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第六讲碳和碳的氧化物
【考纲要求】
1．能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途
2．初步学习二氧化碳的实验室制取方法
3．了解自然界中的碳循环
4. 知道一氧化碳对人体健康的影响
【命题趋势】
中考试题将进一步加强本单元知道与社会、工农业生产及日常生活实际相联系的内容考查，如二氧化碳对环境的影响；碳单质的性能和用作主要考查各物质间的区别，利用碳的性质说明一些变化或解决生活中的实际问题，碳的还原性实验也是常考知识点；二氧化碳的实验室制备常以实验探究题的形式考查。
【考点探究】
考点一、单质碳
【例1】下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是(　　)
A．它们都是电的良导体
B．石墨质软，可作铅笔芯
C．C60是一种新型的单质
D．金刚石硬度大，可切割大理石
解析： 碳单质化学性质虽然相似，但物理性质存在较大差异，石墨能导电，而金刚石、C60不导电。
答案：A
方法总结: 本题主要考查物质的性质和用途的关系，物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质。试题以教材知识为载体，考查学生对基础知识的掌握程度，充分说明中考命题注重基础。
考点二、碳单质的化学性质
【例2】在一定条件下，下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是(　　)
A．CO B．CO2 C．O2 D．CuO
解析：单质碳具有可燃性和还原性，故能与氧气、二氧化碳、氧化铜反应。
答案：A
方法总结:单质碳的化学性质主要是可燃性和还原性，燃烧时若氧气不足，则生成一氧化碳，与氧化碳或氧化铁反时，用澄清石灰水检验生成物为二氧化碳.
考点三、二氧化碳的性质
【例3】取一支100 mL医用注射器，抽入50 mL常温常压下干燥的二氧化碳，再迅速抽入50 mL蒸馏水，立即用橡胶塞塞紧注射器。装置如图所示。
回答下列问题：
(1)该生设计的实验方案是为了探究二氧化碳的什么性质？_________
__________________。
(2)实验过程中，该生能观察到的现象是___________________________。
(3)从该实验，该生能得出的实验结论是___________________________
__________。
解析： 注射器常用于某些化学定量实验中，使用它不仅可观察到一些常见的实验现象，更可定量地反映出变化规律。根据二氧化碳的物理性质，我们知道二氧化碳能溶于水，且常温下，1体积水约溶解1体积的二氧化碳，针筒内的气体压强减小，此实验是在定量探究二氧化碳的溶解性问题。
答案：（1）定量测定二氧化碳的溶解性 （2）针筒栓塞回到50 mL的位置 （3）二氧化碳与水约按1∶1的体积比溶解
方法总结: 解题时，要根据题给信息50 mL水和50 mL二氧化碳混合联想到二氧化碳的溶解性。
考点四、二氧化碳的实验室制取
【例4】 某校兴趣小组进行了“二氧化碳制取探究”的实验。小组设计了一些实验室制取气体的装置如图所示，请你一起探究并回答有关问题：
(1)利用装置A或B可以制取氧气，试写出实验室制取氧气的化学反应方程式：_____________________________________；利用此装置还能制取的气体是
___________，检验集气瓶中收集满该气体的方法是_________________________________。
(2)利用A装置制取气体时，长颈漏斗的末端应伸到________________，以免气体逸出；利用A、B两套装置制备气体时，装置B与装置A相比，其优点是 。
(3)用E装置收集CO2时，导管口位置应在_______(填“a”或“b”)处；收集CO2不能用C装置的原因是__________________；检验所得气体是否为CO2的反应(用化学方程式表示)为________________________________。
(4)D装置中油层的作用是________________________；若要收集80 mL CO2，应选用______(“10”或“100”或“500”)mL量筒。
解析： 上述A、B装置适合用过氧化氢溶液制取氧气，也适合实验室制取二氧化碳；利用A装置制取气体时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下，以免气体逸出，而装置B使用的是分液漏斗，无需考虑此问题，同时分液漏斗可控制液体的量，使液体药品用量少，还能控制反应速率。CO2的密度比空气大，为了尽可能将集气瓶中的空气排净，导管末端应伸到集气瓶底部；由于CO2能溶于水，故一般不用排水法收集；将收集到的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明所得气体为CO2。D中的油层作用是防止CO2溶于水，认真分析装置D不难发现收集CO2的方法是排水法，根据进入量筒中水的体积得知收集到CO2的体积；收集80 mLCO2应该选用能够一次量取且为最小规格的量筒，目的是减小误差。
答案：（1）2H2O22H2O＋O2↑ CO2(或二氧化碳) 将燃着的木条放在集气瓶口 （2）液面以下 装置B比装置A液体药品用量少，且能控制反应速率 （3）b CO2 能溶于水 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O （4）防止CO2溶于水 100
方法总结: 本题是从实验室制取二氧化碳的反应原理、收集方法、检验方法及实验装置评价等多个方面考查的综合题，具有较强的综合性。解题的关键是明确制取气体应遵循的原则，根据实验装置特点来比较分析，抓住问题的实质进行归纳总结，创造性地解决问题。
考点五、二氧化碳对环境的影响
【例5】 2009年世界气候大会在哥本哈根举行。中国政府关于减排的承诺充分展示了中国谋发展、促合作、负责任的大国形象。目前，“低碳”正成为国民的共识。
(1)CO2含量增多，温室效应增强。近几十年来，大气中CO2含量增多的主要原因是______________________________________。
(2)减少大气中二氧化碳含量的研究。
将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷。这个反应的化学方程式为___________________________。
(3)节能减排，低碳生活。
①3月28日经常会有市民参与“地球熄灯一小时”活动，晚上熄灯一小时。下列说法与这个活动的主要目的不符合的是________。
A．节约能源 B．减少温室气体排放
C．欣赏城市夜景 D．关注全球气候
②低碳生活从细节做起，你的一个低碳举措是______________________
__________________。
解析： 空气中二氧化碳增多的原因主要从二氧化碳的产生途径和吸收途径被破坏的角度思考，如森林植被遭到严重破坏，人类大量燃烧含碳的化石燃料等；地球熄灯一小时的目的是唤醒人们的环保节能减排意识；低碳举措包括节能、环保、减排等方面内容，如人走灯关、提倡使用双面纸张等。
答案：（1）化石燃料的燃烧和森林的乱砍滥伐 （2）CO2＋4H22H2O＋CH4 （3）C 随手关灯(或双面用纸等其他合理答案均可)
方法总结: 本题以减缓“温室效应”为命题背景，从不同角度采取措施，以及处理过程中引发的新问题，拓展了学生思维，对增强学生的环保意识和参与社会的决策意识有积极作用。空气中二氧化碳含量过高，会导致全球气温升高(温室效应)，致使两极冰山融化，淹没沿海城市，由于气温升高，水分过度蒸发导致土壤沙漠化，给人类生存的环境带来极大危害。减缓温室效应的措施可以从二氧化碳的吸收和排放两个方面入手，如大量植树造林、提倡使用新能源、对工厂排放的废气净化处理等。
考点六、一氧化碳
【例6】吸烟有害健康，其原因是吸烟时会产生多种有害物质，污染环境，害人害己。香烟燃烧产生的烟气中，最容易与人体血红蛋白结合的物质是(　　)
A．一氧化碳 B．尼古丁
C．二氧化硫 D．二氧化碳
解析：一氧化碳有毒，易与血液中的血红细胞结合，使人缺氧，损害人体健康。
答案：A
方法总结:一氧化碳的化学性质有可燃性、还原性和毒性，一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是分子的结构不同。
【经典考题】
1．（2013.安徽省）自然界中有几千万种含碳物质，并循环转化。下列说法正确的是(　　)
A．人的生命活动离不开碳循环 B．森林的减少对碳的循环没有影响[来源:^ C．金刚石中碳原子间没有间隔 D．地下的煤中碳原子是静止不动的
2.（2013.广州市）下列关于碳及其化合物的说法，正确的是(　　)
A.CO和CO2都可将氧化铜还原成铜
B.CO2的排放不是导致酸雨的原因
C.在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒
D.铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼
3.（2013.庆阳市）“低碳生活”是指返璞归真地去进行人与自然的活动，要求减少生活作息时间所消耗的能量，从而减低碳的排放。下列活动不符合“低碳生活”的是(　　)
A. 短时间不使用电脑，将其转为休眠模式
B. 减少使用私家车次数，多乘公交或骑自行车
C. 讲卫生，尽量多作用一次性餐具
D. 用传统发条式闹钟代替电子钟
4．（2013.苏州市）下列有关二氧化碳的说法正确的是(　　)
A．二氧化碳是引发酸雨的“罪魁” B．二氧化碳固体可用于人工降雨
C．二氧化碳可使紫色石蕊试液变蓝 D．二氧化碳有毒不能制作碳酸饮料
5．（2013.日照市）某无色混合气体可能由CH4、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。将此混合气体通过过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使白色CuSO4粉末变蓝色。则原混合气体的成份是(　　)
A．HCl和CO B．HCl、H2和CO2 C．CH4和H2 D．CO和CO2
6．（2013.北京市）碳元素是组成许多物质的基本元素。
（1）下列含碳元素的物质中，属于有机物的是 （填字母序号）。
A．碳酸钙 B．乙醇（C2H5OH ） C．二氧化碳 [来源%:@中*^~教网]
（2）化石燃料主要包括煤、 和天然气，它们都含有碳元素，其中天然气的主
要成分是 （写化学式）。
（3）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（ MnCO3），其中锰元素的化合价 。
（4）在 440℃和高压条件下，金属钠与二氧化碳反应能生成金刚石（C）和碳酸钠，该反应的化学方程式为 。
（5）“碳海绵”是已知最轻的固体材料（如下图所示），由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是 （填字母序号）。
A．具有吸附性
B．可重复使用
C．可处理海上石油泄漏
7．（2013.咸宁市）二氧化碳的“捕捉”与“封存”是实现温室气体减排的重要途径之一。实际生产中，经常利用足量NaOH溶液来“捕捉”CO2，流程图如下(部分条件及物质未标出)。

（1）分离室中进行的操作是____________。
（2）该流程图所标出的物质中，溶于水放出大量热的氧化物是__________。
（3）“捕捉室”内发生反应的化学方程式为______________________。
（4）将CaO加入到x溶液中，其中发生复分解反应的化学方程式是 。
8．（2013.盐城市）（12分）盐城市2013年中考化学实验考查有：①氧气的制取；②二氧化碳的制取；③配制50g 5%的NaCl溶液……等六个考签,由学生抽签确定一个考题进行考查。
（1）甲同学抽签后来到实验室，发现本组实验桌上主要准备了下列仪器和药品：
①上图中仪器D的名称是 ；F的名称是 。
②甲同学抽到的考签应该是 （填字母代号）。
A．氧气的制取 B． 二氧化碳的制取
③制取该气体的反应原理为 （用化学方程式表示）。制取一瓶该气体，应选用的仪器有 （填字母代号）。
④甲同学实验的主要步骤示意如下，请你帮他补充完整。
组合装置→检查气密性→ →收集气体。
⑤利用上述气体发生装置还可以制取其它气体，请写出其中一种反应的化学方程
式 。
（2）乙同学在完成“配制50g 5%的NaCl溶液”实验过程中，通过计算，需称量
NaCl g，量取水约 mL。溶解NaCl时用到的玻璃棒的作用是 。[来@源:
9．（2013年德阳市）（10分）请根据下列装置回答有关问题：
（1）有标号仪器的名称：①为 ；②为 。
（2）若用上述装置制取二氧化碳，则A中发生反应的化学方程式为
。容易要制取和收 集一瓶干燥的二氧化碳气体，其装置接口的连接顺序是（用接口字母顺序从左至右连接） 。检验二氧化碳是否集慢的方法是 。
10.（2013.德州市）对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验（见右图），你认为试管A中的物质除木炭与氧化铜外，还处在 。
（1）根据你所学化学知识猜测：试管A中，出C、CuO外，[中^还可能有物质 （用化学式，下同）参与反应。
除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的 也可以
还原氧化铜。写出相应的化学方程式 。
要排除环境对该反应的影响，你认为应采取何种措施？
（2）请你推测，进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有 。
要想使进入试管B中的二氧化碳全部被吸收，应采取什么措施？
【模拟预测】
1．【上海徐汇区能力诊断卷】固体CO2又称干冰，易升华。干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾，关于干冰灭火的说法错误的是
A．干冰升华时吸热，降低可燃物的着火点 B．CO2覆在可燃物表面，隔绝空气
C．CO2不能支持燃烧 D．干冰升华后不污染档案资料
2．【上海徐汇区能力诊断卷】纳米材料是用途广泛的新型材料。碳纳米管是由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管。下列说法错误的是
A．碳纳米管是一种新型的化合物材料
B．碳纳米管具有管道多，表面积大，吸附能力强的性质
C．碳纳米管在常温下化学性质稳定
D．碳纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳[
3．【上海静安区质量调研】关于单质碳的性质描述错误的是
A．单质碳在常温下化学性质不活泼 B．单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳
C．高温时单质碳跟二氧化碳不能反应 D．高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳
4.【江苏省施河中学一模】19．对于H2，C，CO还原氧化铜的实验，下列说法正确的是( )。
A．反应均需加热 B．实验装置完全相同
C．反应均属于置换反应 D．反应后均有红色固体生成
5. （上海虹口区二模）某同学用如下装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中固定试管的仪器已略去）。
步骤 现象 分析
①点燃A处酒精喷灯，一段时间 木炭粉减少，D中有气泡、石灰水变浑浊且 （5） 。 硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 （6） 。
②点燃B处酒精灯，一段时间 B处 （7） ，D中石灰水变浑浊，液面下降。 氧化铜发生反应的化学方程式是 （8）。
③停止通入二氧化碳，熄灭A、B两处火焰 C中 （9）
实验讨论：有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由（10）
6、【平顶山华英学校一模】15、如图是关于初中化学常见的五种物质的转化关系网络(其他反[来源~:中#^@国%教育出版网]应物和生成物已略去)。其中A是黑色固体，B为红棕色固体，C、D、E常温下均为气体，C的相对分子质量大于E。请回答：
(1) A的化学式 ；D的化学式 。
(2)写出B向C转化的反应方程式 。
(3)E在生产生活中的用途 。(答一条即可)
7．【上海静安区质量调研】水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某课题组同学为验证水煤气的成分，设计如下实验装置：
请分析上面信息后回答：
① 利用上述装置验证水煤气中各成分的依次顺序是 （填气体的化学式）；
② 装置C的目的是 ，装置E内观察到的现象是 ；
③ 实验中两次用到装置A，其目的分别是 、 。
8.【扬州市江都区十校联谊3月】26.（12分）下图所示为实验室常用的实验装置。
据此回答下列问题：
⑴写出带标号仪器的名称：① ▲ ② ▲ ；
⑵实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2，该反应的化学方程式为 ▲ ，发生装置为 ▲ ；装置F可用来测量生成的CO2气体的体积，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实验的结果 ▲ （填“有”或“没有”）明显影响。
⑶小丫在探究CO2与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）。
【讨论】小丫认为易拉罐变瘪，说明CO2与NaOH溶液发生反应；小敏认为此结论不合理，还需进一步验证，验证方法是 ▲ ；易拉罐为什么又后鼓起来？是不是反应又产生了气体，该气体的成分？
【提出猜想】a．可能是CO2 b．可能是 ▲ 。
【查阅资料】①Na2CO3具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解；
②铝不仅与酸反应，还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3X↑
【实验验证】①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口，发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭。证明猜想 ▲ 成立；[来~源:zzs^*te%@p.com]
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，无明显变化。片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液，产生气泡。该步实验的目的是 ▲ ；
【结论】CO2与NaOH反应的化学方程式是 ▲ ；
【反思与应用】在生活中铝制容器不能用来盛装酸性物质，也不能盛装 ▲ 性物。
9．【平顶山华英学校一模】18、某品牌补钙剂的主要成分是碳酸钙（杂质不含钙元素），向12g这种补钙剂样品中逐渐加入稀盐酸，盐酸质量和生成气体的质量如下表所示（杂质可溶于水，不和盐酸反应），第三次加入盐酸后，所得溶液中氯化钙的质量分数为20% 。求这份补钙剂含钙的质量分数。
第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸的质量 18.25g 36.5g 47.9g
生成气体的质量 2.2g 4.4g 4.4g
参考答案
【经典考题】
1．A
2．B
3．C
4．B
5．A
6.（1）B （2）石油 CH4 （3）+2 （4）4 Na + 3CO2 C+ 2Na2CO3 （5）ABC
7．（1）过滤 （2）CaO（或氧化钙） （3）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O （4） Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH
8.（1）①烧杯；酒精灯 ②B； ③CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O+ CO2↑ A B C E ④先加大理石后加稀盐酸；⑤2H2O2 2H2O + O2↑ （2）2.5；47.5；搅拌，加快溶解速度
9．（1）锥形瓶 水槽 （2）CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O A、c、b、g 用燃着的木条放在集气瓶口
10．空气（1）O2 CO CO + CuO Cu + CO2?抽成真空（或充入氮气等保护气体）（2）氧气（或空气、氮气、一氧化碳） 将澄清石灰水换成较浓的氢氧化钠溶液（或将试管换成大烧杯、广口瓶，增加澄清石灰水的量）
【模拟预测】
1．A
2．A
3．C
4.AD
5.（5）液面下降；（6）2C+CO22CO；（7）黑色粉末变为光亮红色；
（8）CO+CuOCu+CO2；
（9）D中液体倒流入C中（或C中出现液体）；
（10）不需要，因为过量一氧化碳已收集在D中，并没有排放到空气中，不会造成污染。
6.(1) C O2 (2)书写 “C还原Fe2O3”或者“CO还原Fe2O3”的化学方程式均可 (3)作燃料、冶炼金属(答一条即可)
7. ①H2O、CO2、H2、CO（1分，写物质名称不得分） ②除去水煤气中的二氧化碳 （9）黑色固体逐渐变成红色 ③第一次使用装置A目的是验证水煤气中水蒸气的存在；（合理给分） 第二次使用装置A目的是检验水煤气中是否含有氢气；（合理给分）
8.(1)试管 长颈漏斗 (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O B 防止CO2溶解于水 没有 (3)取溶液，滴加氯化钙溶液，观察是否有白色沉淀产生 H2 b 通过比较，证明Al与碱反应能生成H2 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 碱性
9.方法一：
解：设样品中碳酸钙的质量为x
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2 ↑
100 44
X 4.4g
x = = 10g
10g × = 4g
× 100% =33.3%
答：这份补钙剂含钙的质量分数为33.3%
方法二：可根据二氧化碳质量求氯化钙质量，过程与方法一相似
方法三：①根据质量守恒定律得出第三次加入盐酸后的溶液质量为55.5g
②氯化钙质量为55.5g × 20% = 11.1g
③根据反应前后钙元素质量守恒，求出氯化钙中钙元素质量为4g
④ × 100% =33.3%
答：这份补钙剂含钙的质量分数为33.3%
440℃
高温
MnO2

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