第六单元 碳和碳的氧化物（培优竞赛训练）（解析版） 2025-2026学年人教版九年级化学上册

第六单元碳和碳的氧化物技巧1碳单质的多样性碳单质的多样性主要体现在同素异形体（由碳元素组成但结构不同的单质）上，其物理性质差异显著，但化学性质具有共性。物质金刚石石墨C60结构模型宏观组成都是由碳元素组成的单质构成物质的粒子碳原子碳原子C60分子化学式CCC60物理性质差异很大的缘由碳原子的排列方式不同其他碳单质：碳纳米管石墨烯（单层石墨片）石墨炔T-碳【特殊提示】1．金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，而C60是由分子构成的，一个C60分子中含有60个碳原子。2．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，它们是两种不同的物质，故石墨转化为金刚石是化学变化。3．同种元素组成的物质不肯定是单质，可能是混合物（如O2和O3混合物；金刚石和石墨的混合物等）。同种元素组成的纯洁物才是单质。1.（2025年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列对宏观事实的微观解释错误的是A.气体可压缩存储于钢瓶中——分子之间有间隔B.工业上用空气制取氧气的过程属于物理变化——分子的种类没有发生变化C.酒精溶液不能导电——溶液中没有自由移动粒子D.金刚石与石墨的物理性质差异很大——碳原子排列方式不同2．（2025九班级上·湖南长沙·竞赛）关于碳及碳的化合物，下列说法正确的是A．在肯定条件下，CO和CO2可以相互转变B．CO和CO2都由碳原子和氧原子构成C．金刚石、石墨和C60都是由分子构成的D．CO2灭火只利用了CO2的化学性质3．（2025九班级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列过程中不发生化学变化的是A．含烧碱的炉具清洁剂除油污B．海水晒盐C．水滴石穿D．石墨转化为金刚石A．A B．B C．C D．D4．（2025九班级上·广东肇庆·竞赛）下列说法正确的是A．金刚石与石墨的各种性质都不相同B．铅笔芯是由金属铅制成的，所以能导电C．金刚石是由碳元素组成的，所以能导电D．金刚石是自然 物质中最硬的物质技巧2碳的物理性质及用途碳单质的物理性质与用途的对应关系物质性质用途金刚石加工后灿烂夺目作装饰品硬度大裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等光学仪器的涂层金刚石薄膜导热性好用于集成电路基板散热，提高芯片性能石墨很软、有滑腻感，且为灰黑色制铅笔芯导电性好作电极导电性好、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板木炭、活性炭木炭(或活性炭)具有疏松多孔的结构，因此具有吸附力量。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于防毒面具吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。C60具有一些特殊的物理和化学性质可应用于超导、催化、能源及医学等领域物质结构、性质与用途的关系：结构打算性质，性质打算用途，用途反映性质1．（2025九班级上·江西赣州·竞赛）下列物质的用途中，利用其化学性质的是A．液氮用作冷冻剂 B．干冰用于人工降雨C．氧气用于气焊 D．活性炭作吸附剂2．（2025九班级上·陕西榆林·竞赛）物质的性质打算物质的用途。下列物质的用途只与其物理性质有关的是A．氧气用于医疗急救B．木炭用于取暖C．稀有气体用于制造多种用途的电光源D．镁粉用于制作照明弹技巧3碳的化学性质1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（稳定）（1）常温下化学性质不活泼的缘由：碳原子的最外层电子数为4，不易得失（2）实例：古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色；木质电线杆埋入地下部分烤焦增加耐腐蚀性。（3）用途：用炭黑制成的墨，档案用碳素墨水书写。1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增加耐腐蚀性。2．可燃性（碳单质与氧气反应）燃烧是否充分化学方程式用途充分燃烧C＋O2点燃CO2作燃料不充分燃烧2C＋O2点燃2CO3．还原性（1）碳与金属氧化物反应（用于冶炼金属）木炭与氧化铜反应，反应的化学方程式为焦炭与氧化铁反应，反应的化学方程式为（2）碳与二氧化碳反应，反应的化学方程式为1．（2025八班级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列试验现象叙述正确的是A．石灰石和足量稀盐酸反应时，固体渐渐削减，其表面有大量的二氧化碳气体产生B．硫在氧气中燃烧，发出光明的蓝紫色火焰，放热C．木炭在空气中燃烧时，放热，发白光D．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，无色溶液中产生蓝色沉淀2．（2025·湖南长沙·二模）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A．金刚石和石墨中碳原子排列方式相同B．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D．在常温下，碳的化学性质活泼3．（2025九班级上·陕西榆林·竞赛）某化学爱好小组的同学利用下面试验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习沟通】(1)试验时，先打开，关闭，当丁中澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精喷灯和酒精灯的同时关闭，打开，用空瘪的气球收集尾气。丁中发生反应的化学方程式是。(2)试验中，观看到丙中黑色固体渐渐变红，乙中木炭粉渐渐（填“削减”或“不变”）。【提出问题】进一步处理尾气时，同学们想探究气球内气体的成分是什么?【作出猜想】(3)猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：【试验验证】小明同学设计下列试验进行验证。（NaOH溶液可以和CO2反应，用于吸取CO2）(4)试验中，Ⅰ中消灭浑浊，Ⅲ中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想成立。(5)上述试验可以证明CO具有性，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的缘由是。技巧4碳还原金属氧化物木炭还原氧化铜试验装置试验现象试验结论黑色粉末变成红

色试验现象说明反应生成了铜和二氧化碳，反应的化学方程式为。澄清石灰水变浑浊试验操作分析=1\*GB3①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。=2\*GB3②反应结束时，先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。=3\*GB3③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧。从得氧失氧角度分析CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应1．（2025九班级上·湖南长沙·竞赛）称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

(1)在图A装置中，试验结束时应先(选填“取出导管”或“停止加热”)。【试验现象】(2)当图(选填“A”或“B”)中的固体粉末完全由红色变为黑色时，另一装置中中仍有红色固体。【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应的确不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个缘由。【完善试验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置。

(3)按上面连接好装置，在装入药品之前，必需进行的操作是。(4)B装置中NaOH浓溶液的作用是。(5)依据设计意图，观看到(填写试验现象)时，证明混合气体中既有CO又有CO2.(6)从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是。(7)反应后称得F中增重6.6g，则E中生成的Fe的质量为g。2．（2025九班级·湖南郴州·竞赛）两位同学挂念老师整理试验室时，在标有“单质”的药柜中发觉一瓶失去标签的黑色粉末A，在标有“氧化物”的药柜中发觉另一瓶失去标签的黑色粉末B。【提出问题】这两瓶黑色粉末A和B分别是什么物质？【猜想】甲同学：A是铁粉，B是二氧化锰。乙同学：A是碳，B是氧化铜。【试验探究】试验步骤试验现象试验结论①取少量A粉末于试管中加入适量稀硫酸。黑色粉末不溶解没有气体产生。A粉末肯定不是。②取少量B粉末于试管中加入适量稀硫酸。，。B粉末是氧化铜。有关化学方程式【反思与拓展】（1）将这两种黑色粉末混合加热(如图)，观看到黑色粉末渐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。黑色粉末A和B发生反应的化学方程式为。试验结束时，先将导管移出，再熄灭酒精灯的缘由是。

（2）乙同学的猜想正确。技巧5二氧化碳的性质和用途1．二氧化碳的物理性质及试验验证物理性质无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固体----干冰试验验证倾倒二氧化碳操作向盛有凹凸不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，现象蜡烛自下而上依次熄灭结论说明二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，也不能支持燃烧。溶解性试验操作向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡现象塑料瓶变瘪了缘由部分二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。【特殊提示】由于二氧化碳密度大于空气，且不能供应呼吸，进入久未开启的菜窖或干枯的深井前，做灯火试验。2.二氧化碳的化学性质化学性质试验现象解释和结论与水反应CO2不显酸性，CO2与水反应生成碳酸，化学方程式为CO2+H2O=H2CO3；向干燥石蕊小花喷水不变红水不能使石蕊变红干燥小花放进O2气体中不变红二氧化碳不能使石蕊变红潮湿的石蕊小花放入O2气体变红二氧化碳与水反应生成了酸性物质，使石蕊变红取出变红的小花烘干红色变紫色碳酸不稳定，易分解；化学方程式为H2CO3=H2O+CO2↑与氢氧化钙反应将气体通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）该反应在生活中的应用：（1）用石灰浆抹墙一段时间后变硬:氢氧化钙吸取空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体；（2）在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿：氢氧化钙吸取二氧化碳生成了水；（3）试验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜：石灰水中的氢氧化钙吸取空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体。（4）用石灰水保存鲜鸡蛋：鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶，堵住了鸡蛋上的小孔。与灼热的碳反应化学反应方程式：（吸热）不燃烧，不支持燃烧用于灭火3.二氧化碳的用途O2用途依据的性质二氧化碳固体（干冰）作制冷剂：用于食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液制品和疫苗的储存和运输；制造舞台雾景干冰升华吸热（物理变化）使四周环境温度降低，且没有液体留下人工增雨二氧化碳气体灭火化学性质：CO2不能燃烧，也不支持燃烧物理性质：CO2密度比空气的大光合作用的原料CO2是光合作用的反应物之一温室的气体肥料CO2能促进作物进行光合作用，可提高农作物的产量制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸化工产品的原料，制纯碱、尿素等CO2能与多种物质反应1.（湖南邵阳市大祥区2025-2025上学期竞赛）利用生活中的废弃材料来做家庭小试验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为用紫色石蕊试液潮湿的棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花，固定玻璃管的装置未画出）来探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该试验装置的叙述不正确的是A.通过推压注射器活塞，可以把握进入饮料瓶内液体的量B.纸花变红的挨次是d→c→b→aC.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气的大及二氧化碳能与水发生反应D.该装置的左半部分也可用于制取氧气2.（2025年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列试验方案可以达到试验目的的是选项试验目的试验方案A除去N2中混有的少量CO通过足量灼热CuOB分别CaCl2和CaCO3的固体混合物加足量水溶解，蒸发C鉴别NaOH、BaCl2、（NH4）2SO4三种浓溶液取样，相互滴加，观看现象D检验生石灰中是否含有熟石灰取样，加水溶解，滴加酚酞溶液A.A B.B C.C D.D3.（2025“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）用下列装置进行试验，不能达到试验目的的是A.干燥 B.验证性质C.监控气体流速 D.收集4.（2025陕西渭南蒲城县竞赛）下图均为验证CO2性质的试验，试验①与试验______（填序号）所得结论完全相同。试验④中，除了观看到塑料瓶变瘪，还可看到_____。①.②.③.④.5.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列试验能达到对应试验目的是A.图1：试验室制取并收集氢气B.图2：验证二氧化碳能与水反应C.图3：证明酸碱发生了中和反应D.图4：比较火焰各层温度技巧6一氧化碳的性质1.物理性质CO是无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气略小。2.化学性质和用途化学性质用途可燃性2CO+O22CO2（CO点燃前需验纯）反应现象：一氧化碳在空气中燃烧，发出蓝色火焰，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体作燃料与某些氧化物反应（1）一氧化碳与氧化铜反应，方程式CO+CuOCu+CO2反应现象：黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊（2）一氧化碳与氧化铁反应，方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2反应现象：红棕色粉末变成黑色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊冶炼金属毒性一氧化碳跟血液中的血红蛋白的结合力量比氧气强，使人体缺少氧气而窒息死亡。——【留意事项】一氧化碳有剧毒，任凭排放会造成空气污染，必需进行尾气处理。1.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A.氮气不易溶于水，可用作爱护气B.碳酸钙能与盐酸反应，可用作补钙剂C.一氧化碳具有可燃性，可用于工业炼铁D.氢氧化钙为白色固体，可用于改良酸性土壤2.（2025“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）正确的操作是试验成功的重要保证。（1）某无色气体可能含有、CO、中的一种或几种，按如下图所示装置进行试验，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水变蓝，澄清石灰水变浑浊，下列推断正确的是____（填序号）。A.该气体中肯定含有 B.该气体中肯定含有C.该气体可能由3种气体组成 D.该气体的组成可能有3种状况（2）设计试验鉴别石灰水和氢氧化钠溶液，并完成下表。试验步骤试验现象试验结论___________________________3.（陕西榆林市定边五中2025-2025上学期“酬勤杯”竞赛决赛）某化学爱好小组的同学利用下面试验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习沟通】（1）试验时，先打开，关闭，当丁中澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精喷灯和酒精灯的同时关闭，打开，用空瘪的气球收集尾气。丁中发生反应的化学方程式是_______。（2）试验中，观看到丙中黑色固体渐渐变红，乙中木炭粉渐渐_______（填“削减”或“不变”）。【提出问题】进一步处理尾气时，同学们想探究气球内气体的成分是什么?【作出猜想】（3）猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：________【试验验证】小明同学设计下列试验进行验证。（NaOH溶液可以和CO2反应，用于吸取CO2）（4）试验中，Ⅰ中消灭浑浊，Ⅲ中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想_______成立。（5）上述试验可以证明CO具有_______性，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的缘由是_______。技巧7二氧化碳的试验室制备1.药品：石灰石（或大理石）、稀盐酸。2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（用化学方程式表示）。3.试验装置：（1）发生装置：反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选用固液常温型，常见的制取二氧化碳的发生装置如下。装置A操作简洁，适用于制取少量气体；装置B便利随时添加液体试剂；装置C可通过把握分液漏斗的开关把握液体的滴加速度和滴加量，进而把握反应；装置D可把握反应的发生和停止。（2）收集装置：二氧化碳能溶于水且与水反应，密度比空气大，应用向上排空气法收集，如装置E；若用装置F收集CO2，应从a口通入。4.检验：将气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，证明收集的气体是二氧化碳。5.验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明二氧化碳已集满。【易错提示】①不能用稀硫酸代替稀盐酸：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的进行；不用浓盐酸代替稀盐酸：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯；不用碳酸钙粉末或碳酸钠等代替大理石、石灰石：它们与稀盐酸反应速率太快，不简洁把握和收集，且成本较高。2.二氧化碳的工业制法：煅烧石灰石，反应的化学方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑。1.（2025“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）依据下列装置图，回答有关问题：（1）利用上图中A、C装置的组合可以制取某种气体，试验室制取该气体的化学方程式是______________________________，验满方法是_________________________________。（2）试验室通常利用上图中_______装置的组合制取二氧化碳（选填字母），该反应的化学方程式为_______________________________。①为了得到纯洁、干燥的二氧化碳气体，除杂装置（如下图）的导管按气流方向连接挨次是________（选填字母）。Aa→b→c→dBb→a→c→dCd→c→a→bDd→c→b→a②常用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，该反应的化学方程式为____________________；若二氧化碳过量，二氧化碳又会与碳酸钙、水反应生成易溶的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，该反应的化学方程式为_______________________。向含有氢氧化钙14.8g的石灰水里缓缓通入肯定量二氧化碳，充分反应后若生成10g沉淀，则通入二氧化碳的质量可能为___（选填字母）。A.4.4g B.8.8g C.13.2g D.17.6g技巧8二氧化碳对环境的影响1.CO2对人体健康的影响：CO2无毒，但CO2不能供应呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内肯定要留意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做灯火试验。2.CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使温室效应加剧，造成全球变暖等。【易错提示】①CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。②能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。1．（2025·山东青岛·中考真题）“设计低碳行动方案”实践活动中的下列生疏和做法正确的是A．低碳行动中的“碳”指的是碳元素B．用澄清石灰水检验呼出气体中是否有二氧化碳C．绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径D．为削减二氧化碳的排放，禁止使用化石燃料2．（2025·湖南长沙·二模）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A．金刚石和石墨中碳原子排列方式相同B．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D．在常温下，碳的化学性质活泼3．（24-25八班级下·湖南株洲·期中）下列关于二氧化碳的说法正确的是A．二氧化碳能使紫色石蕊试液变蓝B．二氧化碳是空气污染物之一C．二氧化碳能灭火是由于其密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧D．二氧化碳的过量排放会导致酸雨技巧9碳循环1.碳循环的定义碳元素以二氧化碳、有机物等形式在不同圈层间交换流淌，形成闭合循环系统。地球上最大的碳库是岩石圈和化石燃料（占总量99.9%），而活跃的交换库包括大气圈、水圈和生物库。2.碳循环的主要过程‌生物圈循环‌绿色植物通过光合作用吸取CO₂，转化为葡萄糖（C6H12O6）并释放氧气有机物经食物链传递，最终通过呼吸作用分解为CO₂释放回大气‌大气与海洋交换‌大气CO₂溶解于海水形成碳酸盐，部分沉积为岩石火山活动或岩石风化可将碳重新释放到大气中‌人类活动影响‌燃烧化石燃料加速CO₂排放，打破自然平衡森林砍伐减弱碳汇功能，加剧温室效应3.碳循环的意义维持大气CO₂浓度稳定（约20年更新一次）调整地球气候与生态平衡1．（2025九班级上·辽宁沈阳·竞赛）空气是一种贵重的自然资源。下列有关空气的说法错误的是A．工业上，用分别液态空气法获得氧气是物理变化B．空气中氧气的体积分数约为21%C．氮气很难与其他物质发生反应，可用于粮食、瓜果的爱护气D．空气中的二氧化碳主要来源于植物的光合作用2．（湖南邵阳市武冈三中2025-2025下学期竞赛）我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（）A.碳中和是指用碱中和产生的COB.途径①表示植物的光合作用C.途径②中部分CO2D.化石燃料燃烧使CO2技巧10碳中和1.碳中和碳中和指通过植树造林、节能减排或碳捕集技术，抵消人类活动产生的二氧化碳排放量，使大气中温室气体净增量为零。其化学本质是碳元素的循环与平衡，涉及CO₂的吸取（如氨水生成碳酸氢铵）和转化（如钙基吸取剂热解回收）等反应。2.‌学问关联‌以二氧化碳性质为核心，连接碳循环、温室效应等教材内容结合"灰氢—蓝氢—绿氢"能源进展路径，分析低碳技术中的化学原理3.低碳行动（1）削减CO2的排放：削减使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。（2）增大CO2的吸取：大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；接受物理、化学等方法，捕集、利用与封存CO2等。1．（2025·山东烟台·中考真题）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。“碳中和”的“碳”是指A．二氧化碳 B．碳元素 C．碳原子 D．全部含碳物质2.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）碳及其化合物的综合利用使世界变得更加绚丽多彩。“碳中和”是指肯定时间内CO2的排放量与吸取量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。（1）从石墨中分别出的单层石墨片(石墨烯)是目前人工制得的最薄材料，单层石墨片属于_______(选填“单质”或“化合物”)。（2）CO2的过度排放会造成_______的加剧。结合生活实际，列举可为实现“碳中和”做出直接贡献的一种措施：_______。（3）工业生产中产生的CO2经吸取剂处理可实现CO2的捕集。①NaOH吸取。NaOH溶液吸取CO2生成NaHCO3的化学方程式为_______。②CaO吸取。CaC2O4在高温下分解制得疏松多孔的CaO，同时产生CO、CO2。该反应所得CO、CO2的分子个数之比为_______。（4）CO2与H2在肯定条件下转化为CH4(反应过程如图所示，虚线处部分中间产物略去)，可实现CO2再利用。①该反应中，除CH4外另一种生成物为_______(填化学式)，MgO的作用是_______。②自然 气(主要成分为CH4)已成为居民的生活用气，是由于CH4在空气中燃烧时______(选填“吸取”或“放出”)热量。3.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）为应对气候变化，我国力争到2060年前，实现“碳中和”。（1）二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的重要战略方向。科学家使CO2和水在肯定条件下发生反应，生成甲酸(CH2O2)和氧气，该反应的化学方程式为_______。（2）利用氢氧化钠溶液喷淋捕获二氧化碳，反应过程如图所示。①使用“喷淋”NaOH溶液方法的目的是_______。②整个过程中可循环利用的物质有_______。4.（湖南邵阳市大祥区2025-2025上学期竞赛）阅读下面科普短文，回答下列问题：碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1.石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发觉后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与共熔后产生，才确定了它是含碳的物质。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2.碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥着重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中吸附的选择性值，试验结果如图3.图中选择性值越高，表明碳气凝胶对的选择性吸附性能越好。“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不行或缺的重要技术选择。其中“碳转化”是利用新型电解装置，在肯定条件下，将二氧化碳和水转化为甲酸(HCOOH)和氧气。（1）金刚石属于_____(填序号)。A.无定形碳 B.过渡态碳 C.晶形碳（2）石墨与共熔，能发生反应：。X化学式_____（3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是_____。（4）“碳转化”中涉及的化学方程式为_____。碳中和，人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行为是_____(写出1点即可)。（5）对比图3中三条曲线，得到的试验结论是_____。一、选择题1．（24-25八班级下·山东烟台·期末）下列有关金刚石、石墨、的说法中，正确的是A．构成它们的原子大小不同 B．金刚石是硬度最大的物质C．金刚石、石墨、由不同种原子构成 D．具有独特性质是由于它有独特的结构2．（2025·甘肃陇南·三模）如图是我国科学家成功合成的C10和C14两种碳分子材料，二者在物理性质上表现出不同的特性。下列说法中不正确的是A．C10和C14都属于新型有机物B．构成C10和C14的分子不同C．二者物理性质存在差异是由于原子排列方式不同D．C10和C14在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳3．（24-25九班级下·山东烟台·期末）金刚石、石墨、活性炭、炭黑都是碳家族的重要成员。下列生疏错误的是A．金刚石是自然 存在的最硬的物质，可用来切割玻璃B．石墨有金属光泽，有滑腻感，可以做润滑剂C．活性炭具有吸附性，可以吸附全部物质D．炭黑制墨所书字画历经千年不褪色说明常温下其性质稳定4．（2025·广东广州·二模）下列关于碳的各种模型（如图）的说法，正确的是A．图1是碳原子的原子结构示意图，1个碳原子有4个核外电子B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01gC．由图3可知金刚石和石墨属于混合物，属于纯洁物D．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同5．（2025·湖南长沙·一模）中国科研团队受“弓弩”等结构启发，研制出碳单质家族的新成员—“碳弹簧”，该新型碳材料由多孔碳材料制作而成。下列关于“碳弹簧”的说法正确的是A．常温下，“碳弹簧”的化学性质很活泼B．“碳弹簧”中碳原子静止不动C．在肯定条件下，“碳弹簧”可以与氧化铜发生反应D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳6．（2025·广西桂林·三模）构建化学基本观念是学好化学的基础，下列对化学基本观念的生疏错误的是A．元素观：金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质B．微粒观：CO和CO2化学性质不同是由于构成它们的分子不同C．转化观：CO和CO2在化学反应中可以相互转化D．守恒观：28克CO在28克O2中充分燃烧，生成CO2的质量为56克7．（2025·江苏镇江·二模）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是A．转化①实现了原子利用率100％B．转化②说明只要条件合适，CO2也能支持燃烧C．转化③中CO2和H2的质量比为22：3D．转化④中CH4和CO2都能引起温室效应8．试验室里有一套用来制取气体的装置，如图所示。下列有关叙述正确的是A．锥形瓶里加入少量粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气B．锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳C．当发生装置中液体与固体混合产生气泡时，马上开头收集气体D．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在试验台上9．（2025·福建漳州·模拟猜测）地质封存是指将气体捕集后注入特定的地层长期储存，是实现碳中和的重要途径之一。下列有关说法错误的是A．对人类生活有利有弊B．假如被封存在含氢氧化钙的地下水层中，可渐渐转化为固态碳酸盐C．气体被压缩成液态时，分子变小了D．该方法可能存在的风险是泄漏，局部浓度快速上升，威逼人类生命健康10．（2025·安徽池州·模拟猜测）利用铜丝进行碳与氧化铜反应的探究，装置如图所示(夹持装置已省略)。下列有关说法正确的是A．步骤一中加热后铜丝质量变大，说明该反应不遵循质量守恒定律B．步骤二试验中观看到红色固体渐渐变黑C．步骤二试验结束后，应先停止加热，再关闭弹簧夹D．步骤二试验结束后，马上取出铜丝，铜丝质量可能会大于6.4g二、试验题11．（24-25八班级下·黑龙江绥化·期末）CO具有还原性，能夺取一些金属氧化物中的氧，使金属氧化物还原为金属。一氧化碳还原氧化铜试验装置：(1)试验步骤：通：加热前，先通排出玻璃管内的空气。点：点燃酒精灯加热。撤：还原结束，撤走加热CuO的。通：连续通。(2)试验现象：A处的现象为黑色的粉末变成，方程式为。B处的现象为澄清的石灰水变，方程式为。C处产生蓝色火焰说明CO具有性，方程式为。(3)试验留意事项：试验开头应先通CO，再加热，防止CO与管内空气混合发生。试验结束要先停止加热再连续通CO至试管冷却，防止新生成的铜被。尾气要进行处理一般用点燃或用收集，防止。12．（24-25八班级下·黑龙江绥化·期末）依据下列试验装置图回答问题：(1)用已有的仪器制取CO2气体，应选择的发生装置是（填字母），其中仪器a的名称是，试验室用大理石和稀盐酸制取CO2，其反应的方程式为，不能用浓盐酸的缘由是。(2)利用A装置与C装置制备较纯洁的氧气时，其反应的化学方程式为。(3)若用F装置收集二氧化碳，气体应当从导管口（选填“b”或“c”）端通入。(4)用G装置测量二氧化碳的体积时，假如G中无植物油，则测得的二氧化碳的体积（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。三、填空与简答13．（2025·辽宁沈阳·二模）阅读下列短文，回答问题。石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片(图1)，被誉为“21世纪的黑金”。石墨烯具有高导电性、高导热性、高强度、光学透亮     性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域呈现出了令人瞩目的应用前景，为相关产业的进展注入了强大的动力。例如：①新能源汽车上接受了磷酸铁锂(LiFePO4)电池，生产该电池时，添加适量的石墨烯作导电剂，提高电池的性能(电池电阻越小，性能越好)。石墨烯的含量对LiFePO4粉末电阻的影响如图2。②将石墨烯应用于橡胶行业制成石墨烯橡胶复合材料，能提高导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图3。③将石墨烯应用于纺织行业制成的石墨烯复合纤维，能有效抑制真菌滋生，祛湿透气，同时能瞬间升温，还可防紫外线等。复合纤维中石墨含量对紫外线透过率的影响如图4。随着科学技术的进展，更多优异的石墨烯复合材料将会被广泛应用。(1)石墨烯从石墨中剥离出来发生的是(填“物理”或“化学”)变化。石墨烯具有的物理性质是(写出一点)。(2)石墨烯和石墨具有相像的化学性质，完全燃烧时的化学方程式为。(3)磷酸铁锂(LiFePO4)中Li元素显+1价、铁元素显+2价，则“PO4”的化合价为。(4)生产磷酸铁锂(LiFePO4)电池材料中添加石墨烯含量为时，磷酸铁锂电池性能最优越。(5)橡胶中添加石墨烯可增加导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律。(6)为削减紫外线对人体皮肤的损害，遮阳伞最好选用图4中的制作，选择的依据是。(7)依据文中信息分析，下列说法正确的是(填序号)。A．石墨烯是一种新型化合物B．金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质C．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相像D．石墨烯复合纤维不仅可以阻挡紫外线，还有抑制真菌滋生等作用四、综合应用题14．（24-25八班级下·上海·阶段练习）在人类文明的长河中，冶金技术是推动社会进步的重要里程碑。早在数千年前，古代工匠便把握了利用碳来冶炼金属的奇特，这一技术不仅转变了工具和武器的制造方式，更深刻影响了人类历史的进程。(1)古代冶金的核心燃料是木炭，木炭质地疏松多孔，具有优异的性，可以去除一些食品或工业产品里的色素和异味。(2)木炭燃烧释放大量热量，为冶炼金属供应了必需的高温条件，木炭在氧气充分的条件下燃烧的现象为，其文字表达式为。(3)某试验小组尝试利用木炭和氧化铜混合制备铜，进行了如下试验：①加热一段时间后，观看到a试管中的现象为，反应的文字表达式为，b试管中的现象为。②试验结束时，应先(选填“将导管撤出石灰水”或“移开酒精喷灯”)，缘由是。移开酒精喷灯后，还因马上用弹簧夹夹紧乳胶管，这样做的目的是。③利用下图甲装置进行试验可知，碳与氧化铜反应除了生成CO2可能还会产生CO。CO和CO2的体积分数(ppm)与时间(t)变化状况如图乙所示。老师指出CO不肯定是木炭与氧化铜反应产生的，请分析可能的缘由是。(4)随着技术的进展人类还发觉了其他碳单质，如金刚石和石墨，它们的结构模型如图所示，下列说法正确的是___________。A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中原子的排列方式不同C．金刚石和石墨的物理性质相同 D．金刚石和石墨的相互转化为物理变化五、科学探究题15．（24-25八班级下·黑龙江绥化·期末）小明同学为了探究二氧化碳的性质做如下试验，请回答相应的问题。(1)使蜡烛熄灭：①如下图，观看到的现象是：。说明二氧化碳具有的性质是：。②一个游人牵着一只小狗走进一个山洞深处，小狗先晕倒了说明二氧化碳具有的性质是：。③进入久未开启的菜窖或是干枯的深井之前肯定要先做。(2)二氧化碳与水反应：现象∶现象∶现象∶现象∶由上述试验现象可推想出，不是二氧化碳使纸花变红，而是二氧化碳和水反应生成的（填化学式）使纸花变色，其反应的化学方程式为，用吹风机给变色的纸花稍加热，纸花又变成了紫色，说明碳酸（填“稳定”或“不稳定”）。16．（24-25八班级下·黑龙江大庆·期中）某学习小组对试验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行了如下两个方面的探究：Ⅰ．二氧化碳的制取第一小组用如图甲所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，试验开头时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞，记录量筒中水的体积，数据如表。时间/min123456量筒读数/mL405055586060(1)写出A中不用稀硫酸的缘由是。(2)C中量筒量程最好选(填“50”、“100”或“250”)mL。(3)B中假如不加植物油会使测定结果(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，缘由是。(4)依据以上试验数据分析，最终生成二氧化碳的体积是mL。(5)在图乙中绘出0～6min内生成二氧化碳的体积随时间变化的曲线。(6)反应过程中产生二氧化碳的速率不断减慢的缘由可能是。Ⅱ．二氧化碳的性质其次小组用图丙装置验证二氧化碳的相关性质。试验如图：步骤一：按图丙连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手。步骤二：注射器a中吸入20mL澄清石灰水，注射器b中吸入20mL稀盐酸，再从中间瓶口通入二氧化碳气体，将瓶装满，最终塞上带压强传感器的橡胶塞。步骤三：先后将两注射器中的试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，压强传感器测得三颈烧瓶中压强随时间变化如图丁所示。(7)步骤一中松开手后，若观看到则说明装置气密性良好。(8)分析图丁可知，步骤三中先推的是注射器(填“a”或“b”)，此时三颈烧瓶中发生反应的现象为。(9)步骤三中其次次推入试剂后三颈烧瓶中消灭的现象是，此时三颈烧瓶中压强变化对应图丁中的段。答案和解析技巧1碳单质的多样性碳单质的多样性主要体现在同素异形体（由碳元素组成但结构不同的单质）上，其物理性质差异显著，但化学性质具有共性。物质金刚石石墨C60结构模型宏观组成都是由碳元素组成的单质构成物质的粒子碳原子碳原子C60分子化学式CCC60物理性质差异很大的缘由碳原子的排列方式不同其他碳单质：碳纳米管石墨烯（单层石墨片）石墨炔T-碳【特殊提示】1．金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，而C60是由分子构成的，一个C60分子中含有60个碳原子。2．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，它们是两种不同的物质，故石墨转化为金刚石是化学变化。3．同种元素组成的物质不肯定是单质，可能是混合物（如O2和O3混合物；金刚石和石墨的混合物等）。同种元素组成的纯洁物才是单质。1.（2025年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列对宏观事实的微观解释错误的是A.气体可压缩存储于钢瓶中——分子之间有间隔B.工业上用空气制取氧气的过程属于物理变化——分子的种类没有发生变化C.酒精溶液不能导电——溶液中没有自由移动粒子D.金刚石与石墨的物理性质差异很大——碳原子排列方式不同【答案】C【详解】A、气体分子之间有间隔且间隔大简洁被压缩，选项正确；B、工业制氧是利用液体空气中的各成分沸点不同，变化过程中分子种类不变，选项正确；C、酒精是由酒精分子构成，溶于水后溶液中没有带电粒子，因此无法导电，选项错误；D、金刚石和石墨都是碳单质，物理性质差异大是由碳原子排列方式不同造成的，选项正确；故选：C。2．（2025九班级上·湖南长沙·竞赛）关于碳及碳的化合物，下列说法正确的是A．在肯定条件下，CO和CO2可以相互转变B．CO和CO2都由碳原子和氧原子构成C．金刚石、石墨和C60都是由分子构成的D．CO2灭火只利用了CO2的化学性质【答案】A【详解】A、一氧化碳和氧气点燃可生成二氧化碳，二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，即在肯定条件下，CO和CO2可以相互转变，故A说法正确；B、一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，CO是由一氧化碳分子构成的，CO2是由二氧化碳分子构成的，故B说法错误；C、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，C60是由分子构成的，故C说法错误；D、CO2灭火既利用了CO2不能燃烧且不支持燃烧的化学性质，也利用了二氧化碳密度比空气大的物理性质，故D说法错误；故选：A。3．（2025九班级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列过程中不发生化学变化的是A．含烧碱的炉具清洁剂除油污B．海水晒盐C．水滴石穿D．石墨转化为金刚石A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A、含烧碱的炉具清洁剂中的氢氧化钠能与油污发生化学反应，生成可溶于水的物质，随水流走，有新物质生成，发生化学变化；B、海水晒盐，只是状态的变化，没有新物质生成，发生物理变化；C、水滴石穿的一种缘由是水从高处滴落，其冲击力比较大，冲击力给石头带来磨损，水滴日复一日、年复一年，一滴一磨，石头就被磨穿了,这一过程只是石头的外形发生了变化，没有产生新的物质，发生物理变化，另一缘由是水滴石穿的过程中水、二氧化碳和碳酸钙反应生成可溶于水的碳酸氢钙，有新物质生成，发生化学变化；D、石墨转化为金刚石，有新物质生成，发生化学变化；故选B。4．（2025九班级上·广东肇庆·竞赛）下列说法正确的是A．金刚石与石墨的各种性质都不相同B．铅笔芯是由金属铅制成的，所以能导电C．金刚石是由碳元素组成的，所以能导电D．金刚石是自然 物质中最硬的物质【答案】D【详解】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的，但由于碳原子排列方式不同，则物理性质不同，但由于都是碳单质，化学性质相同，该选项说法不正确；B、石墨质软，在纸上划过会留下划痕，铅笔芯是由石墨制成的，而不是铅，该选项说法不正确；C、金刚石是由碳元素组成的，但不具有导电性，该选项说法不正确；D、金刚石是自然 存在最硬的物质，该选项说法正确。故选D。技巧2碳的物理性质及用途碳单质的物理性质与用途的对应关系物质性质用途金刚石加工后灿烂夺目作装饰品硬度大裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等光学仪器的涂层金刚石薄膜导热性好用于集成电路基板散热，提高芯片性能石墨很软、有滑腻感，且为灰黑色制铅笔芯导电性好作电极导电性好、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板木炭、活性炭木炭(或活性炭)具有疏松多孔的结构，因此具有吸附力量。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于防毒面具吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。C60具有一些特殊的物理和化学性质可应用于超导、催化、能源及医学等领域物质结构、性质与用途的关系：结构打算性质，性质打算用途，用途反映性质1．（2025九班级上·江西赣州·竞赛）下列物质的用途中，利用其化学性质的是A．液氮用作冷冻剂 B．干冰用于人工降雨C．氧气用于气焊 D．活性炭作吸附剂【答案】C【详解】A、液氮用作冷冻剂，是由于液氮汽化吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意；B、干冰用于人工降雨，是由于干冰升华吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意；C、氧气用于气焊，是由于氧气具有助燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质，符合题意；D、活性炭作吸附剂，是由于活性炭具有吸附性，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意。故选C。2．（2025九班级上·陕西榆林·竞赛）物质的性质打算物质的用途。下列物质的用途只与其物理性质有关的是A．氧气用于医疗急救B．木炭用于取暖C．稀有气体用于制造多种用途的电光源D．镁粉用于制作照明弹【答案】C【详解】A、氧气用于医疗急救，是利用氧气可以供应呼吸的性质，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项错误；B、木炭用于取暖，是利用木炭燃烧释放热量，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项错误；C、用稀有气体作电光源，是利用稀有气体通电后发出不同颜色的光，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项正确；D、用镁做照明弹，是利用镁燃烧发出刺眼的白光，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项错误。故选C。技巧3碳的化学性质1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（稳定）（1）常温下化学性质不活泼的缘由：碳原子的最外层电子数为4，不易得失（2）实例：古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色；木质电线杆埋入地下部分烤焦增加耐腐蚀性。（3）用途：用炭黑制成的墨，档案用碳素墨水书写。1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增加耐腐蚀性。2．可燃性（碳单质与氧气反应）燃烧是否充分化学方程式用途充分燃烧C＋O2点燃CO2作燃料不充分燃烧2C＋O2点燃2CO3．还原性（1）碳与金属氧化物反应（用于冶炼金属）木炭与氧化铜反应，反应的化学方程式为C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑焦炭与氧化铁反应，反应的化学方程式为3C＋2Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑（2）碳与二氧化碳反应，反应的化学方程式为C+CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO1．（2025八班级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列试验现象叙述正确的是A．石灰石和足量稀盐酸反应时，固体渐渐削减，其表面有大量的二氧化碳气体产生B．硫在氧气中燃烧，发出光明的蓝紫色火焰，放热C．木炭在空气中燃烧时，放热，发白光D．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，无色溶液中产生蓝色沉淀【答案】B【详解】A、石灰石和足量稀盐酸反应时，固体渐渐削减，其表面有大量的气泡产生。产生二氧化碳气体是结论，不是现象。A不正确；B、硫在氧气中燃烧，发出光明的蓝紫色火焰，放热，产生无色有刺激性气味的气体。B正确；C、木炭在空气中燃烧发红、放热，不会发白光。C不正确；D、硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的现象是溶液变为无色，并有蓝色沉淀生成。依据复分解反应发生的条件可以得知，蓝色的硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，由于该反应是在溶液中进行的，所以生成的是无色的硫酸钠溶液和蓝色的氢氧化铜沉淀，故反应现象应当描述为：溶液变为无色，并有蓝色沉淀生成。D不正确。综上所述：选择B。2．（2025·湖南长沙·二模）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A．金刚石和石墨中碳原子排列方式相同B．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D．在常温下，碳的化学性质活泼【答案】C【详解】A、金刚石和石墨均由碳原子构成，但物理性质相差很大，缘由是碳原子排列方式不同，说法错误；B、二氧化碳是引起温室效应的主要气体，但二氧化碳也能促进植物的光合作用，同时释放氧气，故大气中的二氧化碳要维持平衡，说法错误；C、二氧化碳灭火是由于二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度大于空气，既利用了物理性质，又利用了其化学性质，说法正确；D、在常温下，碳的化学性质稳定，说法错误。故选C。3．（2025九班级上·陕西榆林·竞赛）某化学爱好小组的同学利用下面试验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习沟通】(1)试验时，先打开，关闭，当丁中澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精喷灯和酒精灯的同时关闭，打开，用空瘪的气球收集尾气。丁中发生反应的化学方程式是。(2)试验中，观看到丙中黑色固体渐渐变红，乙中木炭粉渐渐（填“削减”或“不变”）。【提出问题】进一步处理尾气时，同学们想探究气球内气体的成分是什么?【作出猜想】(3)猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：【试验验证】小明同学设计下列试验进行验证。（NaOH溶液可以和CO2反应，用于吸取CO2）(4)试验中，Ⅰ中消灭浑浊，Ⅲ中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想成立。(5)上述试验可以证明CO具有性，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的缘由是。【答案】(1)(2)削减(3)CO、CO2(4)三(5)可燃分子构成不同【详解】（1）丁中澄清石灰水变浑浊，发生的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为；（2）试验中，观看到丙中黑色固体渐渐变红，是由于一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，说明乙装置产生了一氧化碳，乙中二氧化碳和木炭粉在高温条件下反应生成一氧化碳，则乙中木炭粉渐渐削减；（3）气球内的气体可能是一氧化碳，也可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物，依据已知猜想，则猜想三为CO、CO2；（4）试验中，Ⅰ中消灭浑浊，说明气球内气体有二氧化碳，m处导出的气体可以点燃，说明气球内气体有一氧化碳，即气球内气体的成分是CO、CO2，则证明猜想三成立；（5）上述试验中，m处导出的气体可以点燃，说明气球内气体有一氧化碳，可以证明CO具有可燃性；一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的缘由是二者的分子构成不同。技巧4碳还原金属氧化物木炭还原氧化铜试验装置试验现象试验结论黑色粉末变成红

色试验现象说明反应生成了铜和二氧化碳，反应的化学方程式为C＋2CuO高温2Cu＋CO2↑。澄清石灰水变浑浊试验操作分析=1\*GB3①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。=2\*GB3②反应结束时，先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。=3\*GB3③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。从得氧失氧角度分析CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应1．（2025九班级上·湖南长沙·竞赛）称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

(1)在图A装置中，试验结束时应先(选填“取出导管”或“停止加热”)。【试验现象】(2)当图(选填“A”或“B”)中的固体粉末完全由红色变为黑色时，另一装置中中仍有红色固体。【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应的确不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个缘由。【完善试验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置。

(3)按上面连接好装置，在装入药品之前，必需进行的操作是。(4)B装置中NaOH浓溶液的作用是。(5)依据设计意图，观看到(填写试验现象)时，证明混合气体中既有CO又有CO2.(6)从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是。(7)反应后称得F中增重6.6g，则E中生成的Fe的质量为g。【答案】(1)取出导管(2)B(3)检查装置气密性(4)除去混合气体中的二氧化碳(5)AF澄清石灰水变浑浊，C中澄清石灰水不变浑浊(6)缺少尾气处理装置(7)5.6【详解】（1）为防止试管中的液体沿着导管进入热的试管，所以要先取出导管。（2）依据解释和结论，焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应的确不易完全，则推断A反应进行较慢。所以当图B中的固体粉末完全由红色变为黑色时，另一装置中中仍有红色固体。（3）涉及气体且要对气体进行除杂、利用的试验，组装完仪器，装入药品前需要检查装置气密性，以免装置漏气铺张药品。（4）氢氧化钠可以和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以作用是除去混合气体中的二氧化碳。（5）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则A澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳。经过B二氧化碳被除去，C中澄清石灰水不变浑浊说明二氧化碳被除净。D中浓硫酸具有吸水性除去水蒸气。E中一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，红色固体变为黑色，F中澄清石灰水变浑浊，说明又有二氧化碳生成，可说明混合气体中有一氧化碳。所以观看到AF澄清石灰水变浑浊，C中澄清石灰水不变浑浊可说明混合气体中既有一氧化碳又有二氧化碳。（6）一氧化碳是空气污染物，直接排放会污染空气，所以装置缺少尾气处理装置。（7）F增重6.6g是生成二氧化碳的质量。设E中生成铁的质量为x2．（2025九班级·湖南郴州·竞赛）两位同学挂念老师整理试验室时，在标有“单质”的药柜中发觉一瓶失去标签的黑色粉末A，在标有“氧化物”的药柜中发觉另一瓶失去标签的黑色粉末B。【提出问题】这两瓶黑色粉末A和B分别是什么物质？【猜想】甲同学：A是铁粉，B是二氧化锰。乙同学：A是碳，B是氧化铜。【试验探究】试验步骤试验现象试验结论①取少量A粉末于试管中加入适量稀硫酸。黑色粉末不溶解没有气体产生。A粉末肯定不是。②取少量B粉末于试管中加入适量稀硫酸。，。B粉末是氧化铜。有关化学方程式【反思与拓展】（1）将这两种黑色粉末混合加热(如图)，观看到黑色粉末渐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。黑色粉末A和B发生反应的化学方程式为。试验结束时，先将导管移出，再熄灭酒精灯的缘由是。

（2）乙同学的猜想正确。【答案】铁粉黑色粉末溶解没有气体产生溶液由无色变为蓝色CuO+H2SO4=CuSO4+H2OC+2CuO2Cu+CO2↑防止石灰水倒流入试管中，引起试管炸裂【详解】[试验探究]步骤①中黑色粉末不溶解，没有气体产生，说明A粉末肯定不是铁粉，由于铁能和稀硫酸反应产生氢气。步骤②氧化铜能和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，故可以观看到的现象为黑色粉末溶解，没有气体产生，溶液由无色变为蓝色，该反应的化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。[反思与拓展]通过上述试验可知，黑色粉末A是碳，B是氧化铜，碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑。试验结束时，先将导管移出，再熄灭酒精灯的缘由是防止石灰水倒流入试管中，引起试管炸裂。技巧5二氧化碳的性质和用途1．二氧化碳的物理性质及试验验证物理性质无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固体----干冰试验验证倾倒二氧化碳操作向盛有凹凸不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，现象蜡烛自下而上依次熄灭结论说明二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，也不能支持燃烧。溶解性试验操作向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡现象塑料瓶变瘪了缘由部分二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。【特殊提示】由于二氧化碳密度大于空气，且不能供应呼吸，进入久未开启的菜窖或干枯的深井前，做灯火试验。2.二氧化碳的化学性质化学性质试验现象解释和结论与水反应CO2不显酸性，CO2与水反应生成碳酸，化学方程式为CO2+H2O=H2CO3；向干燥石蕊小花喷水不变红水不能使石蕊变红干燥小花放进O2气体中不变红二氧化碳不能使石蕊变红潮湿的石蕊小花放入O2气体变红二氧化碳与水反应生成了酸性物质，使石蕊变红取出变红的小花烘干红色变紫色碳酸不稳定，易分解；化学方程式为H2CO3=H2O+CO2↑与氢氧化钙反应将气体通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）该反应在生活中的应用：（1）用石灰浆抹墙一段时间后变硬:氢氧化钙吸取空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体；（2）在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿：氢氧化钙吸取二氧化碳生成了水；（3）试验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜：石灰水中的氢氧化钙吸取空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体。（4）用石灰水保存鲜鸡蛋：鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶，堵住了鸡蛋上的小孔。与灼热的碳反应化学反应方程式：C+CO2高温2CO（吸热）不燃烧，不支持燃烧用于灭火3.二氧化碳的用途O2用途依据的性质二氧化碳固体（干冰）作制冷剂：用于食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液制品和疫苗的储存和运输；制造舞台雾景干冰升华吸热（物理变化）使四周环境温度降低，且没有液体留下人工增雨二氧化碳气体灭火化学性质：CO2不能燃烧，也不支持燃烧物理性质：CO2密度比空气的大光合作用的原料CO2是光合作用的反应物之一温室的气体肥料CO2能促进作物进行光合作用，可提高农作物的产量制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸化工产品的原料，制纯碱、尿素等CO2能与多种物质反应1.（湖南邵阳市大祥区2025-2025上学期竞赛）利用生活中的废弃材料来做家庭小试验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为用紫色石蕊试液潮湿的棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花，固定玻璃管的装置未画出）来探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该试验装置的叙述不正确的是A.通过推压注射器活塞，可以把握进入饮料瓶内液体的量B.纸花变红的挨次是d→c→b→aC.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气的大及二氧化碳能与水发生反应D.该装置的左半部分也可用于制取氧气【答案】B【详解】A、通过推压注射器活塞，依据推压的程度的大小可以把握进入饮料瓶内液体的量，故A正确；B、a、d为用紫色石蕊试液潮湿的棉花，遇二氧化碳会变红；b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花，遇二氧化碳不会变红；二氧化碳的密度大于空气，d处的纸花先变红，a处的纸花后变红，故B不正确；C、利用该装置试验时，由d处的浸有紫色石蕊试液的潮湿棉花先变成红色，c处的石蕊不变色，可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应，故C正确；D、该装置的左半部属于固液常温下反应制取气体，也可以利用该装置过氧化氢和二氧化锰制取氧气，故D正确。故选B。2.（2025年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列试验方案可以达到试验目的的是选项试验目的试验方案A除去N2中混有的少量CO通过足量灼热CuOB分别CaCl2和CaCO3的固体混合物加足量水溶解，蒸发C鉴别NaOH、BaCl2、（NH4）2SO4三种浓溶液取样，相互滴加，观看现象D检验生石灰中是否含有熟石灰取样，加水溶解，滴加酚酞溶液A.A B.B C.C D.D【答案】C【详解】A、CO与CuO加热时生成铜和二氧化碳，混合气体通过足量灼热CuO，能除去杂质，但引入二氧化碳（生成的），该试验方案不行以达到试验目的，不符合题意；B、氯化钙易溶于水，碳酸钙难溶于水，加足量水溶解，蒸发不能将两种物质分别，加入足量的水溶解，过滤，洗涤干燥滤渣得到碳酸钙，蒸发滤液得到氯化钙，该试验方案不行以达到试验目的，不符合题意；C、（NH4）2SO4与NaOH反应生成硫酸钠、水和具有刺激性气味的氨气，与BaCl2反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化铵，取样，相互滴加，既能产生刺激性气味又能产生沉淀的是（NH4）2SO4，能与硫酸铵产生刺激性气味的是NaOH，能与硫酸铵产生沉淀的是BaCl2，该试验方案可以达到试验目的，符合题意；D、氧化钙与水反应生成氢氧化钙，熟石灰是氢氧化钙的俗称，取样，加水溶解，滴加酚酞试液，确定会变红色，无法检验是否含有熟石灰，该试验方案不行以达到试验目的，不符合题意。故选C。3.（2025“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）用下列装置进行试验，不能达到试验目的的是A.干燥 B.验证性质C.监控气体流速 D.收集【答案】D【详解】A、浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可用于干燥二氧化碳气体，为了使二氧化碳和浓硫酸充分接触，二氧化碳气体应当从长管通入，故A能达到目的；B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳从长管通入，可用于验证二氧化碳的性质，故B能达到目的；C、氧气不易溶于水，进入水中会快速溢出，所以通过产生气泡的快慢，来监控气体流速，故C能达到目的；D、氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，图示收集氧气时，氧气应当从短管通入，故D不能达到目的；故选：D。4.（2025陕西渭南蒲城县竞赛）下图均为验证CO2性质的试验，试验①与试验______（填序号）所得结论完全相同。试验④中，除了观看到塑料瓶变瘪，还可看到_____。①.②.③.④.【答案】②澄清石灰水变浑浊或产生白色沉淀【解析】二氧化碳的密度比空气大，①中的试验可以观看到装有空气的气球上浮，②可以观看到杠杆左高右低，两试验均可验证二氧化碳密度比空气大这一性质，所以试验①与试验②所得结论完全相同。试验④中，二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，装置内压强减小，可以观看到塑料瓶变瘪，澄清石灰水变浑浊或产生白色沉淀。5.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列试验能达到对应试验目的是A.图1：试验室制取并收集氢气B.图2：验证二氧化碳能与水反应C.图3：证明酸碱发生了中和反应D.图4：比较火焰各层温度【答案】BD【详解】A、试验室制取氢气，应选择不具挥发性的稀硫酸，氢气的密度比空气小，收集氢气应选择向下排空气法，选项错误；B、二氧化碳通过干紫色石蕊纸花，纸花不变色，通过湿的紫色石蕊纸花，纸花变红，说明二氧化碳能与水反应生成能够使石蕊变色的物质，选项正确；C、硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，氢氧化钠与硫酸反应生成的硫酸钠也能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，通过沉淀的生成，不能推断氢氧化钠与硫酸发生了中和反应，选项错误；D、将火柴梗伸进酒精灯火焰中，停留片刻取出，发觉两侧变黑，里侧变黄，中间无变化，说明火焰的外焰温度最高，内焰次之，焰心温度最低，选项正确，故选BD。技巧6一氧化碳的性质1.物理性质CO是无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气略小。2.化学性质和用途化学性质用途可燃性2CO+O22CO2（CO点燃前需验纯）反应现象：一氧化碳在空气中燃烧，发出蓝色火焰，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体作燃料与某些氧化物反应（1）一氧化碳与氧化铜反应，方程式CO+CuOCu+CO2反应现象：黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊（2）一氧化碳与氧化铁反应，方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2反应现象：红棕色粉末变成黑色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊冶炼金属毒性一氧化碳跟血液中的血红蛋白的结合力量比氧气强，使人体缺少氧气而窒息死亡。——【留意事项】一氧化碳有剧毒，任凭排放会造成空气污染，必需进行尾气处理。1.（2025江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A.氮气不易溶于水，可用作爱护气B.碳酸钙能与盐酸反应，可用作补钙剂C.一氧化碳具有可燃性，可用于工业炼铁D.氢氧化钙为白色固体，可用于改良酸性土壤【答案】B【详解】A、氮气化学性质稳定，可用作爱护气，错误。B、碳酸钙含有钙元素，能与胃液中盐酸反应生成氯化钙，被人体吸取，可用作补钙剂。正确。C、一氧化碳具有还原性，可用于工业炼铁，错误。D、氢氧化钙呈碱性，可用于改良酸性土壤，错误。故选B2.（2025“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）正确的操作是试验成功的重要保证。（1）某无色气体可能含有、CO、中的一种或几种，按如下图所示装置进行试验，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水变蓝，澄清石灰水变浑浊，下列推断正确的是____（填序号）。A.该气体中肯定含有 B.该气体中肯定含有C.该气体可能由3种气体组成 D.该气体的组成可能有3种状况（2）设计试验鉴别石灰水和氢氧化钠溶液，并完成下表。试验步骤试验现象试验结论___________________________【答案】（1）ACD（2）①.用两支试管各取出少量两种溶液（合理即可）②.分别通入二氧化碳气体（合理即可）③.溶液变浑浊的是石灰水，无明显变化的是氢氧化钠溶液（合理即可）【解析】（1）可以看到玻璃管中有红色物质生成，说明生成了铜，即气体具有还原性，可能是氢气或一氧化碳或都有；无水CuSO4变蓝，说明生成了或含有水蒸气；澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳或含有二氧化碳，依据以上分析说明混合气体中必需有还原性气体且通过乙装置后，必需有水和二氧化碳，所以气体的组合为：H2和CO2，CO和H2，H2和CO2、CO；A、该气体中肯定含有，故说法正确；B、该气体中可能含有，故说法错误；C、该气体中可能含有H2和CO2、CO，故说法正确；D、该气体的组成可能有3种状况，故说法正确；故选ACD；（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，但无明显变化，可用气体二氧化碳进行鉴别。方案为：用两支试管各取出少量两种溶液，分别通入二氧化碳气体，溶液变浑浊的是石灰水，无明显变化的是氢氧化钠溶液。3.（陕西榆林市定边五中2025-2025上学期“酬勤杯”竞赛决赛）某化学爱好小组的同学利用下面试验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习沟通】（1）试验时，先打开，关闭，当丁中