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第六单元 《碳和碳的氧化物》考点专项复习（解析版）
考点1：金刚石、石墨和C60
一、氧化还原反应
1、碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2、氧化还原反应分析
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
氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO；
还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等；
3、碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应）
4、补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
二、碳单质及其物理性质和用途
1.碳单质的物理性质比较
碳单质 石墨C 碳原子构成 金刚石C 碳原子构成 C60 C60分子构成
微观结构
物理性质 深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较软，有滑腻感，有良好的导电性。 无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。
用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 制装饰品(钻石)、制钻头、切割大理石、玻璃 用于超导、催化、材料科学等领域
性质差异 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同
*C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。
*同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等）
*同种元素组成的纯净物才是单质。
石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。
2、注意以下几点：
（1）关于碳单质的物理性质及用途，可以根据“结构性质用途”这个相互关系来互推巧记和理解；
（2）虽然金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳的单质，但是金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却可以说是天然存在的最软的物质，它们的物理性质之所以相差这么大，是由于其中的碳原子的排列方式不同造成的；
（3）金属光泽一般是金属的特性，可是石墨却具有金属光泽，但是它不是金属；这一点有特别注意；
（4）不同种类的碳：
①木炭和活性炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。
木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。
活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。
②焦 炭：用于冶炼金属。
③炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。
（碳和炭的区别：“碳”是元素名称，并不指具体某种物质；“炭”表示由碳元素组成的具体物质）。
三、碳的化学性质
碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。
1、常温下化学性质不活泼（原因：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强耐腐蚀性。
2、可燃性（作燃料）
反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧
C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO
质量比 3 ： 8 3 ： 4
结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同
应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，从而证明该物质含有碳元素。
3、还原性
木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论
①黑色粉末逐渐变成光亮的红色；②澄清石灰水变浑浊。 生成了红色的铜和二氧化碳；化学方程式C + 2CuO 2Cu+CO2↑
实验分 析 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应，
考点2：二氧化碳制取的研究
一、二氧化碳制取的反应装置选择
1、发生装置
选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）
（1）固固加热型如图：
应用：高锰酸钾制氧气、氯酸钾制氧气
注意：试管口略向下倾斜
（2）固液常温型如图：
应用：大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
补充改进装置：
块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进，可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。
开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始； 开始：打开弹簧夹 开始：打开弹簧夹，液体淹没固体 开始：将布袋子浸入溶液中 开始：将试管浸入液体中
停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止 停止：关闭弹簧夹 停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧 停止：提起布袋子离开液面 停止：提起试管离开液面
2、收集装置
选择依据：气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断）
排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。
①所有气体从短管进②V排出的水=V气体 为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是要影响手机的气体的纯度 气体进入集气瓶后出现在装置下端气体的验满在另一侧出气口 气体进入集气瓶后出现在装置上端气体的验满在另一侧出气口
二、二氧化碳制取的研究
1、工业制二氧化碳：煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2↑
（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）
2、实验室制二氧化碳：
（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）
（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？
反应速率太快，不易控制。
②为什么不用浓盐酸？
浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。
③为什么不用稀硫酸？
生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。
（3）检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
（4）验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。
考点3：水的组成
一、二氧化碳的性质
1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰）
2、化学性质：①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧；
应用：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做灯火实验。
3、证明二氧化碳的密度大于空气
（1）实 验：将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中，下面的蜡烛比上面的先熄灭。
（2）现 象：将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶变瘪。
（3）分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。
4、证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红）
实验 操作 ①干燥的石蕊小花上喷稀醋酸 ②干燥的石蕊小花上喷水 ③把干燥的小花放进CO2气体中 ④把用水湿润的石蕊小花放入CO2气体 ⑤取出实验④取出用吹风机烘干
现象 变红 不变红 不变红 变红 红色变为紫色
分析 稀醋酸能使石蕊变红 水不能使石蕊变红 二氧化碳不能使石蕊变红 二氧化碳与水反应生成酸性物质使石蕊变红 碳酸不稳定分解
结论 CO2不显酸性，CO2与水反应生成了酸性物质 使紫色石蕊试液变成红色 化学方程式：CO2+H2O=H2CO3 碳酸分解生成二氧化碳和水化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑
5、证明二氧化碳与澄清石灰水反应
操作：将二氧化碳通入澄清石灰水；
现象：澄清石灰水变浑浊：
化学反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）。
二、二氧化碳的用途
CO2的用途 依据的性质
①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。 干冰升华吸热（物理变化）
②灭火 ①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧； ③密度比空气的大
③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量 CO2是光合作用的原料，能促进光合作用
④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸
⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应
三、二氧化碳对环境的影响
二氧化碳对环境的影响，有两方面，是一把双刃剑：
1、有利的方面：促进绿色植物进行光合作用，满足人和动物所需的有机物（主要是淀粉）的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环，等等；
2、不利的方面：
（1）二氧化碳本身没有毒性，但它不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响（因此，在人群密集的地方应该注意通风换气）；
（2）由于人类活动（如化石燃料燃烧、森林遭到破坏等）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等，现在地球上气温越来越高，主要是因为二氧化碳增多造成的；因为二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜那样，具有保温的作用，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应，除二氧化碳外，现在这一群体的成员越来越多，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷--氟利昂等，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5-4.5℃；还有，海平面升高也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25-140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将全部融化，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等；
（3）虽然大气中的水蒸气、云量、颗粒物有可能抵消温室效应，但对温室效应及其长期影响还需要人们进一步研究；为了保护人类赖以生存的环境，我们应该共同采取措施，防止温室效应进一步增强；例如，人类应该减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，等等。
四、一氧化碳的性质
1、物理性质：一氧化碳的物理性质是无色无味的气体，不溶于水，密度比空气的略小（密度为l.25g/L，空气为1.293g/L），熔点是-199℃，沸点是-191.5℃。
2、化学性质：包括可燃性、还原性、毒性。
（1）可燃性
①纯净的CO安静的燃烧，产生蓝色火焰，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变变浑浊。 澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O
②燃烧的化学方程式：2CO+O2点燃2CO2
③用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（验纯）。
煤炉底部：C+O2点燃CO2 煤炉中部：C+CO2高温2CO 煤炉上口：2CO+O2点燃2CO2
（2）还原性
A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。 CO+CuO △ Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O C处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。 2CO + O2 2CO2
(1)澄清石灰水的目的是检验二氧化碳的生成(2)右侧酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气（3）尾气处理的方法①用气球收集尾气(图A)②用排水法收集尾气(图B)③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃烧(图C) 【注意】 ①先通一氧化碳后加热的原因是：排出装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸。 ②实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因是防止热的铜遇到空气又被氧化。
在 CO+CuO △ Cu+CO2 中，CO得氧被氧化， CO具有还原性，作还原剂，用途：冶炼金属。
★CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。
五、一氧化碳中毒及毒性
1、一氧化碳的毒性：是指它极易与人体血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；
2、中毒生理过程：
CO极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的200～300倍，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。
处理方法：
（1）万一CO中毒了，怎么急救？轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的立即送医院医治。
（2）万一煤气泄漏，怎么处理？及时关闭阀门，开窗通风。
（3）冬天用煤火取暖时，应该注意什么？一定要装烟囱，并注意开窗通风，防止中毒。
（4）用煤炭取暖时，火炉上放一盆水，可以预防中毒吗？不能，因为CO难溶于水。
（5）煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体，为什么？便于泄漏时及时发现。
（6）检查煤气泄漏的时候怎么检漏？用肥皂水检验，有气泡产生说明漏气了。
六、自然界中的碳循环
1、自然界的二氧化碳循环
（1）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等
（2）消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。
2、大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。
七、气体的鉴别和除杂
1、二氧化碳和一氧化碳鉴别
鉴别方法 现象及结论
通入澄清石灰水 能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO
分别点燃 在空气中能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2
通入紫色石蕊溶液 能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO
还原金属氧化铜 通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO2
2、除杂：括号外为主要物质，括号内为杂质。
CO【CO2】通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
CO2【CO】通过灼热的氧化铜 CO+CuO △ Cu+CO2
CaO【CaCO3】只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2↑。
可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　F-19　Na-23　S-32 C1-35.5　K-39 Ca-40　 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 金刚石、石墨和C60】
【典例1】（2023 中原区校级四模）金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（　　）
A．构成它们的原子大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨和C60里的碳原子排列方式不同
【答案】D
【分析】根据碳单质物理性质有很大差异的原因，进行分析判断。
【解答】解：A、金刚石、石墨是由碳原子直接构成，C60是由C60分子构成，1个C60分子是由60个碳原子构成，因此构成它们的原子大小相同，故选项说法不正确；
B、构成金刚石、石墨和C60的原子数目不同，但不能决定物理性质，故选项说法不正确；
C、金刚石、石墨是由碳原子直接构成，而C60是由C60分子构成，故选项说法不正确；
D、金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，原因是构成它们的原子排列方式不同，故选项说法正确。
故选：D。
【典例2】（2023春 萝北县期末）化学就在我们身边，与我们的生活息息相关，请根据所学知识回答下列问题：
（1）使用碳素墨水书写的文字很长时间不变色，是因为 　常温下碳的化学性质不活泼　。
（2）自制的净水器中常加入 　活性炭　用于除去水中的异味和色素。
（3）请写出农业上防治水污染的措施 　农业上合理使用农药和化肥等　。
（4）金刚石和石墨物理性质差异大的原因 　碳原子的排列方式不同　。
【答案】（1）常温下碳的化学性质不活泼；
（2）活性炭；
（3）农业上合理使用农药和化肥等；
（4）碳原子的排列方式不同。
【分析】（1）根据碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，进行分析解答。
（2）根据具有吸附性的物质，进行分析解答。
（3）根据防治水污染的措施，进行分析解答。
（4）根据物质的结构决定物质的性质，进行分析解答。
【解答】解：（1）碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，使用碳素墨水书写的文字很长时间不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼。
（2）自制的净水器中常加入活性炭，活性炭具有吸附性，可用于除去水中的异味和色素。
（3）农业上防治水污染，可合理使用农药和化肥等。
（4）物质的结构决定物质的性质，金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同。
故答案为：
（1）常温下碳的化学性质不活泼；
（2）活性炭；
（3）农业上合理使用农药和化肥等；
（4）碳原子的排列方式不同。
【典例3】（2023春 恒山区校级期中）把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并把试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图）用酒精灯给混合物充分加热，使其充分反应。
（1）被加热试管中发生化学反应方程式为 　C+2CuO2Cu+CO2↑　观察到的现象为 　固体由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊　，实验结束要先撤导管后停止加热，原因是 　防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂　。该实验开始的标志是 　石灰水变浑浊　。
（2）为了满足以上实验条件，最好将酒精灯改成酒精喷灯，也可以在酒精灯火焰上方加一个金属网罩，这样做的目的是 　集中火焰，提高温度　。
（3）这个实验可以得出，碳具有 　还原　（填“氧化”或“还原”）性。
【答案】（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；固体由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊；防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂；石灰水变浑浊；
（2）集中火焰，提高温度；
（3）还原。
【分析】（1）根据碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳；氧化铜和碳为黑色，铜为红色，且生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；实验结束后，应先撤导管后停止加热，防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂分析；
（2）根据在酒精灯火焰上加一个金属网罩，可集中火焰，提高温度分析；
（3）根据反应中，碳夺取了氧化铜中的氧元素，体现了碳的还原性分析。
【解答】解：（1）碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑。氧化铜和碳为黑色，铜为红色，且生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为固体由黑色变为红色，澄清石灰水变浑浊。实验结束后，应先撤导管后停止加热，防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂。该实验开始的标志为澄清石灰水变浑浊。故答案为：C+2CuO2Cu+CO2↑；固体由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊；防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂；石灰水变浑浊；
（2）在酒精灯火焰上加一个金属网罩，可集中火焰，提高温度。故答案为：集中火焰，提高温度；
（3）在该反应中，碳夺取了氧化铜中的氧元素，体现了碳的还原性。故答案为：还原。
【典例4】（2023春 绥棱县校级期中）碳及其化合物的综合利用是世界关注的热点。
（一）认识“碳”
（1）石墨与金刚石互称为同素异形体，从微观角度看两者物理性质差异的主要原因是 　碳原子的排列方式不同　；CO2与CO的化学性质不同，是因为 　分子构成不同　。
（2）金刚石用于裁玻璃是因为金刚石 　硬度大　，石墨用来作电极体现石墨有良好的 　导电　性。
（3）制糖工业中利用活性炭脱色制白糖，体现活性炭的 　吸附　性。
（4）我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色，是因为 　常温下碳的化学性质稳定　。
（二）“碳”排放
（5）煤、　石油　和天然气等化石燃料的燃烧会产生大量CO2，过多的CO2排放会导致加剧 　温室效应　。
（6）提倡“低碳生活”是当今社会的生活理念，以下建议可行的是 　ABC　。
A.减少使用一次性餐具
B.推广使用太阳能发电
C.提倡使用可循环购物袋
D.禁止使用化石燃料
【答案】（1）碳原子的排列方式不同；分子构成不同
（2）硬度大；导电；
（3）吸附；
（4）常温下碳的化学性质稳定；
（5）石油；温室效应；
（6）ABC。
【分析】（一）（1）根据石墨与金刚石的不同点进行分析，同种分子性质相同，不同分子性质不同；
（2）根据金刚石硬度大，石墨具有导电性进行分析；
（3）根据活性炭的吸附性进行分析；
（4）根据碳化学性质稳定进行分析；
（二）（5）根据三大化石燃料，二氧化碳增加的后果进行分析；
（6）根据低碳生活的措施进行分析。
【解答】解：（1）石墨与金刚石互称为同素异形体，从微观角度看两者物理性质差异的主要原因是碳原子的排列方式不同，石墨是层状结构，金刚石是网状结构；CO2与CO的化学性质不同，是因为分子构成不同，相同分子化学性质相同，不同的分子化学性质不同；
（2）金刚石硬度大，可用于裁玻璃，石墨具有导电性，可用作电极；
（3）制糖工业中利用活性炭脱色制白糖，体现活性炭的吸附性，因为活性炭具有疏松多孔的结构，有良好的吸附性；
（4）我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色，是因为常温下碳的化学性质稳定，因为碳原子最外层4个电子，反应中不易得到也不易失去电子；
（5）煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧会产生大量CO2，过多的CO2排放会导致加剧温室效应；
（6）A、减少使用一次性餐具，符合低碳生活理念，可行；
B、推广使用太阳能发电，节约能源，保护环境，符合低碳生活理念，可行；
C、提倡使用可循环购物袋，节约资源，符合低碳生活理念，可行；
D、目前化石燃料很多用途是不可替代的，禁止使用化石燃料，不可行；
故答案为：（1）碳原子的排列方式不同；分子构成不同
（2）硬度大；导电；
（3）吸附；
（4）常温下碳的化学性质稳定；
（5）石油；温室效应；
（6）ABC。
【考点2 二氧化碳制取的研究】
【典例5】（2023春 龙口市期末）下列气体制备的实验操作正确的是（　　）
A．加热KMnO4制氧气 B．检验装置气密性
C．收集CO2气体 D．氧气验满
【答案】B
【分析】A、根据加热高锰酸钾固体的方法来分析；
B、根据检查装置气密性的方法来分析；
C、根据二氧化碳的性质来分析；
D、根据氧气的验满方法来分析。
【解答】解：A、加热高锰酸钾固体时，为防止冷凝水倒流，炸裂试管，需将试管口略向下倾斜，为防止高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口处放置一团棉花，图示错误；B、装置气密性检查方法：连接装置，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，导管口有气泡冒出，说明气密性良好，图示正确；
C、二氧化碳能溶于水，且能与氢氧化钙反应，因此不能用图示方法收集二氧化碳，图示错误；
D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此氧气验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃，不能伸入瓶内，图示错误。
故选：B。
【典例6】（2023 光山县校级二模）实验室常用如图装置制取气体。
（1）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O　。
（2）该装置可控制反应的开始与停止。简述该装置使反应停止的原理 　当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑料片以下，块状固体药品与液体分离，反应停止　。
【答案】（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；
（2）当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑料片以下，块状固体药品与液体分离，反应停止。
【分析】（1）根据实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳来分析解答；
（2）根据该装置使反应停止的原理来分析解答；
【解答】解：（1）验室用大理石（或石灰石）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+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；
（2）该装置可控制反应的开始与停止，该装置使反应停止的原理是当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑料片以下，块状固体药品与液体分离，反应停止。
故答案为：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；
（2）当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑料片以下，块状固体药品与液体分离，反应停止。
【典例7】（2023春 吴忠校级期中）实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题：
（1）写出编号所指仪器的名称：①　长颈漏斗　。
（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出一处错误的地方并把改正的结果填在下列横线上：　装置A的管口要略向下倾斜（合理即可）　。上述装置改进后，请继续回答下列问题：
（3）小红发现在实验室可选用C和E装置可以制取二氧化碳气体，写出实验室制取该气体的化学方程式 　CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑　。
（4）装置B、C都可以用来制取二氧化碳气体，比较这两套装置的不同，指出B装置的一个突出的优点 　便于控制反应的发生和停止　。
【答案】（1）长颈漏斗；
（2）装置A的管口要略向下倾斜（合理即可）；
（3）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（4）便于控制反应的发生和停止。
【分析】（1）熟记仪器的名称；
（2）根据实验操作的正确方法来分析；
（3）根据实验室制取二氧化碳的原理来分析；
（4）根据装置的特点来分析。
【解答】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗；
（2）装置A是固体加热，为了防止反应产生的水或是生成的水冷凝后倒流到试管底部，使正在加热的试管受热不均而炸裂，故装置A的试管口要略向下倾斜；装置E导气管必须伸到集气瓶底部。
（3）实验室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（4）装置B带小孔的隔板可以将固体和液体分开，关闭止水夹的时候，装置内二氧化碳增多气压变大使液体被压进长颈漏斗管体，则液面下降与固体分离，反应停止，打开止水夹则固液再次接触反应发生，故B装置的一个突出优点：可以控制反应的发生与停止。
故答案为：（1）长颈漏斗；
（2）装置A的管口要略向下倾斜（合理即可）；
（3）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（4）便于控制反应的发生和停止。
【典例8】（2023 吉林二模）走进“碳村庄”，“碳村庄”的格局如图所示。
（1）“碳村庄”的居民中，属于氧化物的有 　CO、CO2　。
（2）“碳村庄”中的部分居民可以相互转化，转化④的化学方程式为 　CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O　。
（3）“碳村庄”的居民中，CO2可作“灭火小能手”，原因是 　不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大　。
【答案】（1）CO、CO2；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大。
【分析】（1）氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物。
（2）根据转化④是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，进行分析解答。
（3）根据二氧化碳的用途，进行分析解答。
【解答】解：（1）CO、CO2均是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物。
（2）转化④为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
（3）二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大，可用于灭火。
故答案为：
（1）CO、CO2；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大。
【考点3 二氧化碳和一氧化碳】
【典例9】（2023 岳阳一模）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认识错误的是（　　）
A．元素观：一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的
B．结构观：一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同是因为两者的分子构成不同
C．微粒观：二氧化碳是碳原子和氧分子构成的
D．转化观：一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化
【答案】C
【分析】根据已有的化学观念结合物质的构成的知识进行分析解答即可。
【解答】解：A、一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，A正确；
B、一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同是因为两者的分子构成不同，B正确；
C、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，C错误；
D、一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化，D正确；
故选：C。
【典例10】（2023 河东区校级模拟）（多选）“低碳”是全世界的主题，某同学查阅资料得到：以下流程是通过控制化学反应的条 件来促进或抑制化学反应，实现“低碳”，从而更好地通过化学反应为人类造福。
根据上述流程判断下列说法错误的是（　　）
A．上述流程中可循环利用的物质是 CO2
B．除去机动车尾气中一氧化碳，可把混合气点燃
C．水生成氢气的过程中所用的催化剂一定是二氧化锰
D．二氧化碳与氢气在复合催化剂的作用下的反应产物是混合物
【答案】BC
【分析】A、根据上述流程可知循环利用的物质是二氧化碳进行解答；
B、根据二氧化碳不支持燃烧解答；
C、根据水生成氢气的过程中所用的催化剂不一定是二氧化锰解答；
D、根据流程图以及所学知识进行解答。
【解答】解：
A、根据上述流程可知循环利用的物质是二氧化碳，故正确；
B、虽然一氧化碳能燃烧，但由于二氧化碳不支持燃烧，所以根本就不能点燃一氧化碳，故错误；
C、水生成氢气的过程中所用的催化剂不一定是二氧化锰，故错误；
D、二氧化碳与氢气在复合催化剂的作用下的反应产物是液化石油气、汽油、甲醇等，所以属于混合物，故正确；
故选：BC。
【典例11】（2023春 肥城市期末）多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例，回答下列问题。
（1）认识物质的结构
从微观上看，氧气和二氧化碳都是由 　分子　（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的。
（2）认识物质的性质
如图所示，将高低两个燃着的蜡烛放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质有 　密度比空气大　。
（3）转化物质为我所用
如图是自然界中碳、氧循环简图。
①图一、图二中的转化1分别发生的两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，其原因是 　反应条件不同　。
②实现“碳中和”有利于缓解的环境问题是 　温室效应　。
③关于“碳循环”和“碳中和”的说法正确的是 　ABD　。
A．“碳循环”与“碳中和”中的“碳”，含义不同
B．碳循环有利于维持空气中二氧化碳含量的相对稳定
C．碳循环过程中没有发生化学变化
D．利用化学技术捕捉CO2并转化有利于实现碳中和
【答案】（1）分子；
（2）密度比空气大；
（3）①反应条件不同；
②温室效应；
③ABD。
【分析】（1）根据构成物质的基本粒子来分析；
（2）根据实验现象推断二氧化碳的性质；
（3）根据碳循环的过程、反应条件对反应生成物的影响、“碳循环”和“碳中和”的含义来分析。
【解答】解：（1）从微观上看，氧气由氧分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成；
（2）将高低两个燃着的蜡烛放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，密度不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；
（3）①图一、图二中的转化（1分）别发生的两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，图一中转化1为二氧化碳和水反应生成碳酸，图二中转化1为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，故其原因是反应条件不同；
②实现“碳中和”，可以减少二氧化碳的含量，有利于缓解的环境问题是温室效应；
③A、“碳循环”中的“碳”是指碳元素，“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，含义不同，符合题意；
B、碳循环通过光合作用吸收二氧化碳，通过呼吸作用，燃烧等放出二氧化碳，有利于维持空气中二氧化碳含量的相对稳定，符合题意；
C、碳循环过程中，发生了光合作用、呼吸作用等，有新物质生成，发生了化学变化，不符合题意；
D、利用化学技术捕捉CO2并转化，可以减少二氧化碳的含量，有利于实现碳中和，符合题意。
故答案为：（1）分子；
（2）密度比空气大；
（3）①反应条件不同；
②温室效应；
③ABD。
【典例12】（2023春 环翠区校级期末）如图是课本中常见的实验，请回答下列问题：
（1）实验①是铁丝在氧气中燃烧的实验，该实验中观察到的现象是铁丝剧烈燃烧、　火星四射　、　生成黑色固体　、放出大量的热，反应的化学方程式是 　3Fe+2O2Fe3O4　，反应的基本类型是 　化合反应　；做该实验时将铁丝绕成螺旋状的目的是 　便于提高铁丝的温度　，在集气瓶底部装少量水的目的是 　高温生成物炸裂集气瓶底部　。
（2）实验②可验证的二氧化碳的性质是 　二氧化碳密度大于空气　、　二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧　。
（3）实验③的硬质玻璃管中观察到的现象是 　铜由紫红色变成黑色　，反应的化学方程式是 　　，该装置中气球的作用是 　防止气压过大将活塞鼓开　。
（4）实验④中，把用紫色石蕊试液染色的干燥纸花喷水后放入到盛有二氧化碳的集气瓶中，观察到的现象是 　纸花由紫色变成红色　，反应的化学方程式是 　CO2+H2O＝H2CO3　；若把变色的纸花暴露在空气中一段时间后，观察到的现象是 　纸花由红色变成紫色　，反应的化学方程式是 　H2CO3＝CO2↑+H2O　。
【答案】（1）火星四射；生成黑色固体；3Fe+2O2Fe3O4；化合反应；便于提高铁丝的温度；高温生成物炸裂集气瓶底部；
（2）二氧化碳密度大于空气；二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；
（3）铜由紫红色变成黑色；；防止气压过大将活塞鼓开；
（4）纸花由紫色变成红色；CO2+H2O＝H2CO3；纸花由红色变成紫色；H2CO3＝CO2↑+H2O。
【分析】（1）根据铁丝和氧气反应的现象、注意事项进行分析；根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；根据反应的特点进行分析；
（2）根据现象推测二氧化碳的性质进行分析；
（3）根据铜氧气反应生成黑色氧化铜进行分析；根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；根据气球能够平衡气压进行分析；
（4）根据二氧化碳和水反应生成的碳酸呈酸性能使紫色石蕊溶液变红色进行分析；根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；根据碳酸不稳定进行分析；根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式。
【解答】解：（1）铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，其反应的化学方程式为：3Fe+2O2Fe3O4；该反应的反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应；做铁丝在氧气中燃烧的实验时，通常把铁丝绕成螺旋状的目的是便于提高铁丝的温度；铁在氧气中燃烧放出大量的热，生成物的温度较高，在集气瓶底部铺一层细沙或盛放少量水的目的是防止高温生成物炸裂集气瓶底部；
（2）实验②中二氧化碳能象液体一样倾倒，蜡烛由到低到高依次熄灭，可验证的二氧化碳的性质是二氧化碳密度大于空气、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；
（3）铜在空气中加热生成氧化铜，实验③的硬质玻璃管中观察到的现象是铜由紫红色变成黑色，反应的化学方程式是，该装置中气球的作用是起缓冲作用，防止气压过大将活塞鼓开；
（4）二氧化碳与水反应生成显酸性的碳酸，实验④中，把用紫色石蕊试液染色的干燥纸花喷水后放入到盛有二氧化碳的集气瓶中，观察到的现象是纸花由紫色变成红色，反应的化学方程式是CO2+H2O＝H2CO3；碳酸分解生成二氧化碳和水，若把变色的纸花暴露在空气中一段时间后，观察到的现象是纸花由红色变成紫色，反应的化学方程式是H2CO3＝CO2↑+H2O。
故答案为：
（1）火星四射；生成黑色固体；3Fe+2O2Fe3O4；化合反应；便于提高铁丝的温度；高温生成物炸裂集气瓶底部；
（2）二氧化碳密度大于空气；二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；
（3）铜由紫红色变成黑色；；防止气压过大将活塞鼓开；
（4）纸花由紫色变成红色；CO2+H2O＝H2CO3；纸花由红色变成紫色；H2CO3＝CO2↑+H2O。
1．（2023春 望奎县期末）按如图进行实验，有关说法及分析不正确的是（　　）
A．烘干的木炭粉末与CuO 粉末须混合均匀
B．网罩的作用是集中火焰，提高温度
C．可观察到澄清石灰水变浑浊
D．产生的气体一定没有CO
【答案】D
【分析】A．为使反应充分，木炭粉末与CuO粉末须混合均匀；
B．酒精灯网罩的作用是提高温度；
C．根据二氧化碳性质分析；
D．木炭粉末与CuO粉末反应当碳粉过量时会产生一氧化碳；
【解答】解：A．为使反应充分，木炭粉末与CuO粉末须混合均匀；正确；
B．酒精灯网罩的作用是提高温度；正确
C．木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；正确；
D．木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，当碳粉过量时可能会产生一氧化碳；不正确。
故选：D。
2．（2023 渝水区开学）“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是由碳原子直接构成的
C．木炭疏松多孔具有吸附性
D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同
【答案】C
【分析】物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。根据碳单质的结构、性质来分析。
【解答】解：A、石墨具有良好的导电性，故A说法错误，不合题意；
B、C60由C60分子构成，故B说法错误，不合题意；
C、木炭结构疏松多孔，具有吸附性，故C说法正确，符合题意；
D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故D说法错误，不合题意。
故选：C。
3．（2022秋 广东期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是（　　）
A．“超级黑”说明碳单质都是黑色
B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似
C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧
D．“超级黑”是一种新型的金属材料
【答案】C
【分析】根据碳单质的化学性质和用途、题干信息判断即可。
【解答】解：A、金刚石就是碳元素组成的单质，但它不是黑色的；故说法错误；
B、纯净的金刚石是无色，不导电、不导热；而“超级黑”是黑色的，能导热，故说法错误；
C、在一定条件下，“超级黑”能够燃烧，故说法正确；
D、“超级黑”是一种新型的非金属材料，故说法错误；
故选：C。
4．（2023 碑林区校级开学）实验室现有一瓶失去标签的无色气体，下列方法能检验该气体是二氧化碳的是（　　）
A．用燃着的木条伸入瓶中
B．将气体对着干冷的玻璃片
C．用眼睛看或鼻子闻
D．向瓶中滴入少量澄清石灰水
【答案】D
【分析】根据二氧化碳能使石灰水变浑浊的特性检验二氧化碳来进行解答。
【解答】解：A、二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，但是能使燃着的木条熄灭的不一定是二氧化碳，氮气也能使燃着的木条熄灭，故A不符合题意；
B、将气体对着干冷的玻璃片，无明显现象，则不能用于检验二氧化碳，故B不符合题意；
C、二氧化碳无色无味，但是无色、无味的气体不一定是二氧化碳，故C不符合题意；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则向瓶中滴入少量澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳，故D符合题意；
故选：D。
5．（2023春 淄川区期末）超临界CO2流体是一种和水相似，能阻燃、溶解能力强的绿色环保溶剂．下列有关超临界CO2流体的说法错误的是（　　）
A．不能燃烧
B．是CO2呈现的一种状态
C．可取代多种有毒、易燃的溶剂
D．是一种与CO2化学性质不同的物质
【答案】D
【分析】由已知“超临界CO2流体是一种和水相似，能阻燃、溶解能力强的绿色环保溶剂”，则可知它：不能燃烧、能灭火；无毒；与CO2为不同的形态，但分子结构一样．
【解答】解：A、超临界CO2流体，其组成还是二氧化碳，则不能燃烧，故A选项正确；
B、超临界CO2流体，其组成还是二氧化碳，是CO2呈现的一种状态，故B选项正确；
C、因为超临界CO2流体溶解能力强的绿色环保溶剂，可取代多种有毒、易燃的溶剂，故C选项正确；
D、与CO2为不同的形态，但分子结构一样，化学性质相同，故D选项错误；
故选：D。
6．（2023 虹口区二模）用如图所示的装置制取二氧化碳，相关分析正确的是（　　）
A．以碳酸钙粉末和稀盐酸为原料
B．用该方法收集二氧化碳是因为其能溶于水
C．用燃着的木条放入瓶内以检验气体是否收集满
D．关闭k，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完
【答案】D
【分析】A、根据应该用块状的碳酸钙和稀盐酸为原料进行分析；
B、根据二氧化碳密度比空气的大进行分析；
C、根据应该把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明收集已满进行分析；
D、根据关闭K，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完进行分析。
【解答】解：A、应该用块状的碳酸钙和稀盐酸为原料，不能用碳酸钙粉末和稀盐酸，故A错误；
B、用该方法收集二氧化碳是由于二氧化碳密度比空气的大，故A错误；
C、应该把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明收集已满，故C错误；
D、关闭K，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完，故D正确。
故选：D。
7．（2022秋 开福区校级期末）我们曾经做过以下一组对比实验，该对比实验得出的结论是（　　）
①CO2密度比空气密度小　②CO2能够与水发生化学反应③CO2不能使干石蕊纸花变色　④CO2不支持燃烧
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】B
【分析】根据题意，将干燥的纸花直接放入二氧化碳中，纸花不变色；喷水后，纸花不变色，放入二氧化碳中，纸花变红色；进行分析判断。
【解答】解：将干燥的纸花直接放入二氧化碳中，纸花不变色，说明了二氧化碳不能使干石蕊纸花变色；喷水后，纸花不变色，说明水不能使石蕊纸花变色，放入二氧化碳中，纸花变红色，是因为CO2能够与水发生化学反应，生成了酸使石蕊变红。不能证明CO2密度和空气密度的大小，不能证明不支持燃烧。
故②③对比实验得出的结论正确。
故选：B。
8．（2023 包河区一模）加强生态环境保护，促进绿色低碳发展。下列说法不正确的是（　　）
A．重点控制化石能源消费
B．少用纸巾，保护森林
C．夏天将空调温度尽量调低
D．工厂废水处理达标排放
【答案】C
【分析】根据二氧化碳过多造成温室效应，防止空气污染水源污染的知识进行分析。
【解答】解：A、减少化石能源的使用，能减少污染物的产生，故选项说法正确；
B、少用纸巾，减少树木的砍伐，有利于保护森林，故选项说法正确；
C、将空调温度调低，会增加用电量，不利于绿色低碳发展，故选项说法不正确；
D、废水处理后再排放，有利于保护水资源，故选项说法正确。
故选：C。
9．（2022秋 永城市期末）利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为没有紫色石蕊试液的湿润棉花，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，下列关于该实验装置的叙述不正确的是（　　）
A．通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B．注射器可以控制反应的发生与停止
C．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】C
【分析】二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，可以使紫色石蕊溶液变红；二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红。据此解答。
【解答】解：A、通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量，可以控制反应速率，故正确；
B、注射器可以控制反应的发生与停止，故正确；
C、a、d为没有紫色石蕊试液的湿润棉花，无法验证二氧化碳与水反应，b、c为干燥棉花，二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红，故abcd处棉花不变色，故错误；
D、该装置的左半部是固液常温型的发生装置，也可用于过氧化氢溶液制取氧气，故正确；
故选：C。
10．（2023春 让胡路区校级期中）回答问题
（1）用化学用语表示：地壳中含量最多的金属元素 　Al　
（2）画出硫原子的结构示意图 　　。
（3）日常生活中肥皂水遇 　硬水　（填“硬水”或“软水”）泡沫少、易起浮渣。
（4）金刚石和石墨性质不同的原因 　碳原子的排列方式不同　。
（5）治理汽车尾气中的NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO反应生成N2和CO2，写出该反应的化学方程式 　2NO+2CON2+2CO2　。
【答案】（1）Al；
（2）；
（3）硬水；
（4）碳原子的排列方式不同；
（5）2NO+2CON2+2CO2。
【分析】（1）根据地壳中元素的含量解答；
（2）根据原子结构示意图的表示方法解答；
（3）根据硬水和软水的鉴别解答；
（4）根据物质性质的差异解答；
（5）根据化学方程式的书写解答。
【解答】解：（1）地壳中含量最多的前四位元素是氧、硅、铝、铁，含量最多的金属元素是铝元素，表示为：Al；
（2）硫原子核内有16个质子，结构示意图为：；
（3）日常生活中肥皂水遇硬水泡沫少、易起浮渣，遇软水泡沫多；
（4）金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，故物理性质差异较大；
（5）NO和CO在催化剂的作用下反应生成N2和CO2，该反应的化学方程式为：2NO+2CON2+2CO2。
故答案为：（1）Al；
（2）；
（3）硬水；
（4）碳原子的排列方式不同；
（5）2NO+2CON2+2CO2。
11．（2023 金水区校级二模）实验小组在实验室里进行制取气体的实验探究。实验台上给的有高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及如图所示仪器。

（1）实验小组首先打算制取二氧化碳，请写出小组成员选择的仪器序号和选择的药品名称 　仪器序号①②⑦⑧，药品名称是石灰石和稀盐酸　。
（2）若实验小组打算选用与（1）不同的药品，选用与（1）相同的装置制取其他气体，请书写制取该气体的化学方程式 　2H2O22H2O+O2↑　。
【答案】（1）选择的仪器序号①②⑦⑧；选择的药品名称是石灰石和稀盐酸；
（2）2H2O22H2O+O2↑。
【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件来确定发生装置，根据二氧化碳的密度比空气大，能溶于水来确定收集装置；根据实验室制取二氧化碳的反应原理来分析解答；
（2）根据实验室用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气，并采用向上排空气法收集的装置与制取二氧化碳的装置相同来分析解答。
【解答】解：（1）实验室制取二氧化碳的药品是石灰石和稀盐酸，反应物是固体与液体反应，不加热，应采用固液常温型制取气体装置，二氧化碳的密度比空气大且二氧化碳能溶于水，采用向上排空气法收集二氧化碳，故制取二氧化碳选择的仪器序号①②⑦⑧，选择的药品名称是石灰石和稀盐酸；
（2）在实验室里，制取氧气若选用过氧化氢溶液与二氧化锰，且采用向上排空气法收集氧气时，与实验室制取二氧化碳的装置可以完全一致，故用过氧化氢溶液与二氧化锰制取该气体的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
故答案为：（1）选择的仪器序号①②⑦⑧；选择的药品名称是石灰石和稀盐酸；
（2）2H2O22H2O+O2↑。
12．（2023春 青冈县期末）能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。过多CO2的排放会加剧 　温室效应　。为控制二氧化碳的排放量，科学家采取新技术，将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯（C2H4）和水，反应的化学方程式为 　　。
【答案】温室效应；。
【分析】根据二氧化碳是一种温室气体，反应物是二氧化碳和氢气，反应条件是加热和催化剂，生成物是乙烯和水进行分析。
【解答】解：二氧化碳是一种温室气体，排放过多会加剧温室效应。反应物是二氧化碳和氢气，反应条件是加热和催化剂，生成物是乙烯和水，则化学方程式书写为。
故答案为：温室效应；。
13．（2023 岳阳一模）如图是实验室制取气体常用的装置，请按要求回答下列问题：
（1）图中仪器a的名称是 　分液漏斗　。
（2）若某同学选择D装置制取二氧化碳，多孔隔板上放置的固体药品是 　石灰石或大理石　，反应的原理是（用化学方程式表示） 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑　。
（3）G装置有多种用途，若用G装置检验二氧化碳气体，瓶内装澄清石灰水，应将气体从 　m　端（填“m”或“n”）通入。
【答案】（1）分液漏斗；
（2）石灰石或大理石；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）m。
【分析】（1）熟记仪器的名称；
（2）根据实验室制取二氧化碳所需药品、反应的原理来分析；
（3）根据检验二氧化碳气体的方法来分析。
【解答】解：（1）据图可知，图中仪器a的名称是分液漏斗。
（2）实验室制取二氧化碳的药品中固体是石灰石或大理石，液体药品是稀盐酸，即多孔隔板上放置的固体药品是石灰石或大理石。石灰石或大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。反应的原理即化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，实验室中常用澄清的石灰水检验二氧化碳气体，所以应将气体从长管进入，即应将气体从m端通入。
故答案为：（1）分液漏斗；
（2）石灰石或大理石；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）m。
14．（2022秋 凤翔县期末）莆田黄石水泥厂化验室，为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应（假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水。）有关实验数据如下表：
反应前 反应后
实验 数据 烧杯和稀盐酸的质量 石灰石样品的质量 烧杯和其中混合物的质量
150g 12.5g 158.1g
（1）根据质量守恒定律可知，反应中生成二氧化碳的质量为　4.4　g。
（2）求该石灰石中含碳酸钙的质量分数。
【答案】见试题解答内容
【分析】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）根据质量守恒定律可知，反应中生成二氧化碳的质量为：150g+12.5g﹣158.1g＝4.4g，
故填：4.4。
（2）设碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
100 44
x 4.4g
＝，
x＝10g，
石灰石中碳酸钙的质量分数为：×100%＝80%，
答：石灰石中碳酸钙的质量分数为80%。
15．（2023 永州模拟）如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理图。
（1）大气中的CO2过多会引发的环境问题是 　温室效应　。
（2）“吸收”：吸收大量CO2会导致海水酸化的原因 　CO2+H2O＝H2CO3　（用化学方程式表示）。随着海水温度升高，海水吸收二氧化碳的吸收率在下降，其原因是 　气体溶解度随温度的升高而减小　。
（3）“钙化”：释放CO2的反应为2NaHCO3+CaCl2＝CaCO3↓+CO2↑+　2NaCl　+H2O，“吸收”的CO2与“钙化”中释放的CO2的量 　不相等　（填“相等”或“不相等”）。
（4）“光合”：绿色植物将二氧化碳转化为有机物，同时伴随的能量转化形式为 　光能转化为化学能　。
【答案】（1）温室效应；
（2）CO2+H2O＝H2CO3；气体溶解度随温度的升高而减小；
（3）2NaCl；不相等；
（4）光能转化为化学能。
【分析】（1）根据二氧化碳对环境的影响来分析；
（2）根据二氧化碳的性质以及温度对气体溶解度的影响来分析；
（3）根据质量守恒定律以及反应的原理来分析；
（4）根据光合作用中的能量转化来分析。
【解答】解：（1）大气中的CO2过多会引发的环境问题是温室效应；
（2）“吸收”：吸收大量CO2会导致海水酸化是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应方程式为CO2+H2O＝H2CO3；随着海水温度升高，由于气体溶解度随温度升高而减小，所以海水吸收二氧化碳的吸收率在下降；
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有2个钠原子、2个氢原子、2个碳原子、6个氧原子、1个钙原子、2个氯原子，反应后已知物中有2个氢原子、2个碳原子、6个氧原子、1个钙原子，故未知物中有2个钠原子和2个氯原子，故未知物为NaCl；吸收过程中吸收的二氧化碳转化为碳酸钠和碳酸氢钠，在钙化过程中部分转化为碳酸钙，部分转化为二氧化碳，所以吸收”的CO2与“钙化”中释放的CO2的量不相等；
（4）绿色植物在光照和叶绿素的作用下将二氧化碳转化为有机物，同时释放出氧气，发生了化学变化，故同时伴随的能量转化形式为光能转化为化学能。
故答案为：（1）温室效应；
（2）CO2+H2O＝H2CO3；气体溶解度随温度的升高而减小；
（3）2NaCl；不相等；
（4）光能转化为化学能。
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第六单元 《碳和碳的氧化物》考点专项复习（原卷版）
考点1：金刚石、石墨和C60
一、氧化还原反应
1、碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2、氧化还原反应分析
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
氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO；
还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等；
3、碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应）
4、补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
二、碳单质及其物理性质和用途
1.碳单质的物理性质比较
碳单质 石墨C 碳原子构成 金刚石C 碳原子构成 C60 C60分子构成
微观结构
物理性质 深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较软，有滑腻感，有良好的导电性。 无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。
用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 制装饰品(钻石)、制钻头、切割大理石、玻璃 用于超导、催化、材料科学等领域
性质差异 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同
*C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。
*同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等）
*同种元素组成的纯净物才是单质。
石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。
2、注意以下几点：
（1）关于碳单质的物理性质及用途，可以根据“结构性质用途”这个相互关系来互推巧记和理解；
（2）虽然金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳的单质，但是金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却可以说是天然存在的最软的物质，它们的物理性质之所以相差这么大，是由于其中的碳原子的排列方式不同造成的；
（3）金属光泽一般是金属的特性，可是石墨却具有金属光泽，但是它不是金属；这一点有特别注意；
（4）不同种类的碳：
①木炭和活性炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。
木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。
活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。
②焦 炭：用于冶炼金属。
③炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。
（碳和炭的区别：“碳”是元素名称，并不指具体某种物质；“炭”表示由碳元素组成的具体物质）。
三、碳的化学性质
碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。
1、常温下化学性质不活泼（原因：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强耐腐蚀性。
2、可燃性（作燃料）
反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧
C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO
质量比 3 ： 8 3 ： 4
结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同
应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，从而证明该物质含有碳元素。
3、还原性
木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论
①黑色粉末逐渐变成光亮的红色；②澄清石灰水变浑浊。 生成了红色的铜和二氧化碳；化学方程式C + 2CuO 2Cu+CO2↑
实验分 析 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应，
考点2：二氧化碳制取的研究
一、二氧化碳制取的反应装置选择
1、发生装置
选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）
（1）固固加热型如图：
应用：高锰酸钾制氧气、氯酸钾制氧气
注意：试管口略向下倾斜
（2）固液常温型如图：
应用：大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
补充改进装置：
块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进，可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。
开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始； 开始：打开弹簧夹 开始：打开弹簧夹，液体淹没固体 开始：将布袋子浸入溶液中 开始：将试管浸入液体中
停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止 停止：关闭弹簧夹 停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧 停止：提起布袋子离开液面 停止：提起试管离开液面
2、收集装置
选择依据：气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断）
排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。
①所有气体从短管进②V排出的水=V气体 为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是要影响手机的气体的纯度 气体进入集气瓶后出现在装置下端气体的验满在另一侧出气口 气体进入集气瓶后出现在装置上端气体的验满在另一侧出气口
二、二氧化碳制取的研究
1、工业制二氧化碳：煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2↑
（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）
2、实验室制二氧化碳：
（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）
（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？
反应速率太快，不易控制。
②为什么不用浓盐酸？
浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。
③为什么不用稀硫酸？
生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。
（3）检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
（4）验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。
考点3：水的组成
一、二氧化碳的性质
1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰）
2、化学性质：①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧；
应用：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做灯火实验。
3、证明二氧化碳的密度大于空气
（1）实 验：将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中，下面的蜡烛比上面的先熄灭。
（2）现 象：将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶变瘪。
（3）分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。
4、证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红）
实验 操作 ①干燥的石蕊小花上喷稀醋酸 ②干燥的石蕊小花上喷水 ③把干燥的小花放进CO2气体中 ④把用水湿润的石蕊小花放入CO2气体 ⑤取出实验④取出用吹风机烘干
现象 变红 不变红 不变红 变红 红色变为紫色
分析 稀醋酸能使石蕊变红 水不能使石蕊变红 二氧化碳不能使石蕊变红 二氧化碳与水反应生成酸性物质使石蕊变红 碳酸不稳定分解
结论 CO2不显酸性，CO2与水反应生成了酸性物质 使紫色石蕊试液变成红色 化学方程式：CO2+H2O=H2CO3 碳酸分解生成二氧化碳和水化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑
5、证明二氧化碳与澄清石灰水反应
操作：将二氧化碳通入澄清石灰水；
现象：澄清石灰水变浑浊：
化学反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）。
二、二氧化碳的用途
CO2的用途 依据的性质
①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。 干冰升华吸热（物理变化）
②灭火 ①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧； ③密度比空气的大
③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量 CO2是光合作用的原料，能促进光合作用
④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸
⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应
三、二氧化碳对环境的影响
二氧化碳对环境的影响，有两方面，是一把双刃剑：
1、有利的方面：促进绿色植物进行光合作用，满足人和动物所需的有机物（主要是淀粉）的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环，等等；
2、不利的方面：
（1）二氧化碳本身没有毒性，但它不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响（因此，在人群密集的地方应该注意通风换气）；
（2）由于人类活动（如化石燃料燃烧、森林遭到破坏等）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等，现在地球上气温越来越高，主要是因为二氧化碳增多造成的；因为二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜那样，具有保温的作用，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应，除二氧化碳外，现在这一群体的成员越来越多，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷--氟利昂等，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5-4.5℃；还有，海平面升高也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25-140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将全部融化，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等；
（3）虽然大气中的水蒸气、云量、颗粒物有可能抵消温室效应，但对温室效应及其长期影响还需要人们进一步研究；为了保护人类赖以生存的环境，我们应该共同采取措施，防止温室效应进一步增强；例如，人类应该减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，等等。
四、一氧化碳的性质
1、物理性质：一氧化碳的物理性质是无色无味的气体，不溶于水，密度比空气的略小（密度为l.25g/L，空气为1.293g/L），熔点是-199℃，沸点是-191.5℃。
2、化学性质：包括可燃性、还原性、毒性。
（1）可燃性
①纯净的CO安静的燃烧，产生蓝色火焰，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变变浑浊。 澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O
②燃烧的化学方程式：2CO+O2点燃2CO2
③用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（验纯）。
煤炉底部：C+O2点燃CO2 煤炉中部：C+CO2高温2CO 煤炉上口：2CO+O2点燃2CO2
（2）还原性
A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。 CO+CuO △ Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O C处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。 2CO + O2 2CO2
(1)澄清石灰水的目的是检验二氧化碳的生成(2)右侧酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气（3）尾气处理的方法①用气球收集尾气(图A)②用排水法收集尾气(图B)③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃烧(图C) 【注意】 ①先通一氧化碳后加热的原因是：排出装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸。 ②实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因是防止热的铜遇到空气又被氧化。
在 CO+CuO △ Cu+CO2 中，CO得氧被氧化， CO具有还原性，作还原剂，用途：冶炼金属。
★CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。
五、一氧化碳中毒及毒性
1、一氧化碳的毒性：是指它极易与人体血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；
2、中毒生理过程：
CO极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的200～300倍，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。
处理方法：
（1）万一CO中毒了，怎么急救？轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的立即送医院医治。
（2）万一煤气泄漏，怎么处理？及时关闭阀门，开窗通风。
（3）冬天用煤火取暖时，应该注意什么？一定要装烟囱，并注意开窗通风，防止中毒。
（4）用煤炭取暖时，火炉上放一盆水，可以预防中毒吗？不能，因为CO难溶于水。
（5）煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体，为什么？便于泄漏时及时发现。
（6）检查煤气泄漏的时候怎么检漏？用肥皂水检验，有气泡产生说明漏气了。
六、自然界中的碳循环
1、自然界的二氧化碳循环
（1）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等
（2）消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。
2、大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。
七、气体的鉴别和除杂
1、二氧化碳和一氧化碳鉴别
鉴别方法 现象及结论
通入澄清石灰水 能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO
分别点燃 在空气中能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2
通入紫色石蕊溶液 能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO
还原金属氧化铜 通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO2
2、除杂：括号外为主要物质，括号内为杂质。
CO【CO2】通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
CO2【CO】通过灼热的氧化铜 CO+CuO △ Cu+CO2
CaO【CaCO3】只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2↑。
可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　F-19　Na-23　S-32 C1-35.5　K-39 Ca-40　 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 金刚石、石墨和C60】
【典例1】（2023 中原区校级四模）金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（　　）
A．构成它们的原子大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨和C60里的碳原子排列方式不同
【典例2】（2023春 萝北县期末）化学就在我们身边，与我们的生活息息相关，请根据所学知识回答下列问题：
（1）使用碳素墨水书写的文字很长时间不变色，是因为 　 　。
（2）自制的净水器中常加入 　 　用于除去水中的异味和色素。
（3）请写出农业上防治水污染的措施 　 　。
（4）金刚石和石墨物理性质差异大的原因 　 　。
【典例3】（2023春 恒山区校级期中）把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并把试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图）用酒精灯给混合物充分加热，使其充分反应。
（1）被加热试管中发生化学反应方程式为 　观察到的现象为 　 　，实验结束要先撤导管后停止加热，原因是 　 　。该实验开始的标志是 　 。
（2）为了满足以上实验条件，最好将酒精灯改成酒精喷灯，也可以在酒精灯火焰上方加一个金属网罩，这样做的目的是 　 　。
（3）这个实验可以得出，碳具有 　 　（填“氧化”或“还原”）性。
【典例4】（2023春 绥棱县校级期中）碳及其化合物的综合利用是世界关注的热点。
（一）认识“碳”
（1）石墨与金刚石互称为同素异形体，从微观角度看两者物理性质差异的主要原因是 　 　；CO2与CO的化学性质不同，是因为 。
（2）金刚石用于裁玻璃是因为金刚石 　 　，石墨用来作电极体现石墨有良好的 　　性。
（3）制糖工业中利用活性炭脱色制白糖，体现活性炭的 　 　性。
（4）我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色，是因为 　。
（二）“碳”排放
（5）煤、　 　和天然气等化石燃料的燃烧会产生大量CO2，过多的CO2排放会导致加剧 　 　。
（6）提倡“低碳生活”是当今社会的生活理念，以下建议可行的是 　 　。
A.减少使用一次性餐具 B.推广使用太阳能发电
C.提倡使用可循环购物袋 D.禁止使用化石燃料
【考点2 二氧化碳制取的研究】
【典例5】（2023春 龙口市期末）下列气体制备的实验操作正确的是（　　）
A．加热KMnO4制氧气 B．检验装置气密性
C．收集CO2气体 D．氧气验满
【典例6】（2023 光山县校级二模）实验室常用如图装置制取气体。
（1）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 　 　。
（2）该装置可控制反应的开始与停止。简述该装置使反应停止的原理 　
　 。
【典例7】（2023春 吴忠校级期中）实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题：
（1）写出编号所指仪器的名称：①　 　。
（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出一处错误的地方并把改正的结果填在下列横线上：　 　。上述装置改进后，请继续回答下列问题：
（3）小红发现在实验室可选用C和E装置可以制取二氧化碳气体，写出实验室制取该气体的化学方程式 　 　。
（4）装置B、C都可以用来制取二氧化碳气体，比较这两套装置的不同，指出B装置的一个突出的优点 　 　。
【典例8】（2023 吉林二模）走进“碳村庄”，“碳村庄”的格局如图所示。
（1）“碳村庄”的居民中，属于氧化物的有 　 。
（2）“碳村庄”中的部分居民可以相互转化，转化④的化学方程式为 　
　 。
（3）“碳村庄”的居民中，CO2可作“灭火小能手”，原因是 　
　 。
【考点3 二氧化碳和一氧化碳】
【典例9】（2023 岳阳一模）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认识错误的是（　　）
A．元素观：一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的
B．结构观：一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同是因为两者的分子构成不同
C．微粒观：二氧化碳是碳原子和氧分子构成的
D．转化观：一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化
【典例10】（2023 河东区校级模拟）（多选）“低碳”是全世界的主题，某同学查阅资料得到：以下流程是通过控制化学反应的条 件来促进或抑制化学反应，实现“低碳”，从而更好地通过化学反应为人类造福。
根据上述流程判断下列说法错误的是（　　）
A．上述流程中可循环利用的物质是 CO2
B．除去机动车尾气中一氧化碳，可把混合气点燃
C．水生成氢气的过程中所用的催化剂一定是二氧化锰
D．二氧化碳与氢气在复合催化剂的作用下的反应产物是混合物
【典例11】（2023春 肥城市期末）多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例，回答下列问题。
（1）认识物质的结构
从微观上看，氧气和二氧化碳都是由 　 　（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的。
（2）认识物质的性质
如图所示，将高低两个燃着的蜡烛放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质有 。
（3）转化物质为我所用
如图是自然界中碳、氧循环简图。
①图一、图二中的转化1分别发生的两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，其原因是 。
②实现“碳中和”有利于缓解的环境问题是 　 　。
③关于“碳循环”和“碳中和”的说法正确的是 　 　。
A．“碳循环”与“碳中和”中的“碳”，含义不同
B．碳循环有利于维持空气中二氧化碳含量的相对稳定
C．碳循环过程中没有发生化学变化
D．利用化学技术捕捉CO2并转化有利于实现碳中和
【典例12】（2023春 环翠区校级期末）如图是课本中常见的实验，请回答下列问题：
（1）实验①是铁丝在氧气中燃烧的实验，该实验中观察到的现象是铁丝剧烈燃烧、　
　 、　 　、放出大量的热，反应的化学方程式是 　 　，反应的基本类型是 　 　；做该实验时将铁丝绕成螺旋状的目的是 　 　，在集气瓶底部装少量水的目的是 　
　 。
（2）实验②可验证的二氧化碳的性质是 　 　、　
　 。
（3）实验③的硬质玻璃管中观察到的现象是 　 　，反应的化学方程式是 　 　，该装置中气球的作用是 　 　。
（4）实验④中，把用紫色石蕊试液染色的干燥纸花喷水后放入到盛有二氧化碳的集气瓶中，观察到的现象是 　 　，反应的化学方程式是 　
　 ；若把变色的纸花暴露在空气中一段时间后，观察到的现象是 　
　 ，反应的化学方程式是 　 　。
1．（2023春 望奎县期末）按如图进行实验，有关说法及分析不正确的是（　　）
A．烘干的木炭粉末与CuO 粉末须混合均匀
B．网罩的作用是集中火焰，提高温度
C．可观察到澄清石灰水变浑浊
D．产生的气体一定没有CO
2．（2023 渝水区开学）“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是由碳原子直接构成的
C．木炭疏松多孔具有吸附性
D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同
3．（2022秋 广东期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是（　　）
A．“超级黑”说明碳单质都是黑色
B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似
C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧
D．“超级黑”是一种新型的金属材料
4．（2023 碑林区校级开学）实验室现有一瓶失去标签的无色气体，下列方法能检验该气体是二氧化碳的是（　　）
A．用燃着的木条伸入瓶中
B．将气体对着干冷的玻璃片
C．用眼睛看或鼻子闻
D．向瓶中滴入少量澄清石灰水
5．（2023春 淄川区期末）超临界CO2流体是一种和水相似，能阻燃、溶解能力强的绿色环保溶剂．下列有关超临界CO2流体的说法错误的是（　　）
A．不能燃烧
B．是CO2呈现的一种状态
C．可取代多种有毒、易燃的溶剂
D．是一种与CO2化学性质不同的物质
6．（2023 虹口区二模）用如图所示的装置制取二氧化碳，相关分析正确的是（　　）
A．以碳酸钙粉末和稀盐酸为原料
B．用该方法收集二氧化碳是因为其能溶于水
C．用燃着的木条放入瓶内以检验气体是否收集满
D．关闭k，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完
7．（2022秋 开福区校级期末）我们曾经做过以下一组对比实验，该对比实验得出的结论是（ ）
①CO2密度比空气密度小 　②CO2能够与水发生化学反应
③CO2不能使干石蕊纸花变色　 ④CO2不支持燃烧
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8．（2023 包河区一模）加强生态环境保护，促进绿色低碳发展。下列说法不正确的是（　　）
A．重点控制化石能源消费 B．少用纸巾，保护森林
C．夏天将空调温度尽量调低 D．工厂废水处理达标排放
9．（2022秋 永城市期末）利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为没有紫色石蕊试液的湿润棉花，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，下列关于该实验装置的叙述不正确的是（　　）
A．通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B．注射器可以控制反应的发生与停止
C．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
10．（2023春 让胡路区校级期中）回答问题
（1）用化学用语表示：地壳中含量最多的金属元素 　 　
（2）画出硫原子的结构示意图 　 　。
（3）日常生活中肥皂水遇 　 　（填“硬水”或“软水”）泡沫少、易起浮渣。
（4）金刚石和石墨性质不同的原因 　 　。
（5）治理汽车尾气中的NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO反应生成N2和CO2，写出该反应的化学方程式 　 　。
11．（2023 金水区校级二模）实验小组在实验室里进行制取气体的实验探究。实验台上给的有高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及如图所示仪器。
（1）实验小组首先打算制取二氧化碳，请写出小组成员选择的仪器序号和选择的药品名称 　 　。
（2）若实验小组打算选用与（1）不同的药品，选用与（1）相同的装置制取其他气体，请书写制取该气体的化学方程式 　 　。
12．（2023春 青冈县期末）能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。过多CO2的排放会加剧 　 　。为控制二氧化碳的排放量，科学家采取新技术，将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯（C2H4）和水，反应的化学方程式为 。
13．（2023 岳阳一模）如图是实验室制取气体常用的装置，请按要求回答下列问题：
（1）图中仪器a的名称是 　 　。
（2）若某同学选择D装置制取二氧化碳，多孔隔板上放置的固体药品是 　 　，反应的原理是（用化学方程式表示） 。
（3）G装置有多种用途，若用G装置检验二氧化碳气体，瓶内装澄清石灰水，应将气体从 　 　端（填“m”或“n”）通入。
14．（2022秋 凤翔县期末）莆田黄石水泥厂化验室，为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取石灰石样品与足量稀盐酸在烧杯中反应（假设石灰石样品中杂质不与稀盐酸反应也不溶于水。）有关实验数据如下表：
反应前 反应后
实验 数据 烧杯和稀盐酸的质量 石灰石样品的质量 烧杯和其中混合物的质量
150g 12.5g 158.1g
（1）根据质量守恒定律可知，反应中生成二氧化碳的质量为　 　g。
（2）求该石灰石中含碳酸钙的质量分数。
15．（2023 永州模拟）如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理图。
（1）大气中的CO2过多会引发的环境问题是 　 　。
（2）“吸收”：吸收大量CO2会导致海水酸化的原因 　（用化学方程式表示）。随着海水温度升高，海水吸收二氧化碳的吸收率在下降，其原因是 　
　 。
（3）“钙化”：释放CO2的反应为2NaHCO3+CaCl2＝CaCO3↓+CO2↑+　 　+H2O，“吸收”的CO2与“钙化”中释放的CO2的量 　 　（填“相等”或“不相等”）。
（4）“光合”：绿色植物将二氧化碳转化为有机物，同时伴随的能量转化形式为 　
　。
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