重难点09 碳及其氧化物（原卷版）（苏州专版）

重难点09碳及其氧化物知识点一、碳单质（1）、金刚石是自然界中最硬的物质。石墨是最软的矿物之一。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，这个过程是物理变化。（2）金刚石、石墨等它们都属于碳单质，化学式相同。但它们的物理性质不同，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。（3）C60不是碳原子构成的，是由分子构成的物质，1个C60分子由60个碳原子构成。（4）古代字画能长久保存的原因是碳单质常温下具有强的稳定性。（5）C与CuO反应现象为黑色固体变红，生成能够使澄清石灰水变浑浊的气体，化学方程式C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Cu+CO2↑（置换反应）。知识点二、碳的氧化物（1）二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红，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，化学方程式CO2+H2O=H2CO3。（2）CO的三种化学性质：可燃性，还原性，毒性。可燃性气体点燃前一定要检验纯度，决定其用作燃料。还原性决定其用于金属冶炼，性质决定用途，一定要一一对应，不要弄混了。（3）分子的种类不同，则性质也不同。一氧化碳和二氧化碳性质不同的根本原因是分子不同，不能简单比较原子数目。知识点三、制取二氧化碳（1）实验室制取二氧化碳药品的选择：①不能用稀硫酸和大理石反应是因为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。=3\*GB3③不用碳酸钠是因为反应速度过快，不便收集。（2）二氧化碳中有水蒸气和HCl杂质。检验气体：（1）先通过白色硫酸铜粉末，硫酸铜变为蓝色则说明有水蒸气；（2）再通过硝酸银溶液，若有不溶于硝酸的白色沉淀生成，说明有HCl。净化气体：（1）先通过饱和碳酸氢钠溶液，除去HCl；（2）再通过浓硫酸溶液，除去水蒸气。例1.（2022·湖南长沙·中考真题）“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（）A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同例2.（2022年云南省昆明市中考）填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（）A．金属光泽 B．质软 C．导电性 D．可燃性例3.（2022·湖北荆门·中考真题）认知元素及化合物，常研究该元素的单质、氧化物、酸（或碱）、盐的性质，应用及转化关系等。如碳元素对应物质的部分转化关系如图：下列相关说法不正确的是（）A．转化①的反应类型可以是复分解反应B．转化②应用于糕点的发酵C．转化③可用来检验CO2气体D．工业上可利用转化④制备生石灰例4.（2022·湖南娄底·中考真题）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是A．干冰可用于人工降雨B．金刚石和石墨都很硬C．在常温下，碳的化学性质活泼D．CO和CO2都具有可燃性例5.（2020江苏苏州）用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（）A.甲中逸出的气体只含CO2B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸例6.（2022江苏扬州）制取、收集CO2并验证相关性质，下列做法不正确的是（）A.检查装置气密性 B.加入石灰石C.收集CO2 D.验证CO2不支持燃烧例7.（2022黑龙江佳木斯）归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是（）A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子 B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO支持燃烧 C．用途：固体CO2可用于人工降雨；CO可作燃料 D．危害：CO2无毒；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒例8.（2022陕西中考A）某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种，为检验其成分，小明同学按下图装置进行实验时，观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，由此实验现象得出尾气的组成情况可能有（）A.2种 B.3种 C.4种 D.5种例9.（2022年贵州省铜仁市中考）化学是一门以实验为基础的科学，下列操作正确的是（）A.闻药品气味 B.燃着的木条检验CO2C.滴加液体 D.点燃酒精灯例10.用下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（）A． B． C． D．1、碳单质物理性质差别的原因为碳原子的排列顺序不同。金刚石中碳原子排列呈正四面体结构，石墨中碳原子排列呈片层结构，C60中碳原子排列呈足球状结构。2、无定性碳活性炭、木炭具有强烈的吸附性，木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。1．（2022年山东省泰安市中考）物质的性质决定用途。下列物质的用途中利用其化学性质的是（）A．氧气用于气焊 B．干冰用于人工降雨C．铜用于制导线 D．活性炭用于除冰箱异味2．（2022广西贺州中考）下列物质中，硬度最大的是（）A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金刚石3．（2022湖南郴州）有关碳及其化合物说法错误的是（）A.金刚石是由碳元素组成的天然存在的最硬的物质B.绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并放出氧气C.一氧化碳气体易溶于水D.加热条件下，木炭可使氧化铜还原为铜4．下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是（）A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定B．碳在空气充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成COC．CO和CO2组成元素相同，所以它们的化学性质也相同D．CO可用于冶炼金属、做气体燃料；CO2可用于人工降雨、灭火5．（2022年重庆市中考）一定条件下物质间可以转化。结合如下转化过程和初中知识，下列说法不正确的是（）C→CO-→CO2→H2CO3→CaCO3→CaOA．CO是有毒气体 B．CO2不是空气污染物C．H2CO3受热易分解 D．CaCO3可直接转化为Ca(OH)26．（2022年湖南省怀化市中考）下列实验现象描述正确的是（）A．将明矾加入浑浊的井水中，静置，井水变澄清B．碳在空气中燃烧，生成了二氧化碳气体C．一氧化碳燃烧时，放出大量的热，火焰呈黄色D．在氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液不变色7．（2022山东临沂中考）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A.金刚石、石墨和C60的性质相似B.木炭在氧气中燃烧，生成物一定是二氧化碳C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒8．要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，下列操作中能达到目的是（）A．将混合气体点燃B．将混合气体通过灼热的碳层C．将混合气体通入水中D．将混合气体通过灼热的氧化铜9．下列物质中不能用来鉴别一氧化碳和二氧化碳两种气体的是（）A.稀盐酸 B.灼热的氧化铜C.燃着的木条 D.澄清石灰水10．如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是（）①玻璃管中黑色固体变成了红色②CO被还原为CO2③玻璃管中发生的反应为置换反应④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源A．①② B．①④ C．②④ D．③④11．（2022年重庆市中考）根据如图，下列气体的实验室制法正确的是（）选择甲装置制取CO2，X为稀硫酸 B．选择甲装置制取H2，Y为铜粒C．选择乙装置既可收集H2也可收集CO2 D．选择乙装置干燥O2，气流方向为b进a出12．（2021北京市顺义初三化学二模）用下图所示进行二氧化碳的有关实验，其中不能达到实验目的的是（）A.干燥CO2B.验证CO2与水反应C.验证CO2与NaOH反应D.收集CO213．利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是（）A．碳酸钙粉末产生的CO2质量多B．块状碳酸钙产生的CO2质量多C．对比分析a、b点可知，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应D．对比分析c、d点可知，相同的气压时，块状碳酸钙需要时间短14．对于如图实验现象分析正确的是（）A．打开a，试管I中产生气泡，试管II中无现象B．打开a，液体从试管II流向试管IC．关闭a，无法使试管I中反应停止D．先打开a，稍后关闭，试管II中产生白色沉淀又溶解了15．甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲与丙在高温的条件下反应生成乙；②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙；③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是（）A．C、CO、CO2、CaCO3B．C、CO、CO2、H2CO3C．CO、C、CO2、CaCO3D．CO2、C、CO、H2CO316．（2021福建福州模拟）兴趣小组的同学利用下列仪器和装置制取气体并探究二氧化碳的化学性质。请回答：（1）用装置A制取二氧化碳的实验中，要停止反应，需要进行的操作是______________，反应的化学方程式为______________；铜网不能换为铁丝网，原因是_____________________。（2）进行装置B的实验未观察到澄清石灰水变浑浊，写出一条可能的原因____________________________。（3）装置C的实验现象是____________________________。（4）一般物质着火用二氧化碳灭火的原理是_____________________，装置D发生置换反应，反应的化学方程式为____________________________。（5）装置E中滴入2滴NaOH溶液后观察到U形管左侧液面比右侧高，原因是______________。17．(2022河北辛集期末)如图是用木炭在高温条件下还原氧化铜的实验装置图，按要求回答下列问题。(1)实验中在酒精灯上加装了金属网罩，作用是________________________________________。(2)加热一段时间后，被加热的试管中观察到的现象是________________________________,发生反应的化学方程式为________________________________________________________。(3)停止加热时，应该________________________________________,再熄灭酒精灯，原因是__________________________________________________________________________。18.某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些?同学们带着疑问进行了下列探究：[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。[查阅资料]没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示（夹持仪器已省）：步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。玻璃管中的现象是_____。[实验结论]（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：_____。（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想_____成立。（3）若观察到氯化钯试纸_____，澄清石灰水_____，则猜想三成立。[实验反思]（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：_____。（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要?请说明理由。_____。19.（2022•广东中考）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同画层。（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质______。（2）画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3(OH)2(CO3)x，x=______。（3）画作中所用的矿物颜料也可用于治炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物______（写化学式）的还原性治炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应过程中碳元素的化合价______（填“升高”“降低”或“不变”）。（4）若反应a~d均属同一种基本反应类型，则该反应类型为______，其中属于吸热反应的是______（填字母）。（5）孔雀石（主要成分为Cu2(OH)2CO3受热分解（反应e）。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为______。20.CO2是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。（1）以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示。①反应1的基本类型为_______________。②反应2中碳元素的化合价_______________（填“升高”“不变”或“降低”）。（2）利用NaOH溶液吸收CO2，部分转化关系见图。反应①的化学方程式为_________，该转化中循环使用的物质是________。（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2，将其转化为NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。吸收剂Na2CO3K2CO320℃最高浓度（g/L）2121104价格（元/Kg）1．259．80根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是_______________。（4）利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇（C2H5OH）的反应如下：2CO2＋3H2Oeq\o\ac(\s\up6(光照),\o(===,====))C2H5OH＋3O2，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968gCO2，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。_____（5）某研究小组设计如下图所示实验，探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。查阅资料：①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O；②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。①设计B装置的目的是_______________。②C装置中发生的反应的化学方程式为_______________。③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是_____________。21.（2021辽宁沈阳模拟）二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以很多资料上都认为二氧化碳一般不用排水法收集。那二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入的探究。请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：____________________________。（定性实验）实验后，装置Ⅱ水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为_______。但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是____________________________。（定量实验）采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气(来自于空气)，推算出空气的含量，再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白(精确到1%即可)：测得氧气含量推算出CO2含量结论排空气法6.6%69%排水法收集到的二氧化碳更纯净排水法4.2%80%通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。（实验反思）利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是___________________________。（交流讨论）证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？_____________________________。（拓展应用）利用传感器对二氧化碳性质再探究。步骤1：如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中，关闭活塞。步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图3所示。（查阅资料）氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠易溶于水，两种物质均可与CO2发生反应。①导致曲线AB段气压增大的主要原因是：____________________________。②图中曲线1中_______段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。③利用现有的装置，在不使