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第六单元　碳和碳的氧化物
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考点1 碳的单质(5年4考)
※2022年版课标：①能通过实验说明碳单质的主要性质，并能用化学方程式表示；②能举例说明碳的广泛应用以及性质与用途的关系。
项目 结构 物理性质 用途
金刚石 天然存在的　 　的物质 裁玻璃、作钻机的钻头等
无色透明 作装饰品
　最硬　
1.金刚石、石墨、C60的结构、物理性质及用途
项目 结构 物理性质 用途
石墨 (2023. 8A) 灰黑色、质软 制作铅笔芯
有滑腻感 制作_________ 　
优良的导电性能 制作电极、高铁列车的受电弓滑板
有金属光泽、熔点高 —
　润滑剂　
项目 结构 物理性质 用途
C60 具有特殊的性质 用于超导、催化、能源及医学等领域
区别与 联系 都是由碳元素组成的单质，化学性质相似；但物理性质差异很大，主要原因是_______________________ 　
　碳原子的排列方式不同　
木炭、活性炭(主要成分是碳单质)：具有　 　的结构，因此具有　 　能力，可用于除去　 　。
　色素和异味　
　吸附　
　疏松多孔　
2.碳单质的化学性质和用途
不活泼(或稳定)
实验探究：木炭还原氧化铜
(1)实验装置及现象
(2)实验反思
①开始加热时，导管口有气泡冒出，却未观察到澄清石灰水变浑浊，是因为开始逸出的是试管中的空气。
②理论上木炭粉与氧化铜的质量比应为3∶40，但考虑到有一部分木炭粉与试管中的氧气反应，故需适当增加木炭粉的用量。
③实验结束后，先撤出导管，再停止加热，防止澄清石灰水倒吸；用弹簧夹夹紧乳胶管可防止外界空气进入试管，使灼热的铜重新被氧化。
微判断
(1)C60是由60个碳原子构成的。( )
(2)石墨在一定条件下转化为金刚石是化学变化。( )
(3)同一种元素可以组成不同的单质。( )
(4)碳的单质都是黑色的。( )
(5)活性炭可用于除甲醛是因为活性炭中的许多小孔可以吸附甲醛。( )
√
×
√
√
×
提分1 1　 石墨炔是一种新型片层状单质碳材料，具有高电荷传输能力。下列说法错误的是( )
A.石墨炔能导电
B.石墨炔在常温下化学性质较稳定
C.石墨炔与金刚石的物理性质具有差异的原因是原子构成不同
D.石墨炔在空气中燃烧可能会生成空气污染物
C
提分1 2　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：C+2CuO 2Cu+CO2↑
D
【解析】炭粉未与CuO接触，其先与CO2反应生成CO，CO再与CuO反应生成Cu和CO2。
考点2 一氧化碳的性质与用途(5年3考)
1.物理性质(2024.10D)
通常状况下，一氧化碳是无色、无臭的气体，　 　溶于水，密度比空气略　 　。
　小　
　难　
化学性质 化学方程式及现象 用途
可燃性 化学方程式：　 　(点燃前需验纯，防止发生爆炸)； 现象：火焰呈　 　色，燃烧时放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 气体
燃料
　蓝　
　2CO+O2 2CO2　
2.化学性质及用途
化学性质 化学方程式及现象 用途
与金属氧化物反应[2023.14(2)；2021.12C、D] 还原氧化铜的化学方程式： 　 　，现象：固体粉末由　 　色变成　 　色； 还原氧化铁的化学方程式： 　 　，现象：固体粉末由　 　色变成　 　色 冶炼
金属
　黑　
　红棕　
　3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2　
　红　
　黑　
　CO+CuO Cu+CO2　
化学性质 化学方程式及现象 用途
毒性 极易与人体血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能再与氧气结合，造成人体缺氧，严重时会危及生命 —
提分2　下列关于一氧化碳的说法正确的是( )
A.一氧化碳的毒性属于物理性质
B.用煤炉取暖时，可在室内放一盆水防止一氧化碳中毒
C.一氧化碳可以燃烧，可作燃料
D.一氧化碳还原氧化铜属于置换反应
C
考点3 二氧化碳的性质与用途(5年5考)
※2022年版课标：能基于碳的氧化物的性质及用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用。
1.物理性质
通常状况下，二氧化碳是无色、无臭的气体，　 　溶于水，密度比空气　 　。固态二氧化碳俗称　 　。
　干冰　
　大　
　能　
2.化学性质
(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧
　蜡烛自下而上依次熄灭　
　CO2的密度比空气大　
　一般情况下，CO2不能燃烧，也不　
　支持燃烧　
(2)与水反应
　变红　
H2CO3　 H2O+CO2↑
CO2+H2O=H2CO3　
(3)与碱反应
①CO2与澄清石灰水反应(检验CO2)
澄清石灰水变浑浊
CO2+Ca（OH)2
=CaCO3↓+H2O
CO2能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式为
　 　。
(4)与碳反应：　 　(写出反应的化学方程式)。
　C+CO2 2CO　
②CO2与NaOH溶液反应(吸收或除去CO2)[2023.13(4)]
CO2+2NaOH══Na2CO3+H2O　
3.用途
鉴别方法 现象
通入澄清石灰水 　 　的是CO；
　 　的是CO2
通入紫色石蕊溶液 　 　的是CO；
　 　的是CO2
通过灼热的氧化铜 　 　的是CO；
　 　的是CO2
点燃 　 　的是CO；
　 　的是CO2
　不能燃烧　
　能燃烧产生蓝色火焰　
　无明显现象　
　黑色固体变为红色　
　紫色石蕊溶液变红　
　无明显现象　
　澄清石灰水变浑浊　
　无明显现象　
4.一氧化碳和二氧化碳的鉴别与除杂
(1)鉴别
(2)互为杂质时的除杂方法
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量灼热的氧化铜
CO(CO2) 先通过足量NaOH溶液，再通过浓硫酸(除去水蒸气)
通过足量灼热的炭粉
提分3 1　利用如下实验验证CO2的性质。
(1)实验1：向收集满CO2的软塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到软塑料瓶变瘪，该实验　 　(填“能”或“不能”)证明CO2与水发生反应，理由是
　 　。
　CO2溶于水也会导致压强减小，软塑料瓶变瘪　
　不能　
(2)实验2的装置如图所示，捂热干冰位置的玻璃管，下列说法正确的是　 　(填字母序号)。
A.a处纸条先变红色，发生分解反应
B.c处纸条变红色，使石蕊变色的是CO2
C.d处火焰先熄灭，CO2不支持燃烧
D.b与c、d与e现象对比均可证明CO2的密度比空气大
　D　
提分3 2　下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是( )
A.都由碳、氧元素组成，能相互转化
B.都具有可燃性，都可作为燃料
C.都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红
D.空气中含量过高都会危及生命，是因为它们都有毒
A
提分3 3　下列有关物质的鉴别或除杂正确的是( )
A.鉴别氮气、二氧化碳、氧气——分别通入澄清石灰水中
B.鉴别氢气、一氧化碳——点燃，观察火焰的颜色
C.除去CO2中混有的少量CO——点燃
D.除去CaO中的CaCO3——高温煅烧
D
考点4 二氧化碳对生活和环境的影响(5年3考)
※2022年版课标：能对低碳行动等社会性科学议题展开讨论，并积极参与相关的综合实践活动。
1.自然界中的碳氧循环
2.二氧化碳对人体健康的影响
二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会影响人体健康。
注意：进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞前，必须先做灯火试验。
3.二氧化碳对环境的影响——温室效应
提分4　(2024·东营中考)我国提出2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。下列做法不利于实现“碳达峰”“碳
中和”的是( )
A.绿色出行　 B.焚烧垃圾
C.节约用纸　 D.随手关灯
B
考点5 二氧化碳的制取
1.工业制取
高温煅烧石灰石，反应的化学方程式为
　 　。
2.二氧化碳的实验室制取(5年3考)
详见P42实验三
　CaCO3 CaO+CO2↑　
重点实验突破
实验三　二氧化碳的实验室制取
※2022年版课标：初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
1.试剂选择及反应原理
(1)实验试剂：石灰石(或大理石)与稀盐酸。
(2)反应原理：CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑。
实验室制取二氧化碳的试剂选择
(1)不用稀硫酸和石灰石制CO2：生成微溶的硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻止反应进行。
(2)不用浓盐酸和石灰石制CO2：浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢(HCl)气体使制得的CO2不纯。
(3)不用纯的CaCO3或Na2CO3粉末制CO2：反应速率过快，不易收集。
2.实验装置
3.二氧化碳的检验和验满
4.二氧化碳的净化(原则：先除杂，后干燥)
5.发生装置的改进
图1、图2：可以通过控制液体的滴加速率，从而控制反应速率。
图3：仪器简单，组装方便，一般用于制取少量气体。
图4：可以控制反应的发生与停止。
针对训练
1.CO2是初中化学中一种重要的气体，该气体不仅与日常生活联系密切，还对地球生命具有重要意义。
【试剂选择】
(1)木炭燃烧的方法不适合用于实验室制取CO2，理由是
　 　。
　木炭燃烧易产生CO，导致收集到的CO2不纯　
从制取和收集角度考虑，不选择第③组试剂的原因是
　 　。
(2)利用下表提供的试剂进行实验，记录实验现象。
　反应速率过快，不易收集　
组别 试剂 实验现象
① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③ 碳酸钙粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
【实验装置】
某兴趣小组同学利用块状石灰石、稀盐酸和如图所示的实验装置进行CO2的制取实验。
(3)制取CO2的化学方程式为　
　。
(4)装置A和B均可用作制取CO2的发生装置，选择的依据为
　 　；实验室制取CO2时，可选用的收集装置为　 　(填字母序号)，选用该装置的原因是　 　。
　CO2的密度比空气大　
　C　
　反应物为固体和液体，反应条件是常温　
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑　
【检验与验满】
(5)将燃着的木条伸入集气瓶中，木条立即熄灭，由此确定该气体是CO2。该检验方法是否正确 请说明理由：
　 　。
(6)检验CO2是否收集满的操作是　 _
　。
【异常现象分析】
(7)将制得的CO2通入澄清石灰水中，未见澄清石灰水明显浑浊的原因可能是　 　。
　稀盐酸挥发出的HCl与Ca(OH)2发生反应　
口，若木条熄灭，则说明已收集满　
　将燃着的木条放在集气瓶
　不正确，不支持燃烧的气体还有氮气等　
【除杂与干燥】
已知：饱和NaHCO3溶液与CO2不反应，与HCl反应。
(8)利用如图装置对制取的CO2进行除杂、干燥。若要收集一瓶纯净、干燥的CO2，装置中导管接口正确的连接顺序为
　 　。
　fecda　
【装置创新】
(9)[发生装置创新]下图中能控制反应的发生与停止的装置是
　 　；装置丙中使用铜网而不使用铁网盛放固体的原因是　 　。
　铁能与稀盐酸发生反应　
　甲、丙、丁　
(10)[测量装置创新]如图所示装置可用来测量生成CO2的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是　 _
　，植物油上方原有的空气对测量结果　 　(填“有”或“无”)明显影响。
　无　
水反应　
　防止CO2溶于水并与
(11)用氧气传感器分别测量排空气法和排水法收集的等体积的两瓶CO2中O2的体积分数，测得结果如图所示(起始时氧气的体积分数都以21%计算)。
①据此你认为　 　(填“能”或“不能”)用排水法收集CO2，理由是　 　。
②利用排水法的原理收集CO2时，为了防止CO2溶于水造成损失，实验中可以采取的措施有____________________________　
　(写出1个即可)。
溶液(合理即可)　
　将排水法换成排饱和NaHCO3
　排水法收集的CO2更纯净　
　能　
2.如图是实验室中常用的仪器及装置。
(1)仪器A的名称是　 　。
(2)请选择合适的仪器组装一套制取CO2的发生装置，要求添加盐酸时无须拆开装置，需要用到的仪器有　 　(填字母序号)。
　ABD　
　长颈漏斗　
(3)将制取CO2的发生装置连接装置G，观察到乙处燃着的木条先熄灭，可推知CO2具有的性质有 _
　。
(4)实验室检验CO2时发生反应的化学方程式为
　 　。
　CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O　
不支持燃烧　
密度比空气大，不燃烧，
命题点1 二氧化碳对环境的影响
1.(2021·安徽第1题)2021年我国政府工作报告中提出“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是( )
A.大量使用一次性餐具
B.使用新技术提高传统能源的利用效率
C.利用风能实现清洁发电
D.研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品
安徽真题精选
A
命题点2 一氧化碳、二氧化碳的性质与用途
2.(2023·安徽第14题)已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解：
CaC2O4 CaO+CO↑+CO2↑。为验证分解产物中既有CO又有CO2，小明设计如下实验装置。
回答下列问题：
(1)B中实验现象是　 　。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为　 　，写出其在D中发生反应的化学方程式：　 　。
(3)小华认为在装置D后再增加装置B才能验证CO的存在，小明认为不加装置B就可验证，小明的理由是　 _
　。
(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是　 _
　。
处理装置　
　没有尾气
体颜色的变化可以证明CO的存在　
　根据装置D中固
　3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2　
　+3　
　澄清石灰水变浑浊　
拓展练　实验结束后发现：装置D中生成的黑色固体都能被磁铁吸引，小明和小华对黑色粉末继续进行探究。
【查阅资料】铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体；铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。
【作出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：
(5)猜想Ⅰ：铁粉；
猜想Ⅱ：Fe3O4；
猜想Ⅲ：　 　。
　铁粉和Fe3O4　
【实验验证】(6)取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，充分反应，写出发生反应的化学方程式：
　 　，然后过滤，所得固体中既有红色固体也有黑色颗粒。
【实验结论】(7)　 　(填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)是正确的。
　猜想Ⅲ　
　Fe+CuSO4══Cu+FeSO4　
命题点3 二氧化碳的实验室制取
3.(2021·安徽第14题)某小组利用如下装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。
(1)装置B中仪器①的名称是　 　。
(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为
　，发生装置是　 　(填字母序号)。
(3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的　 　(填“m”或“n”)端通入。
(4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是
。
将带有火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃
　m　
　A　
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑　
　试管　

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