)趁热将图B所示的薄铜片插入到图A所示的装置中(如图C所示),观察薄铜片的颜色变化,现象是;振荡集气瓶,观察到的现象是。(3)实验结束后用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体,有明显的蓝色火焰出现,该反应的化学方程式为。三、实验探究题16.(2019河北石家庄桥西基模)化学小组的同学用图1所示装置进行木炭和氧化铜反应的实验,在进行实验时,他们首先将碳和氧化铜研磨成粉末,且混合均匀后,再开始实验,这样做的目的是。该装置酒精灯加网罩的目的是。充分反应后,化学小组的同学对试管内的固体成分进行了探究,对生成气体的成分进行了探究。按要求填空。探究:试管内固体的成分是什么?【作出猜想】猜想一:Cu猜想二:猜想三:Cu和CuO【实验验证】实验操作实验现象实验结论取少量的固体加入试管中,然后加入过量稀硫酸,振荡猜想三成立固体和稀硫酸反应的化学方程式为。探究:生成的气体中是否含有一氧化碳?通过图1的实验分析,生成的气体中一定含有二氧化碳。是否含有一氧化碳?小组同学进行了下列实验:实验操作实验现象实验结论收集碳和氧化铜反应生成的气体,除尽二氧化碳气体,干燥后,再将气体通入图2装置中A中的红棕色粉末变成黑色,B中产生白色浑浊生成气体中含有一氧化碳则B中的溶液是,A中反应的化学方程式为。【实验反思】图2装置的缺陷是 。四、计算题17.(2019湖北黄冈中考)为测定某石灰石矿中碳酸钙的含量,现称取12.5 g石灰石矿样品与足量的稀盐酸反应(杂质不溶于水,也不参与反应),得到二氧化碳气体4.4 g(假设生成的气体全部逸出)。请计算:该石灰石样品含CaCO3的质量分数?B组提升题组1.CO2是造成温室效应的主要气体,而工业上却可用CO2来制备甲醛等物质,“碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来并加以利用如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其过程如图所示(部分条件及物质未标出)。请根据有关信息回答问题:(1)用NaOH溶液“捕捉”CO2的化学方程式是;(2)“反应分离”环节中,分离物质所采用的基本操作是;(3)此化学工艺流程中没有涉及的基本反应类型是。2.(2019四川泸州中考)已知:CO2和SO2既有相似性也有差异性。请回答相关问题:气体CO2SO2制备石灰石与盐酸Na2SO3与70%硫酸相似性溶解性能溶于水易溶于水与澄清石灰水反应二者都产生白色浑浊差异性与KMnO4溶液不反应气体被吸收,溶液逐渐褪色(1)化石燃料的气体产物中有CO2和SO2等物质,其中SO2是形成的主要物质(填一污染名称)。(2)制取CO2的化学方程式是,可用于收集CO2的装置是(选填如图序号)。(3)写出Na2SO3与70%硫酸反应的化学方程式:,制备SO2发生装置用(选填如图序号)。(4)将收集满SO2的试管倒扣在水中观察到的现象是。(5)结合已知信息,请你设计实验证明化石燃料燃烧的气体产物中有CO2(写出操作、试剂、现象、结论)。3.(2019重庆中考)(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验,按要求答题。限选控制反应速率的方法:反应物的浓度反应物的状态限选试剂:A.稀盐酸B.浓盐酸C.块状石灰石D.碳酸钠溶液E.粉末状石灰石填写下表并回答相关问题。实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理和DCO2的实验室制法A和C写出灭火器反应原理的化学方程式。(2)已知:CO2和SO2既有相似性,又有差异性。实验一:水槽中滴入紫色石蕊,将收集满两种气体的试管同时倒立于其中,片刻后实验现象如图所示,说明相同条件下的溶解性:SO2(填“”或“(含m的代数式)时,可以得出猜想三的结论正确。5.(2019安徽中考)某兴趣小组用图1装置进行实验时发现:烧杯中饱和石灰水先变浑浊,后逐渐澄清。图1(1)写出甲装置中发生反应的化学方程式;石灰水“变浑浊”是因为生成了(填化学式)。(2)为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”,该小组同学开展了如下活动:【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)。【提出假设】假设1:挥发出的HCl使浑浊变澄清;假设2:。【设计实验】为除去CO2中的HCl,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置的连接顺序是甲乙(填字母序号);其中盛放的试剂合理的是(填选项序号)。图2A.浓硫酸B.NaOH溶液C.饱和Na2CO3溶液D.饱和NaHCO3溶液【实验现象】饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。【得出结论】由上述探究可得出的结论是 。(3)该兴趣小组在老师指导下,用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线如图3。图3AB段pH几乎不变的原因可能是;D点所得澄清溶液的成分除H2O外还有。BC段发生反应的化学方程式主要有 。答案精解精析A组基础题组一、选择题1.A金刚石、石墨都是由碳元素组成的,是碳元素组成的两种不同单质,故A正确;石墨是深灰色固体,金刚石是无色透明的固体,故B错误;石墨能导电,金刚石不能导电,故C错误;金刚石是自然界中硬度最大的物质,石墨质软,故D错误。2.A 由于二氧化碳的大量排放会造成温室效应,为应对气候变化,2019年国家建立了统一的碳排放权交易市场,这里的“碳”是指二氧化碳。3.C 二氧化碳通入紫色石蕊溶液后,与溶液中的水发生反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,但不能说明二氧化碳具有酸性,故选C。4.DCO气体有毒,能与血红蛋白结合使人缺氧窒息,A正确;CO具有还原性,可用于冶炼金属,B正确;CO可以燃烧,可作燃料,C正确;一氧化碳难溶于水,在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒,D错误。5.AC2O3中碳元素的化合价为+3价,A说法错误;因为三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似,所以三氧化二碳也具有还原性,B说法正确;根据化学变化前后元素的种类不变,以及三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似,推测出三氧化二碳在空气中燃烧的产物为二氧化碳,C说法正确;二氧化碳与水反应生成碳酸,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应可生成盐,三氧化二碳与水反应生成草酸,所以三氧化二碳也能与氢氧化钠溶液反应生成盐,D说法正确。6.D金刚石、石墨都是碳的单质,充分燃烧的产物都是二氧化碳,故A正确;金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同,故B正确;书写档案时规定使用碳素墨水,是因为常温下碳的化学性质不活泼,故C正确;金刚石是自然界中硬度最大的物质,但石墨是硬度很小的物质,故D错误。7.A碳循环,是指碳元素在自然界的循环状态,生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳,经光合作用转化为葡萄糖,并放出氧气;氧循环,是氧元素在自然界的循环状态,动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气,产生二氧化碳,但植物的光合作用却大量吸收二氧化碳,释放氧气,如此构成了生物圈的氧循环(氧循环和碳循环是相互联系的),A错误。8.B石墨烯具有导热性,可作散热材料,A正确;石墨烯是由碳元素组成的,属于单质,B错误;碳单质具有可燃性,C正确;碳完全燃烧后生成二氧化碳,D正确。9.C实验室制取二氧化碳用到的药品是块状大理石与稀盐酸,发生装置用固液常温型,选;二氧化碳密度比空气大,能溶于水,应用向上排空气法收集,故收集装置选;浓硫酸具有吸水性,可以干燥酸性气体,干燥二氧化碳装置选;用不到的装置是,故选C。10.C新途径利用二氧化碳制取汽油,可缓解因二氧化碳产生的温室效应,故A项正确。此技术可利用二氧化碳产生汽油,减少对化石燃烧的使用,故B项正确。该转化利用二氧化碳制取汽油,产生了新物质,发生了化学变化,故C项不正确。催化剂可以改变化学反应速率,达到高效转化,所以对转化起着举足轻重的作用,故D项正确。11.A二氧化碳密度比空气大,溶于水且能够与水反应生成碳酸,所以实验室中收集二氧化碳采用向上排空气法,而不用排水法,故A错。12.ACO2与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红,故和变红,和不变红;由于CO2的密度比空气大,故比先变红。二、填空简答题13.答案(1)吸附疏松多孔(2)碳素墨水中含有碳,在常温下,碳的化学性质不活泼(3)C+O2 CO2生成的二氧化碳中碳元素的质量(4)答题要点:澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别与二氧化碳反应的现象不同;氢氧化钠、氢氧化钙溶解性的不同,氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别吸收二氧化碳的能力不同(5)解:设要使80 g氧化铜完全还原,需要碳的质量至少为x。2CuO + C 2Cu+CO2280 1280 g x16012=80gxx=6 g答:要使80 g氧化铜完全还原,需要碳的质量至少为6 g。解析(1)向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,红棕色消失,说明木炭具有吸附能力,其原因是木炭具有疏松多孔的结构。(2)在书写具有保存价值的档案时,规定应使用碳素墨水,原因是碳素墨水中含有碳,在常温下,其化学性质不活泼。(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧,固体全部消失,反应的化学方程式为C+O2 CO2;将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液充分吸收并测定其质量,当金刚石的质量恰好等于生成的二氧化碳中碳元素的质量时,则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。(4)检验二氧化碳一般用澄清石灰水,而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液,理由是澄清石灰水浓度小,但与二氧化碳反应能产生明显的沉淀现象;氢氧化钠溶液浓度可以很大,能与二氧化碳反应吸收较多二氧化碳,但是该反应没有明显的现象。14.答案(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(2)a(3)A(4)溶液红色刚好消失(5)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O HCl(或H2SO4)解析(1)可用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。(2)B装置是多功能装置,CO2的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,故二氧化碳气体应从a端通入。(3)若要C中的两个气球悬浮在空气中,则气体甲的密度必须要比空气的密度小,故选A。(4)氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,当氢氧化钙与二氧化碳恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和水时,此时溶液呈中性,溶液由红色变为无色,故当观察到溶液红色刚好消失时,说明石灰水中的溶质恰好完全沉淀。(5)气球明显胀大是由于氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,使集气瓶内压强减小而引起的,该反应的化学方程式为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O;由于瓶内生成了碳酸钠,可以加入稀盐酸或稀硫酸,与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,使得瓶内压强逐渐增大,气球便会恢复原状。15.答案(1)2Cu+O2 2CuO(2)薄铜片表面由黑变红澄清石灰水变浑浊(3)2CO+O2 2CO2解析薄铜片受热时会与氧气发生反应生成黑色的氧化铜,氧化铜遇CO气体会被还原成铜,故将图B中薄铜片插入图A所示装置中时,薄铜片的颜色变化为表面由黑变红,同时生成的CO2使石灰水变浑浊。CO燃烧会有蓝色火焰出现,生成CO2。三、实验探究题16.答案增大接触面积,使反应顺利进行使火焰集中并提高温度探究:Cu和C黑色粉末部分消失,溶液变成蓝色CuO+H2SO4 CuSO4+H2O探究:澄清的石灰水3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2缺少尾气处理装置解析进行实验时,将碳和氧化铜研磨成粉末,混合均匀后再开始实验,这样做的目的是增大接触面积,使反应顺利进行;该装置酒精灯加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。探究:【作出猜想】试管内固体的成分一定有Cu,可能有C或CuO,故填Cu和C。【实验验证】因为猜想三成立,即固体中有铜和氧化铜;铜不与稀硫酸反应,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液,故实验现象为黑色粉末部分消失,溶液变成蓝色;固体和稀硫酸反应的化学方程式为CuO+H2SO4 CuSO4+H2O。探究:一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故B中的溶液是澄清的石灰水,用于检验生成的二氧化碳气体;A中反应的化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。【实验反思】一氧化碳气体有毒,故题图2中装置的缺陷是缺少尾气处理装置。四、计算题17.答案解:设该石灰石样品含CaCO3的质量分数为x。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2100 4412.5 gx 4.4 g10044=12.5gx4.4g x=80%答:该石灰石样品含CaCO3的质量分数为80%。解析结合化学方程式,根据二氧化碳的质量求得参加反应的碳酸钙的质量,进而可求得石灰石样品中含CaCO3的质量分数。B组提升题组1.答案(1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O(2)过滤(3)置换反应解析(1)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;(2)“反应分离”环节中发生的反应是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,分离出碳酸钙的方法是过滤;(3)氧化钙和水发生的反应属于化合反应,碳酸钙高温分解的反应属于分解反应,碳酸钠和氢氧化钙的反应属于复分解反应,所以化学工艺流程中没有涉及的基本反应类型是置换反应。2.答案(1)酸雨(2)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2或(3)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2+H2O(4)试管中液面上升(5)把化石燃料燃烧的气体产物,先通入足量的KMnO4溶液中,再通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明燃烧产物中有二氧化碳解析(1)二氧化硫是形成酸雨的主要气体。(2)实验室制取CO2是在常温下用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取,不需要加热;可用于收集CO2的装置是或,因为二氧化碳的密度比空气大。(3)Na2SO3与70%硫酸在常温下反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,配平即可。(4)因为二氧化硫易溶于水,将收集满SO2的试管倒扣在水中观察到的现象是试管中液面上升。(5)设计实验把化石燃料燃烧产生的气体,先通入足量的KMnO4溶液中,除去SO2,再通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明燃烧产物中有二氧化碳。3.答案(1)实验名称控制速率的方法所选用的最佳试剂灭火器反应原理 B CO2的实验室制法Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2(2)实验一:红实验二:产生黄色固体和白色固体解析(1)灭火器灭火时,需要快速产生二氧化碳,反应物的浓度越大反应速率越快,选用的最佳试剂是浓盐酸和碳酸钠溶液,反应的化学方程式是Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2+H2O;实验室制取CO2时需要得到平稳的气流,以便于收集,选用的最佳试剂是稀盐酸和块状的石灰石。(2)实验一:在相同的条件下,试管内的液面越高,说明溶解的气体越多,所以相同条件下的溶解性:SO2CO2;二氧化硫、二氧化碳分别与水反应生成亚硫酸和碳酸,两者都能使紫色石蕊溶液变成红色。实验二:CO2和SO2化学性质有相似性,根据镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式,可推测镁条在SO2中燃烧的化学方程式为2Mg+SO2 2MgO+S,现象为剧烈燃烧,产生黄色固体和白色固体。4.答案(1)将尾气点燃或增加尾气处理装置(2)CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O(3)Cu和Cu2O溶