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（12）碳单质与某些氧化物的反应——2025年中考化学教材基础实验对点训练
1.木炭与氧化铜的反应装置如下图所示。下列说法错误的是( )
A.实验中，木炭体现氧化性
B.实验中，氧化铜发生还原反应
C.酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度
D.实验结束时，应先撤出导气管，后熄灭酒精灯
2.如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是( )
A.网罩的作用：集中火焰并提高温度
B.试管b作用是检验有二氧化碳生成
C.试管a中黑色粉末变红，说明碳具有还原性
D.反应结束后立即把试管a中的物质倒出来观察现象
3.下图是木炭还原氧化铜实验的装置图，下列说法正确的是( )
A.给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B.实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C.木炭使氧化铜还原为铜，它具有氧化性
D.实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
4.碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时停止加热，冷却至室温，相关分析正确的是( )
A.装置Ⅲ中出现气泡，说明Ⅰ中反应已开始
B.装置Ⅱ的作用是收集产生的二氧化碳气体
C.反应过程中，固体中铜元素质量分数逐渐增大
D.试管中固体减少质量等于生成二氧化碳的质量
5.如图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时试管①中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列有关说法正确的是( )
A.M、N点时，固体中都只含两种物质
B.M→P的过程中，固体减少的质量小于生成气体的质量
C.M点时，图1试管②中导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
D.酒精灯火焰上加一网罩的目的是集中火焰提高温度
6.取碳和氧化铜的混合物a g在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图所示，下列说法正确的是( )
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为（a-b） g
D.0～ min内，固体中铜元素的质量分数不变
7.下列实验方案能达到实验目的的是( )
A.验证火柴杆中含有碳元素：用如图所示装置进行实验
B.除去氧化铜中混有的少量炭粉：隔绝空气加强热
C.测定空气中氧气的含量：用铁丝代替红磷在空气中燃烧
D.鉴别水和过氧化氢溶液：分别取样后与二氧化锰混合，观察是否有大量气泡产生
8.把一块表面已被完全氧化的铜片，部分埋在木炭粉中，在如图所示装置中进行实验。下列有关说法错误的是( )
A.澄清石灰水变浑浊说明该反应过程中生成了二氧化碳
B.盛有固体的试管管口略向下倾斜，是为了防止石灰水倒吸，使试管炸裂
C.裸露在木炭粉外的铜片表面由黑色变成红色说明反应生成了一氧化碳
D.木炭与氧化铜反应的化学方程式为：
9.下列关于木炭与氧化铜反应的实验说法不正确的是( )
A.实验中观察到黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊
B.核反应中木炭具有还原性
C.若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比小于3：8
D.酒精灯加网罩的目的是使火焰集中并提高温度
10.要使灼热的碳与氧化铜完全反应，则参加反应的碳和氧化铜的质量比为( )
A.1：1 B.1：2 C.3：20 D.3：40
11.根据图4所示实验，回答有关问题。
(1)实验1中玻璃棒的作用是________，可使用该装置分离的混合物的特点是________。
(2)实验2是焦炭还原氧化铜的实验，该实验中在酒精灯上加装金属网罩，作用是________；加热一段时间后，被加热的试管中观察到的现象为_______________，发生反应的化学方程式为______________。
12.学习完木炭还原氧化铜的实验后，西西同学对反应后气体成分开展了如下探究。用W形管设计如图所示的装置进行实验，观察到A、A2、B2处均有红色物质生成，B处澄清石灰水变浑浊。
(1)图1实验中酒精灯火焰处加装金属网罩的作用是_______。
(2)比较图1、图2、图3实验，图2实验的作用是_______。
(3)处有红色物质生成的化学方程式是_______。
(4)通过上述现象可以判断木炭还原氧化铜后生成的气体成分是_______(填化学式)。
13.小蔡在做木炭还原氧化铜实验后发现，澄清石灰水变浑浊，试管中有红色固体生成，但始终会剩余部分黑色固体，他对黑色固体的成分进行了进一步探究。
（1）木炭还原氧化铜中发生氧化反应的物质是________。
（2）用化学方程式解释澄清石灰水变浑浊的原因________。
【提出问题】剩余黑色固体是什么？
【猜想假设】
（3）猜想一：木炭
猜想二：______
猜想三：木炭和氧化铜
【查阅资料】
Ⅰ.铜、木炭均不与稀硫酸反应
Ⅱ.氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色溶液
【进行实验】
（4）
实验操作 现象 结论
取反应后剩余黑色固体于试管中，加入适量稀硫酸 ________ 猜想二成立
【拓展延伸】
（5）此实验中体现出的碳的化学性质可以用于________（填一种用途）。
（6）为了使所有氧化铜能充分反应完，以下木炭与氧化铜的质量比最合适的是______（填序号）。
A.3:48 B.3:40 C.3:36
14.李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取铜，他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生。
【查阅资料】CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
【实验验证】
（1）点燃A处酒精灯，一段时间后发现A，B中澄清石灰中水变浑浊。A中发生反应的化学方程式为__________。
（2）刚开始预热时，B中立即有气泡产生，但澄清石灰水不变浑浊，原因是__________。
（3）C装置中出现__________的现象，说明有CO气体生成，证明该同学判断是正确的。
【实验反思】
（4）李洋同学对CO产生的原因进行了分析。
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接反应放出产生CO。
②原因二：反应中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO，用化学方程式表示其反应原理：__________。
（5）此实验装置存在缺陷，应该如何改进 __________（其体措施）。
15.某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（甲装置），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】暗红色的固体是什么 如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为_______。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（3）小吴建议用超细碳粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是__________。
（4）小周建议用乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是__________。
（5）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择__________（填字母）的比例。
A.32：3
B.40：3
C.48：3
你认为小施这样选择的理由是___________。
【实验与结论】
（6）同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清石灰水刚出现浑浊时，__________（填“能”或“不能”）确定氧化铜和碳粉已经开始反应。
（7）不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是__________（填“吸”或“放”）热反应。
（8）待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是__________。
（9）待产物冷却后，同学们终于得到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。
答案以及解析
1.答案：A
解析：
2.答案：D
解析：A.网罩可以使火焰集中，提高温度，故正确；B.碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此试管b中澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成，故正确；C.试管a中黑色粉末变红，是因为碳能夺走氧化铜中的氧生成了铜，说明碳具有还原性，故正确；D.反应结束后立即把试管a中的物质倒出来，其中的铜可能在较高温度下与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，所以不能反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象，故错误。故选：D。
3.答案：A
解析：给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，A正确；木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，实验过程中，可观察到黑色粉末逐渐变红，B错误；木炭能使氧化铜还原为铜，说明木炭具有还原性，C错误；实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，防止倒吸，使试管炸裂，D错误。
4.答案：C
解析：A、装置Ⅲ中出现气泡，不能说明Ⅰ中反应已开始，这是因为加热时，装置中的空气膨胀，导致烧杯中出现气泡，该选项不正确。B、装置Ⅱ中不能收集到一瓶二氧化碳气体，如果要收集一瓶二氧化碳气体，导管应该是长进短出，该选项不正确。C、反应过程中，固体中铜元素质量不变，固体质量减小，因此固体中铜元素质量分数逐渐增大，该选项正确。D、试管中固体减少质量不一定等于生成的二氧化碳的质量，还可能生成一氧化碳，该选项不正确。故选：C。
5.答案：D
解析：木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，加热到一定温度才能发生反应，故M点时固体中含木炭、氧化铜两种物质；N点是在反应过程中，固体中含铜、木炭、氧化铜三种物质；M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量；M点时，试管②处导管口有气泡冒出，不能说明反应开始发生，因为试管中的空气受热膨胀会逸出；该实验需要高温，酒精灯火焰加金属网罩能集中火焰，从而提高温度。
6.答案：C
解析：碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，N点恰好完全反应，M点碳和氧化铜都没有反应完，则M点的固体物质有碳、氧化铜、铜三种；N点对应的固体为铜，为红色；碳与氧化铜反应后减少的质量即为反应产生的气体的质量，为（a-b） g；反应前后铜元素的质量不变，但固体的质量逐渐减小，故0～ min内，固体中铜元素的质量分数增大。
7.答案：D
解析：A、用如图所示装置不能验证火柴杆中含有碳元素，因为蜡烛燃烧也会产生二氧化碳，则不能验证火柴杆中含有碳元素，该选项不正确；B、隔绝空气加强热，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，不仅除去了碳，也除去了氧化铜，同时会引入新的杂质铜，该选项不正确；C、细铁丝在空气中不能燃烧，不能用细铁丝代替红磷探究空气里氧气的含量，该选项不正确；D、分别取样于试管中，向其中加入少量二氧化锰，一支试管中有气泡产生（过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生水和氧气），另一支试管中无明显现象，有气泡产生的是过氧化氢溶液，无明显现象的是水，该选项正确；故选：D。
8.答案：B
解析：A.澄清石灰水变浑浊说明该反应过程中生成了二氧化碳，此选项正确，不符合题意；B.盛有固体的试管管口略向下倾斜，是为了防止冷凝水倒流，使试管炸裂，此选项错误，符合题意；C.裸露在木炭粉外的铜片表面由黑色变成红色，是氧化铜变为了铜，而裸露在木炭粉外的铜片没有与木炭粉接触，现在氧化铜变为了铜，说明反应生成了一氧化碳，此选项正确，不符合题意；D.木炭具有还原性，与金属氧化物反应生成金属单质与二氧化碳，则木炭与氧化铜反应的化学方程式为：，此选项正确，不符合题意。故选：B。
9.答案：C
解析：A、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，会看到黑色固体变为红色，同时生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，说法正确，不符合题意；B、在该反应中木炭夺取了氧化铜中的氧，表现出还原性，说法正确，不符合题意；C、若生成的气体中含有一氧化碳，一氧化碳中碳、氧元素质量比为12:16=3:4，二氧化碳中碳、氧元素质量比为3:8，所以反应时消耗碳、氧元素的质量比会大于3:8，说法错误，符合题意；D、酒精灯加网罩的目的主要是提高温度，而不是使火焰集中，说法正确，不符合题意。故选C。
10.答案：D
解析：碳与氧化铜反应的方程式是，所以参加反应的氧化铜和碳的质量比为：160：12=40：3；故选：D。
11.答案：(1)引流；混合物中含有液体和不溶性固体
(2)集中火焰，提高温度；固体由黑色逐渐变为红色；
解析：(1)过滤实验中，玻璃棒的作用是引流，可利用过滤装置分离的混合物的特点是混合物中含有液体和不溶性固体。
(2)焦炭还原氧化铜的实验，该实验中在酒精灯上加装金属网罩，作用是集中火焰，提高温度。碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，故加热一段时间后，被加热的试管中观察到的现象为固体由黑色逐渐变为红色，发生反应的化学方程式为。
12.答案：(1)集中火焰，提高温度
(2)与图1、图3形成对比
(3)
(4)、或、
解析：(1)图1实验中酒精灯火焰处加装金属网罩的作用是集中火焰，提高温度；
(2)图2与图3实验做对比，C与反应生成，一氧化碳与处的氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，则处有红色物质生成，证明C与反应有生成，图2与图3实验做对比，C与反应生成，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则处澄清石灰水变浑浊说明C与反应生成；
(3)一氧化碳与处的氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，则B处有红色物质生成，方程式为；
(4)处澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，处均有红色物质生成说明C与反应有生成。
13.答案：（1）C或木炭或碳
（2）
（3）氧化铜或
（4）固体全部消失，溶液变蓝
（5）冶炼金属
（6）C
解析：(1)木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，在该反应中，木炭得到了氧，发生了氧化反应。
(2)二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：。
(3)氧化铜和木炭均为黑色，则剩余的黑色固体也可能只是氧化铜。
(4)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，结论为猜想二正确，则现象为固体全部消失，溶液变蓝。
(5)该实验体现了碳的还原性，碳能和金属氧化物反应，可用于冶炼金属。
(6)由于，其中碳和氧化铜的质量比为12：[(64+16)×2]-3：40，但由于木炭中含有杂质，则为了使氧化铜完全反应，则木炭和氧化铜的质量比应大于3：40，故选C。
14.答案：（1）黑色固体变为红色；
（2）装置中排出的是空气，不能使澄清石灰水变浑浊
（3）黄色氯化钯试纸变蓝色
（4）
（5）末端导管处系一个气球（或放一个燃着的酒精灯）
解析：（2）刚开始预热时，反应还未开始，装置中气体受热膨胀，故B中立即有气泡产生，但排出的空气不能使澄清石灰水变浑浊。
（3）资料中提到“CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色”，故黄色氯化钯试纸变蓝色，说明有CO气体生成。
（5）该实验中会有CO产生，一氧化碳属于空气污染物，但实验中没有尾气处理装置，故可以在装置末端导管处放一个燃着的酒精灯或在导管处系一个气球。
15.答案：【猜想与假设】（1）（等合理均可）
【分析与交流】（3）固体间反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，使反应物充分接触，有利于反应的进行
（4）有利于集中加热，获得持续高温
（5）A反应中碳粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的碳粉有利于反应的进行
【实验与结论】（6）气密性；不能
（7）放
（8）空气会进入反应的试管中，使灼热的铜重新被氧化
解析：（1）根据在化合物中正、负化合价代数和为零，可知Cu与O或C组成的化合物化学式。
（3）固体间反应，反应物颗粒越小，反应越易进行，反应越完全。
（5）高温下试管中空气里的氧气会与碳反应，所以碳的量应略多于与CuO反应所需的量。
（6）CuO与C是否发生了反应，不能只看石灰水是否变浑浊，因为两者反应前就发生了碳与氧气的反应，生成了。

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