中考化学一轮复习考点精讲09 碳和碳的氧化物 (教师版)

专题九碳和碳的氧化物【复习目标】1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质、化学性质和主要用途；2、了解一氧化碳的物理性质和化学性质，以及一氧化碳用途；3、了解二氧化碳的性质、二氧化碳的用途和关注温室效应；4、掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、步骤、现象、装置和注意事项。【命题解读】1、气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气（有时也会拓展考查氢气和氨气等）的制备，并且常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。2、二氧化碳的性质常以选择题和填空题的形式考查，考查的命题点有：二氧化碳不燃烧也不支持燃烧、二氧化碳与石灰水反应、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中等，常以文字或图文结合的形式出现。3、碳单质主要以选择题和填空题的形式考查，考查的命题点有：碳单质的物理性质、化学性质和用途，常以文字或图文结合的形式出现。4、一氧化碳的性质常以选择题和填空题的形式考查，考查的命题点有：一氧化碳的还原性常结合金属冶炼考查；一氧化碳的毒性即煤气中毒；一氧化碳的可燃性与二氧化碳的不同等，常以文字或图文结合的形式出现。【考点梳理】考点1：碳单质的物理性质金刚石无色透明、正八面体形状的固体，自然界中最硬的物质。可用于制钻石、载玻璃、钻探机的钻头等。石墨深灰色的有金属光泽面不透明的细鳞片状固体，最软的矿物之一，有导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、润滑剂等。活性炭木炭疏松多孔，具有强烈的吸附性。可以吸附有异味和颜色的物质。考点2：碳单质的化学性质1、常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。2、可燃性：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2；（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。3、还原性：C+2CuO高温2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）考点3：一氧化碳1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小（相对分子质量为28，所以不用排气法收集），难溶于水（可用排水法收集）。2、化学性质（1）有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。（2）可燃性：2CO+O22CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）。（3）还原性：CO+CuO高温Cu+CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊）。考点4：二氧化碳的性质1、物理性质：无色、无味的气体，能溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为干冰（用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果）。2、化学性质：与水反应：原理：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸可以使紫色石蕊试液变红，不是二氧化碳使石蕊变红的。与石灰水反应：原理：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。现象：石灰水变浑浊；用途：检验二氧化碳的存在。=3\*GB3③不燃烧、不支持燃烧（用途灭火）。考点5：二氧化碳的制取药品大理石或石灰石和稀盐酸；原理CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；装置固液不加热，向上排空法；步骤=1\*GB3①连接装置；=2\*GB3②检查装置的气密性；=3\*GB3③向锥形瓶中加入大理石；=4\*GB3④从长颈漏斗加入稀盐酸；=5\*GB3⑤收集二氧化碳；=6\*GB3⑥验满。收集法向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；能溶于水且与水反应，不能用排水法。验满用燃着的木条放在，瓶口，木条熄灭则收集满。检验方法将气体通入澄清石灰水，若石灰水浑浊，则是二氧化碳。原理Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。2、注意事项：（1）药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为（稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发生）。②也不用浓盐酸是因为（浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯）。（2）①长颈漏斗的下端要伸到液面以下（防止产生的气体从长颈漏斗口逸出）；②锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞（有利于产生的气体排出）；③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。【解题方法指导】1、气体制取此类题难度较大，但是这部分知识规律性很强，掌握好制取气体的一般思路和方法，即可掌握好大半。希望大家熟练掌握该部分的实验基础，在练习过程中研究其题型，探究解题方法，提高解题技巧。实验室制取气体的一般思路：（1）确定制取气体的反应原理（即在什么条件下，如：常温、加热、催化剂等。）,选择什么药品，通过什么反应来制取气体。（2）确定制取气体的实验装置。（3）确定如何验证制得气体就是需要的气体。2、制取气体的装置，选择的前提了解气体制备的原理，选择发生装置的依据：反应物的状态和反应条件，反应物为固体，反应条件为加热，应选固固加热装置，反应物为固体和液体，常温下进行反应，则选择固液不加热装置。收集装置的选择主要是气体的物理性质，包括气体的溶解性和密度等。【题型典例聚焦】题型一

碳单质【经典例题】【2021辽宁鞍山】下列有关金刚石和石墨的说法中，正确的是（）A.都能导电 B.都是黑色固体C.硬度都很大 D.都由碳原子构成【答案】D【解析】A、石墨具有良好的导电性，金刚石没有，故选项说法错误；B、石墨是黑色晶体，但金刚石不是黑色晶体，故选项说法错误；C、金刚石硬度大，石墨的硬度小，故选项说法错误；D、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的气态非金属单质，故选项说法正确。故选D。【方法技巧】本题难度不大，掌握碳单质的物理性质和碳单质的组成是正确解答本题的关键。【趁热打铁】1、【2021广西玉林】天然存在的最硬的物质是（）A．金刚石 B．铁矿石 C．石墨 D．大理石【答案】A【解答】金刚石是一种碳的单质，是天然存在的硬度大物质。故选：A。2、【2020本溪、辽阳、葫芦岛】下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是（）A.都能导电B.都是黑色固体C.硬度都很小D.都由碳元素组成【答案】D【解析】A、金刚石不能导电，石墨具有良好的导电性，不符合题意；B、石墨是灰黑色固体，金刚石是无色透明的固体，不符合题意；C、金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨是自然界中最软的物质之一，不符合题意；D、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，符合题意。故选D。3、【2021安徽】某小组利用如图装置进行创新实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后将酒精灯移至CuO处加热。下列说法错误的是（）A.酒精灯加网罩是为了提高火焰温度 B.气球可以收集尾气，防止污染空气C.反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体 D.装置中发生反应：2CuO+C2Cu+CO2↑【答案】D【解析】本题考查实验的设计。还原氧化铜需要高温的条件，酒精灯的温度一般很难达到，需要加网罩提高火焰温度，A正确，不能选；由于一氧化碳不能完全反应，需要尾气处理，可以用气球收集尾气，防止污染空气，B正确，不能选；氧化铜被还原为金属铜，所以黑色粉末逐渐变红色固体，C正确，不能选；装置中碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳再和氧化铜发生反应，并不是碳和氧化铜反应，D错，选择D。4、【2021湖北宜昌】碳单质的性质与用途对应关系错误的是（）A.石墨导电性好可作电池电极 B.活性炭吸附性强可作冰箱除味剂C.金刚石硬度大可制作铅笔芯 D.炭黑常温化学性质稳定可制墨汁【答案】C【解析】A、石墨导电性好可作电池电极，故选项正确；B、活性炭吸附性强可作冰箱除味剂是利用了活性炭的吸附性，故选项正确；C、石墨在刻划时容易留下痕迹，可以制作铅笔芯，故选项错误；D、常温下，碳单质的化学性质稳定，可制墨汁，故选项正确。故选：C。5、【2021广西北海】在宏观一微观一符号之间建立联系，是化学学科独特的研究方法。（1）图1和图2分别代表碳的两种单质，图2代表的物质是（写物质名称），它们的性质存在着明显差异，原因是构成它们的原子不同。（2）从微观角度分析，图3中过程①表示的过程，写出图3发生反应的化学方程式。【答案】（1）石墨；排列方式；（2）；水分子分裂成氢原子和氧原子；2H2O2H2↑+O2↑。【解答】（1）金刚石、石墨的内部碳原子的排列方式不同，导致它们的性质存在着明显差异，其中图2代表的物质是石墨；故填：石墨；排列方式；（2）根据图3表示水分子通电分解生成氢原子、氧原子，氢原子结合成氢分子，氧原子结合成氧分子，所以图3发生反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。故填：水分子分裂成氢原子和氧原子；2H2O2H2↑+O2↑。题型二

一氧化碳的性质【经典例题】【2020湖南株洲】下图为一氧化碳还原氧化铁示意图。

（1）写出试管b中涉及的主要反应的化学方程式__________________________。（2）c处操作的目的为____________________。【答案】(1).Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；(2).尾气处理，防止未反应的CO进入空气中【解析】（1）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应后生成铁和二氧化碳，而二氧化碳通入澄清石灰水中，与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以该反应化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；故答案为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。（2）由于一氧化碳具有毒性，不能直接排放，防止造成污染，其具有可燃性，因此可以点燃进行处理；故答案为：尾气处理，防止未反应的CO进入空气中。【方法技巧】本题通过一氧化碳还原氧化铁考查常见物质的性质，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力。【趁热打铁】1、【2021湖南永州】木炭或燃气在氧气不足的情况下燃烧，容易产生CO气体，下列关于CO气体的叙述不正确的是（）A.CO气体可以用作燃料B.在相对密闭的环境里，CO气体容易使人发生中毒C.将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2OD.高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2【答案】C【解析】A、CO具有可燃性，CO和O2反应生成CO2，放出热量，所以CO气体可以用作燃料，此选项说法正确，不符合题意；B、CO能和人体内的血红蛋白结合，导致人体内缺氧，使人中毒，此选项说法正确，不符合题意；C、CO和O2都难溶于水，所以将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中不会发生反应，此选项说法错误，符合题意；D、CO具有还原性，在高温的条件下，CO能把Fe2O3里面的铁还原出来，生成Fe和CO2，此选项说法正确，不符合题意；故选：C。2、【2020云南】对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较中错误的是()A.CO2可用于灭火，CO可用作燃料B.CO2能溶于水，CO难溶于水C.CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨D.CO2会造成温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒【答案】C【解析】A、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，可用于灭火，一氧化碳具有可燃性，可用作燃料，不符合题意；B、二氧化碳能溶于水，一氧化碳难溶于水，说法正确，不符合题意；C、二氧化碳是光合作用的重要原料，干冰是固体二氧化碳，干冰升华吸热，可用于人工降雨，不是一氧化碳，符合题意；D、二氧化碳会造成温室效应，一氧化碳有毒，极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，不符合题意。故选C。3、【2021湖北襄阳】吸烟对人体有害。香烟燃烧产生的烟气中含有一种能与血液中血红蛋白结合的有毒气体，它是（）A.氮气B.氢气C.一氧化碳D.二氧化碳【答案】C【解析】一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，故该气体是一氧化碳。故选C。题型三

二氧化碳的性质【经典例题】【2021辽宁盘锦】下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是（）A．蜡烛自下而上熄灭 B．软塑料瓶变瘪 C．石蕊溶液变红 D．气球上浮【答案】A【解答】A、二氧化碳用来灭火是利用了它不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，该实验能证明二氧化碳物理性质，又能体现其化学性质，故A符合题意；B、塑料瓶会变瘪，主要是因为二氧化碳能溶于水，该实验能体现其物理性质，B不符合题意；C、二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳和水反应生成的碳酸使之变红，该实验能体现其化学性质，故C不符合题意；D，倒入二氧化碳后气球上浮，能证明二氧化碳的密度比空气大，属于物理性质，故D不符合题意。故选：A。【方法技巧】主要考查了二氧化碳的物理性质和化学性质，培养学生分析问题、解决问题的能力．根据实验的过程、现象分析二氧化碳性质，根据性质是否通过化学变化来表现分析判断二氧化碳的物理性质和化学性质．【趁热打铁】1、【2021辽宁抚顺】关于二氧化碳的用途，下列说法错误的是（）A.灭火 B.生产汽水 C.气体肥料 D.供给呼吸【答案】D【解析】A、二氧化碳密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧，可用于灭火，说法正确；B、二氧化碳与水反应生成碳酸，可用于生产汽水，说法正确；C、植物进行光合作用，吸收二氧化碳释放氧气，可用于气体肥料，说法正确；D、二氧化碳不能供给呼吸，说法错误；答案：D。2、【2020浙江杭州】小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验，观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（）A实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸 B实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳 C图示实验可说明二氧化碳密度比空气大 D图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧【答案】A【解析】A、实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水，硫酸钙为微溶物，覆盖在块状大理石表面不利于反应进行，A错误；B、二氧化碳密度比空气大，所以采用向上排空法收集，B正确；C、蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集，说明二氧化碳密度比空气大，C正确；D、蜡烛熄灭，证明二氧化碳不支持燃烧，D正确；故选：A。3、【2021湖南长沙】2021年全国两会期间，政府工作报告中的“碳达峰”、“碳中和”成为热词，这也体现了我国对全球环境治理的大国担当。下列有关二氧化碳的说法正确的是（）A．难溶于水 B．有还原性，常用来冶炼金属 C．有可燃性，常用作燃料 D．能使澄清石灰水变浑浊【答案】D【解答】A、二氧化碳能溶于水，故选项说法错误。B、二氧化碳不具有还原性，不能用来冶炼金属，故选项说法错误。C、二氧化碳不具有可燃性，不能用作燃料，故选项说法错误。D、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确。故选：D。4、【2021湖北十堰】下列关于碳及其氧化物的说法正确的是（）A．金刚石、石墨和C60的性质相似 B．CO2可以使干石蕊纸花变红 C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质 D．CO与CuO反应，利用了CO的氧化性【答案】C【解答】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，故化学性质相似但物理性质差异很大，错误；B、二氧化碳没有酸性，CO2不能使干燥的石蕊纸花变红，错误；C、二氧化碳的密度比空气大，不燃烧、也不支持燃烧，所以CO2可用于灭火，这既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质，正确；D、CO与CuO反应，利用了CO的还原性，错误；故选：C。5、【2021江苏常州】如图为体现CO2性质的趣味实验装置。（1）仪器a的名称为_________。（2）准备相同的两套装置，锥形瓶内均预先集满CO2。①向其中一套锥形瓶内加入30mL水，搅一段时间后打开止水夹，观察到轻质塑料球向左移动一小段，移动原因是，实验中b管的作用为：平衡气压有利于液体顺利滴下和。②向另一套装置的锥形瓶内加入30mL6%的NaOH溶液，搅排一段时间后打开止水夹，观察到轻质塑料球向左移动的距离比①中大得多，主要原因可用化学方程式表示为，随后，向锥形瓶内加入足量稀盐酸搅拌，可观察到轻质型料球________(选填向左”、“向右”或“不”)移动。【答案】（1）铁架台；（2）①.二氧化碳溶于水(或与水反应)使气压减小；防止加入液体的体积导致锥形瓶内气体压强变化；②2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O；向右【解析】（1）仪器a的名称为铁架台。（2）①二氧化碳溶于水(或与水反应)使装置中气体减少，压强减小，导致轻质塑料球向左移动一小段；实验中b管使锥形瓶和分液漏斗形成一个连通器样的装置，其作用为：平衡气压有利于液体顺利滴下和防止加入液体的体积导致锥形瓶内气体压强变化。②向另一套装置的锥形瓶内加入30mL6%的NaOH溶液，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水：2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，导致装置中气体减小更多，压强减小更大，故一段时间后打开止水夹，观察到轻质塑料球向左移动的距离比①中大得多；向锥形瓶内加入足量稀盐酸搅拌，稀盐酸和碳酸钠生成二氧化碳气体，装置中气体增多，压强变大，可观察到轻质型料球向右移动。题型四制取二氧化碳【经典例题】【2021黑龙江哈尔滨】实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸等药品及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题：Ⅰ、用大理石和稀盐酸制取二氧化碳：（1）发生反应的化学方程式为。（2）实验室通常选用的收集装置是___________（填字母）。（2）若制取较干燥的二氧化碳，需要在发生装置和收集装置之间连接E装置，气体应从___________（填“b”或“c”）导管口进入。（4）B装置中，当反应开始后，锥形瓶内气体增多，气压增大，大于外界大气压，导致长颈漏斗内液面___________（填“高于”或“低于”）锥形瓶内液面。【答案】（1）2HCl＋CaCO3＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；（2）C；（3）b；（4）高于【解析】Ⅰ（1）实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，生成物是氯化钙、水和二氧化碳气体，该反应的化学方程式：2HCl＋CaCO3＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；（2）二氧化碳能溶于水，且密度比空气大，实验室通常选用的收集装置是C；（3）若制取较干燥的二氧化碳，需要在发生装置和收集装置之间连接E装置，气体应从b导管通入，二氧化碳与浓硫酸充分接触，干燥效果好；（4）B装置中，当反应开始后，锥形瓶内气体增多，气压增大，大于外界大气压，导致长颈漏斗内液面高于锥形瓶内液面；【方法技巧】熟悉常见气体的制备原理以及对应的化学方程式，对应的制取与收集装置等，实验中的注意事项要注意一一对应。【趁热打铁】1、【2021重庆A】实验室制取二氧化碳部分操作如图所示，其中错误的是（）A.检查装置的气密性 B.仪器连接C.加入药品 D.收集气体【答案】C【解析】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气，图中所示操作正确；B、连接玻璃管与胶皮管，先把玻璃管口用水润湿，然后稍用力即可把玻璃管插入胶皮管，故图示操作正确；C、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器，故图中操作错误；D、二氧化碳的密度比空气大，气体先在集气瓶底部聚集，收集二氧化碳时气体应从长导管进入，空气从短导管排出，故图示操作正确；故选Ｃ。2、【2020山西阳泉】实验课上，小明和同学们完成了实验室制取二氧化碳和验证二氧化碳性质的实验，并进行了相关问题的思考。请结合图文信息完成下列任务。（1）仪器a的名称是______。（2）图1：制取二氧化碳的化学方程式为。（3）图3：实验观察到的现象①有气泡产生，原因是________。②持续加热，红色石蕊溶液没有变成紫色，可能的原因是__________。【答案】(1).锥形瓶；(2).2HCl＋CaCO3＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；(3).碳酸受热分解有二氧化碳气体生成（合理即可）；(4).二氧化碳气体中混有氯化氢气体/溶液中含有盐酸（合理即可）【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是：锥形瓶；（2）实验室通常用石灰石或稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：2HCl＋CaCO3＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；（3）①二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸受热分解为二氧化碳和水，故有气泡产生；②盐酸具有挥发性，二氧化碳气体中可能混有氯化氢气体，氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故持续加热，红色石蕊溶液没有变成紫色。3、【2021贵州铜仁】根据下列图示实验装置，回答有关问题。（1）写出标有字母a的仪器名称。（2）实验室制取O2的反应原理为（用化学方程式表示），你选择的发生装置______（填字母）。（3）实验室制取CO2的反应原理（用化学方程式表示），制得的CO2中通常含有少量的HCl和水蒸气，若要制取干燥纯净的CO2，正确的装置链接顺序是______（填字母），饱和NaHCO3溶液的作用是（用化学方程式表示）。（4）将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红的原因______。【答案】（1）长颈漏斗；（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；A（3）2HCl＋CaCO3＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；BFEC；NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑（4）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红【解析】（1）据图可知，仪器a的名称是：长颈漏斗。（2）实验室常用加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热的条件下分解生成氧气、锰酸钾和二氧化锰，反应的化学方程式为：2KMnO4K2Mn