资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第六单元 碳和碳的氧化物（复习讲义）
复习讲义
复习目标 1.掌握碳单质(金刚石、石墨、C60)的物理性质、化学性质及用途，理解其物理性质差异的原因。2.熟练掌握二氧化碳和一氧化碳的性质(物理性质、化学性质)、用途及相关化学方程式明确二者的区别与联系。3.理解碳、二氧化碳、一氧化碳之间的转化关系，能进行相关物质的鉴别、除杂和简单计算。4.认识二氧化碳对环境的影响(温室效应)及一氧化碳的毒性，树立环保和安全意识。
重点和难点 重点：1.碳单质、二氧化碳、一氧化碳的化学性质及相关化学方程式。2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别、除杂方法及相互转化。3.碳和一氧化碳的还原性实验及应用。4.二氧化碳的用途及对环境的影响。难点：1.碳和一氧化碳还原性的实验原理、现象及化学方程式书写。2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别与除杂(尤其是混合气体的分离)。3.运用本单元知识进行综合计算(如含杂质物质的反应计算)。4.理解结构决定性质、性质决定用途的化学思想。
█知识点一 碳单质的性质和用途
一、碳单质的物理性质比较
碳单质 石墨C 构成 金刚石C 构成 C60 构成
微观结构
物理性质 的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较 ，有 ，有良好的 。 无色透明的、正八面体形状的固体。 。 形状四足球，很稳定
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、 、玻璃 用于 、 、材料科学等领域
性质差异 金刚石和石墨 的原因：
*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。效果检测
1．（24-25九年级下·重庆石柱·期中）从石墨材料中可以剥离出石墨烯，它与金刚石、石墨一样，都只由碳元素组成。下图是金刚石、石墨C60和石墨烯的微观结构示意图，则①-⑧中关于它们的说法，错误的是（ ）
①它们都是单质 ；
②它们在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳；
③它们的结构中碳原子的排列方式都相同；
④它们的物理性质相异；
⑤它们都是黑色固体；
⑥它们都质软可作润滑剂；
⑦它们的化学性质不同 ；
⑧一个C60分子由60个碳原子构成
A．①②④⑧ B．③④⑤⑧
C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑥⑦
2．（2025·山东青岛·二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和等。下列有关碳单质的说法中正确的是（ ）
A．金刚石和石墨都是黑色固体
B．金刚石、石墨、都由原子直接构成
C．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
D．金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同
█知识点二 无定形碳
物质的 决定性质， 决定用途。
①木炭和活性炭：有 结构，具有 ，可吸附 等。
木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作 等。
活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具 中过滤毒气，
制糖工业中 ，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。
④焦 炭：用于 。
⑤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）
效果检测
1．（24-25八年级下·山东济南·期末）下列物质与其用途的对应关系，不正确的是（ ）
A．石墨——润滑剂 B．金刚石——制作切割工具等
C．活性炭——制造掘进机钻头 D．炭黑——制造碳素墨水
2．（24-25八年级下·山东淄博·期末）下列对于碳单质的认识不正确的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质
B．石墨有金属光泽，能导电，属于金属单质
C．活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味
D．炭黑在常温下性质非常稳定
█知识点三 碳单质的化学性质
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 （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
结论
应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：
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 ；②澄清石灰水 。 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： 。③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的： 。④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。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，
4.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氧化还反应分析
氧化反应： 。 还原反应： 。
氧化剂：在反应中 的物质，具有氧化性，如CuO；
还原剂：在反应中 的物质，具有还原性，如C、CO、H2等；
③碳与二氧化碳反应：C + CO2 ( http: / / img.blog. / photo / rhf4jL3651HoryhaZ5lONw== / 2265029137591313382.jpg )2CO（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。
效果检测
1．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列说法不能说明碳在常温下化学性质稳定的是（ ）
A．用碳素墨水书写档案 B．古代的水墨画保存百年不褪色
C．钻石恒久远，一颗永流传 D．炭雕能吸附室内甲醛
2．（24-25八年级下·上海黄浦·期末）《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜砂入炉，与木炭同煅，火力到时，铜质如流，泻出成砣”。氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200℃左右；铜的熔点为1083℃。
（1）铜砂的主要成分为碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，受热时发生反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑，该反应的基本类型是 。
（2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，装置如图所示。写出反应的化学方程式： 。试管中观察到的现象是 。实验过程中还可能生成一氧化碳的原因是： 。
（3）“火力到时，铜质如流，泻出成砣”，此法冶炼得到的铜不是粉末状而是块状的原因是 。
█知识点四 碳的氧化物
一、二氧化碳性质
1.物理性质：无色，无味的气体，密度比空气 ， 溶于水，高压低温下可得固态二氧化碳（俗称： ）
2.证明二氧化碳的密度大于空气
实 验 现 象
将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中， 。 将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶 。分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。
化学性质：①二氧化碳 ；② ；物理性质：密度比空气的 。 物理性质：二氧化碳
生活小贴士：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 。
3.证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变 ）
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
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 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： 碳酸分解生成二氧化碳和水化学方程式：
4.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 ：
化学反应方程式： （用于检验 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 ，用于食品冷藏、制造舞台雾景、 。 干冰 （ 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 （ ），可以增大农作物的产量 CO2是 ，能促进光合作用
④制汽水饮料（碳酸饮料） CO2 ；且
⑤化工原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应
三、 自然界碳氧循环自然界碳氧循环
1．二氧化碳对人体健康的影响
空气中二氧化碳的体积分数/% 对人体健康的影响
3 使人呼吸急促
10 使人丧失知觉、呼吸停止，以致死亡
2．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。
3．温室效应
（1）温室效应加剧产生的原因：大气中 、 、 等温室气体增多；森林因为天灾和人类的乱砍滥伐，导致CO2的消耗减少，引起全球气候变暧；
（2）危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。
4．低碳行动与可持续发展
减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源；促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的生产效率和使用效率；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存二氧化碳；等等
四、一氧化碳
1.物理性质： 色、 味的气体， 溶于水，密度比空气的 。
2.产生：①碳的不完全燃烧，化学方程式 ；②含CO的燃料泄漏。
3．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。
4．可燃性
①纯净的CO安静的燃烧，产生 ，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 。
②燃烧的化学方程式：
澄清石灰水变浑浊的化学方程式：
③用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（ ）。
煤炉底部：
煤炉中部：
煤炉上口：
5．还原性
装置及说明 现象及注意事项
A处的现象是：黑色粉末逐渐变成 。CO+CuO △ Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变 。Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2OC处的现象是：气体燃烧，发出 。2CO + O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg ) 2CO2
（1）澄清石灰水的目的是 （2）右侧酒精灯的作用是点燃尾气， 其它尾气处理的方法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： 。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 。
在 CO+CuO △ Cu+CO2 中，CO ， CO具有 ，作 ，用途： 。
★CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是： 。
五、气体的鉴别和除杂
1．鉴别：二氧化碳和一氧化碳
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↑
效果检测
1．（2025·陕西咸阳·模拟预测）对于质量相同的CO和，下列说法正确的是（ ）
A．组成元素不同 B．碳原子数目相同
C．所含氧元素的质量比为 D．一定条件下可以互相转化
2．（24-25八年级下·山东淄博·期末）小亮同学利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置，用它探究二氧化碳的制取和性质（固定装置未画出），图中a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花。
（1）最左侧试管内可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
（2）右侧玻璃管内观察到a、b、c、d四处中 处棉花先变 色，说明二氧化碳具有的物理性质是 ，化学性质是 （用化学方程式表示）。
█知识点五 二氧化碳的制取
一、二氧化碳制取的研究
1.工业制二氧化碳
煅烧石灰石：
（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：
①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？ ， 。
②为什么不用浓盐酸？ ， 。
③为什么不用稀硫酸？ ，阻碍反应的进一步进行。
（3） ：
将制得的气体 ，则证明是二氧化碳。
（4） ：
用 ，证明二氧化碳气体已经收集满。
二、气体制取的一般思路
1.发生装置
选择依据： ；
固固加热型 固液常温型
高锰酸钾制氧气 大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
试管口略向下倾斜 适合制取少量气体 适合制取大量气体 长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
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， ， 。
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 的气泡时开始收集； 时气体收集满 注意事项：导管 ，以保证 。 注意事项：导管 ，以保证 。
①所有气体从短管进②V排出的水=V气体为 ，水面放一层 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 气体进入集气瓶后出现在装置上端
实验室制取二氧化碳气体除杂和净化
盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。
效果检测
1．（2025·江苏连云港·二模）化学是以实验为基础的学科，下列实验室制取CO2的实验操作正确的是（ ）
A．CO2的制取 B．CO2的验满
C．CO2的收集 D．CO2的检验
2．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）实验室现有稀盐酸、大理石、药匙、镊子等实验用品以及下列仪器，请回答下列问题：
Ⅰ.制取二氧化碳：
（1）发生反应的化学方程式为 。
（2）选用的收集装置是 （填字母），不能用另一个收集装置收集的原因是 ，且能溶于水。
（3）通过对比A、B装置的异同分析，A装置的优点是_______（填字母）。
A．能随时添加液体试剂 B．能控制反应的发生和停止
（4）用所给的某个装置制取较多，从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，一次性加入足量 （填试剂名称）比较合理。
（5）检查装置气密性的现象如上述E图所示，说明该装置的气密性 ，用F装置检验气体时，会观察到澄清石灰水变 。
Ⅱ.拓展实验：
（6）向一个收集满气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3容积的水（如图所示），此时瓶内约1/3容积的被水 （填“溶解”或“排出”），立即旋紧瓶盖，充分振荡后，观察到瓶子变瘪，证明气体能溶于水。
█考点一 碳单质的性质和用途
【例1】（24-25八年级下·山东济南·期末）碳单质存在的形式多种多样，除了金刚石、石墨之外，科学家们又相继发现了一些新的碳单质，如等。下列对于碳单质的认识中，不正确的是（ ）
A．石墨转化为金刚石属于化学变化 B．金刚石、石墨、都由原子直接构成
C．所有的碳单质都能导电 D．等碳材料是一种未来革命性材料
【变式1-1】（24-25八年级下·山东泰安·期末）如图是金刚石、石墨、、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A．以上四种物质的碳原子的结构不同
B．以上四种物质都是由碳原子构成的
C．等质量的以上四种物质中所含有碳原子的个数不同
D．等质量的以上四种物质完全充分燃烧，消耗氧气的质量相同
【变式1-2】（24-25八年级下·黑龙江大庆·期中）石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是（ ）
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同,但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，金属也有导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
█考点二 碳的化学性质
【例1】（2025·湖南长沙·三模）墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是（ ）
A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大
C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性
【变式2-1】（2025·山东临沂·二模）“一两黄金一两墨”古法徽墨制作是中国传统工艺的瑰宝，其制作过程中蕴含丰富的化学知识。以下是结合徽墨制作流程的化学知识，解析不正确的是（ ）
A．烟炱的制取过程中松木不完全燃烧主要产物是CO
B．徽墨中的胶料的熬制蛋白质转化为氨基酸属于化学变化
C．徽墨能在纸上持久不褪色由于碳单质常温下化学性质稳定
D．徽墨制作中添加冰片（）作为防腐剂，徽墨属于纯净物
【变式2-2】．（24-25八年级下·山东淄博·期末）某小组利用如图装置进行木炭与氧化铜的实验，酒精灯加金属网罩是为了提高火焰温度。下列说法错误的是
A．该反应说明木炭具有还原性
B．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体
C．该反应中，化合价降低的是铜元素和碳元素
D．装置中发生反应：
█考点三 碳和碳的氧化物
【例3】（2025·福建漳州·模拟预测）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．如果被封存在含氢氧化钙的地下水层中，可慢慢转化为固态碳酸盐
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，威胁人类生命健康
【变式3-1】（2025·陕西商洛·三模）为探究二氧化碳的性质设计了如图所示的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．两朵紫色石蕊纸花均变色
B．实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花颜色不变
C．两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳能灭火
D．该实验只能证明二氧化碳的化学性质
【变式3-2】（2025·河北沧州·模拟预测）要除去CO2中的杂质CO， 下列实验设计正确的是 （ ）
选项 A B C D
目的 除去CO 除去CO 除去CO 除去CO
实验设计
█考点四 实验室制取二氧化碳
【例4】（2025·辽宁盘锦·模拟预测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是（ ）
A．制CO2的药品 B．发生装置
C．收集气体 D．处理实验后药品
【变式4-1】（24-25九年级下·宁夏吴忠·期中）请根据如图的仪器和实验要求回答：
（1）实验室用石灰石制取并收集二氧化碳，应选择的仪器有： (填序号)，该反应的化学方程式为： 。
（2）若采用排水法收集气体时，下列操作的正确顺序为 (填序号)。
a．将导管伸入集气瓶口
b．观察导管口气泡冒出的情况
c．将盛满水的集气瓶倒立在仪器“⑨”内，小心移去玻璃片
d．收集满气体后，移开导管并盖好玻璃片，取出集气瓶放在实验桌上
【变式4-2】（22-23九年级上·山东德州·期末）根据下列实验装置图，请回答下列相关问题：
（1）写出仪器①、②的名称：① 、② ；
（2）装置A中所发生反应的化学方程式为 ；
（3）装置B的作用是吸收装置A中挥发出来的HCl；装置C中浓硫酸的作用是 ；
（4）反应一段时间后，装置F的玻璃管中可观察到的现象是 ；装置G中澄清石灰水变浑浊，请写出该反应的化学方程式 ；
（5）某学生在验证CuO与CO反应产物时，在装置E中加入了一种试剂。你认为该试剂是 。
基础应用
1．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列关于二氧化碳性质的叙述中不正确的是（ ）
A．二氧化碳是无色有毒的气体
B．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊
C．一般情况下二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧
D．二氧化碳能与水反应
2．（24-25八年级下·上海金山·期末）中国有上千年的书法文物，书法中用到的墨主要含碳，这体现了“碳”的（ ）
A．稳定性 B．可燃性 C．吸附性 D．导电性
3．（2025·湖南长沙·二模）在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到许多主要成分是碳单质的物质。下列含碳物质的用途错误的是（ ）
A．石墨用于做钻探机钻头 B．焦炭常用于冶炼金属
C．活性炭可用于冰箱除臭 D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
4．（24-25八年级下·山东淄博·期末）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ）
A．CO可用于冶炼金属
B．CO和CO2不能相互转化
C．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂
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
5．（2025·江苏苏州·二模）“超级黑”是碳纳米管制造的新型材料，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列有关“超级黑”的说法正确的是（ ）
A．“超级黑”是一种合成材料 B．“超级黑”中碳元素的化合价为+4
C．一定条件下，“超级黑”能燃烧 D．“超级黑”不可用于制作散热片
6．（2025·贵州黔东南·二模）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。下列做法与这一主题不相符的是（ ）
A．节约用电，人走灯关 B．积极参与植树造林
C．露天焚烧树叶和杂草 D．使用太阳能热水器
7．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列涉及化学学科观点的说法中正确的是（ ）
A．转化观：一氧化碳和二氧化碳一定条件下可以互相转化
B．微粒观：一氧化碳由一氧化碳分子构成
C．组成观：一氧化碳和二氧化碳中都含有碳单质
D．守恒观：碳和氧气完全燃烧生成二氧化碳
8．（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、光学透明性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域展现出了令人瞩目的应用前景，为相关产业的发展注入了强大的动力。
例如：①新能源汽车上采用了磷酸铁锂(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。
随着科学技术的发展，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似的化学性质，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强导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律 。
（6）为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的 制作，选择的依据是 。
（7）根据文中信息分析，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似
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
9．（24-25八年级下·上海静安·期末）在学习碳的化学性质时，我们学习了木炭和氧化铜的反应，该实验装置如下图所示。
（1）A装置中反应的化学方程式为 。
（2）该反应中A装置能看到的现象为___________。
A．黑色固体变红 B．红色固体变黑 C．氧化铜变红 D．氧化铜变黑
（3）实验装置中的止水夹的作用是___________。
A．防止冷凝水倒流炸裂试管 B．防止石灰水倒吸炸裂试管
C．防止反应物粉末堵塞导管 D．防止灼热的铜被再次氧化
（4）木炭的主要成分为石墨，与石墨互为同素异形体的物质是___________。
A．活性炭 B．焦炭
C．炭黑 D．金刚石
（5）若实验过程中放入的木炭过量，则可能导致产物中生成CO，反应中C、CO、CO2的质量比不可能为___________。
A．6：7：11 B．9：7：22
C．12：7：33 D．18：7：44
10．（24-25八年级下·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实验，请回答相应的问题。
（1）使蜡烛熄灭：
①如下图，观察到的现象是： 。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涸的深井之前一定要先做 。
（2）二氧化碳与水反应：
现象∶ 现象∶ 现象∶ 现象∶
由上述实验现象可推测出，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”）。
能力提升
1．（24-25八年级下·山东淄博·期末）随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是（ ）
A．石墨和石墨烯是同种物质
B．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的
C．石墨和石墨烯都具有优良的导电性，属于化学性质
D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同
2．（2025·广东茂名·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是（ ）
A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同
B．根据上述用途可推测金刚石硬度大
C．水转化为“热冰”过程中分子体积变小
D．“热冰”和水所含的分子化学性质相同
3．（24-25八年级下·山东济南·期末）2025年1月10日全球首列碳纤维地铁列车“CETROVO1.0碳星快轨”在青岛地铁1号线开启运营之旅，其车体、转向架构架等主承载结构均采用碳纤维复合材料制造，实现了车辆性能的升级。碳纤维的主要成分是由碳原子直接构成的物质。下列有关说法正确的是（ ）
A．碳纤维在氧气中充分燃烧生成二氧化碳 B．碳纤维与金刚石的性质完全相同
C．碳纤维是一种新型化合物 D．碳纤维是一种金属单质
4．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）下列物质的性质和用途对应关系不正确的是（ ）
A．石墨能导电作高铁列车的受电弓滑板 B．氮气化学性质稳定用于食品防腐
C．能溶于水作灭火剂 D．金刚石硬度大可裁玻璃
5．（2025·山东聊城·模拟预测）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．乘坐公共交通工具绿色出行 B．生活垃圾就地焚烧
C．双面打印节约用纸 D．安装太阳能灯，利用新能源
6．（2025·湖南长沙·二模）碳和碳的氧化物就存在于我们的身边，下列说法错误的是（ ）
A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
B．一氧化碳有毒，在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒
C．和分子构成不同，所以它们的化学性质也不相同
D．可用于冶炼金属、作气体燃料，可用于人工降雨、灭火
7．（21-22八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）现有一氧化碳和二氧化碳混合气体3.6g，将其通过足量灼热的氧化铜，全部转化为二氧化碳气体，将二氧化碳通入足量澄清石灰水，得到10g白色沉淀，则原气体混合物中一氧化碳与二氧化碳的质量比为（ ）
A．7：11 B．11：7
C．14：11 D．11：14
8．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某混合气体中可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的几种，为确定其成分，进行了如图实验(无水硫酸铜遇水变蓝)。以下说法不正确的是（ ）
A．①中无水硫酸铜变蓝，②中澄清石灰水变浑浊，则混合气体中一定有水蒸气和二氧化碳
B．②中澄清石灰水变浑浊，③中有红色物质出现，则混合气体中一定有二氧化碳和氢气
C．②④中澄清石灰水变浑浊，则混合气体中一定有二氧化碳和一氧化碳
D．③中有红色物质出现，④中澄清石灰水变浑浊，则混合气体中一定有一氧化碳
9．（2025·吉林长春·二模）如图是实验室制取气体的部分装置，回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室制取CO2的原理： （用化学方程式表示）。
（3）与装置C相比，装置B中使用长颈漏斗的优点是 。
（4）若在实验室用装置E作为收集装置，应满足的条件是 。
10．（24-25九年级上·吉林长春·阶段练习）有光的地方就会有文明，三千多年前人类开始使用蜡烛，如今现代都市华灯璀璨。
【古诗中的蜡烛】
（1）“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，这句诗体现了蜡烛的奉献精神。蜡烛中含有碳、氢元素。“蜡炬成灰”是因为蜡烛燃烧生成 扩散到空气中。
【化学实验中的蜡烛】
（2）如图1实验，铜有较好的导热性，加热一段时间后可观察到蜡烛 ；
（3）如图2实验，验证二氧化碳的性质，将二氧化碳从低蜡一侧缓慢倒入烧杯中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，证明二氧化碳具有的物理性质是 ；
（4）如图3实验所示，蜡烛刚开始正常燃烧，过一会儿火焰变小并有黑烟冒出，最后熄灭，蜡烛燃烧所需的体积分数最少是 ；
（5）某同学用氧气传感器和另外一种气体传感器测量密闭条件下蜡烛燃烧时氧气和另外一种气体含量的变化。测量结果如图。
另一种气体不能使澄清石灰水变浑浊，你认为该气体可能是 ，产生该气体的原因是 ，故无法用蜡烛燃烧测定空气中氧气的含量。
11．（2025·湖南长沙·模拟预测）认真阅读下列科普短文，回答相关问题。
在“碳达峰、碳中和”的大背景下，地质封存技术作为当前缓解排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对的封存。煤层封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出并抽出。研究人员对不同的煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质结构失稳，导致泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。
依据文章内容，回答下列问题。
（1）煤层封存过程，主要包含 两大系统。
（2）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压力范围内， 煤对的吸附能力最强。
（3）响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是_______(填标号)。
A．纸张双面打印 B．出行乘坐公共交通工具 C．在生产生活中提倡使用节能用具
12．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期中）某学习小组对实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，实验开始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/min 1 2 3 4 5 6
量筒读数/mL 40 50 55 58 60 60
（1）写出A中不用稀硫酸的原因是 。
（2）C中量筒量程最好选 (填“50”、“100”或“250”)mL。
（3）B中如果不加植物油会使测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)，原因是 。
（4）根据以上实验数据分析，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原因可能是 。
Ⅱ．二氧化碳的性质
第二小组用图丙装置验证二氧化碳的相关性质。实验如图：
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20 mL澄清石灰水，注射器b中吸入20 mL稀盐酸，再从中间瓶口通入二氧化碳气体，将瓶装满，最后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，若观察到 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)步骤三中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是 ，此时三颈烧瓶中压强变化对应图丁中的 段。
13．（2025·湖南永州·模拟预测）为了测定某石灰石样品中碳酸钙的含量，小明同学取12.5g该样品进行实验，然后将100g稀盐酸分五次加入该样品中，充分反应后测得每次生成气体的质量如下表所示(样品中的杂质不反应，生成的气体全部逸出)
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
加入稀盐酸的质量/g 20 20 20 20 20
生成气体的质量/g 1.1 1.1 1.1 1.1 0
请计算：
（1）生成气体的总质量是 g。
（2）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
答案和解析
复习目标 1.掌握碳单质(金刚石、石墨、C60)的物理性质、化学性质及用途，理解其物理性质差异的原因。2.熟练掌握二氧化碳和一氧化碳的性质(物理性质、化学性质)、用途及相关化学方程式明确二者的区别与联系。3.理解碳、二氧化碳、一氧化碳之间的转化关系，能进行相关物质的鉴别、除杂和简单计算。4.认识二氧化碳对环境的影响(温室效应)及一氧化碳的毒性，树立环保和安全意识。
重点和难点 重点：1.碳单质、二氧化碳、一氧化碳的化学性质及相关化学方程式。2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别、除杂方法及相互转化。3.碳和一氧化碳的还原性实验及应用。4.二氧化碳的用途及对环境的影响。难点：1.碳和一氧化碳还原性的实验原理、现象及化学方程式书写。2.二氧化碳和一氧化碳的鉴别与除杂(尤其是混合气体的分离)。3.运用本单元知识进行综合计算(如含杂质物质的反应计算)。4.理解结构决定性质、性质决定用途的化学思想。
█知识点一 碳单质的性质和用途
一、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 C60C60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。 形状四足球，很稳定
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。效果检测
1．（24-25九年级下·重庆石柱·期中）从石墨材料中可以剥离出石墨烯，它与金刚石、石墨一样，都只由碳元素组成。下图是金刚石、石墨C60和石墨烯的微观结构示意图，则①-⑧中关于它们的说法，错误的是（ ）
①它们都是单质 ；
②它们在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳；
③它们的结构中碳原子的排列方式都相同；
④它们的物理性质相异；
⑤它们都是黑色固体；
⑥它们都质软可作润滑剂；
⑦它们的化学性质不同 ；
⑧一个C60分子由60个碳原子构成
A．①②④⑧ B．③④⑤⑧
C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑥⑦
【答案】D
【解析】①金刚石、石墨、C60和石墨烯都只由碳元素组成，由同种元素组成的纯净物是单质，所以它们都是单质，正确；
②因为它们都只含碳元素，根据质量守恒定律，在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳，正确；
③从微观结构示意图可以看出，它们的结构中碳原子的排列方式不同，如金刚石中碳原子呈正四面体网状结构排列，石墨中碳原子呈层状排列，C60分子由60个碳原子构成足球状结构，石墨烯是由碳原子构成的二维平面结构，错误；
④由于碳原子排列方式不同，导致它们的物理性质差异很大，如金刚石硬度大，石墨质软等，正确；
⑤金刚石是无色透明的固体，不是黑色固体，错误；
⑥石墨质软可作润滑剂，但金刚石硬度很大，C60和石墨烯也并非都质软可作润滑剂，错误；
⑦它们都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，错误；
⑧由C60的化学式可知，一个C60分子由60个碳原子构成，正确。
综上①-⑧中关于它们的说法，错误的是③⑤⑥⑦。
故选D。
2．（2025·山东青岛·二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和等。下列有关碳单质的说法中正确的是（ ）
A．金刚石和石墨都是黑色固体
B．金刚石、石墨、都由原子直接构成
C．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
D．金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同
【答案】D
【解析】A、金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色、有金属光泽的固体，说法错误，不符合题意；
B、金刚石、石墨都由碳原子构成，由分子构成，说法错误，不符合题意；
C、碳单质具有可燃性，在空气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，说法错误，不符合题意；
D、金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，符合题意。
故选：D。
█知识点二 无定形碳
物质的结构决定性质，性质决定用途。
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。
④焦 炭：用于冶炼金属。
⑤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）
效果检测
1．（24-25八年级下·山东济南·期末）下列物质与其用途的对应关系，不正确的是（ ）
A．石墨——润滑剂 B．金刚石——制作切割工具等
C．活性炭——制造掘进机钻头 D．炭黑——制造碳素墨水
【答案】C
【解析】A、石墨是一种碳的同素异形体，具有良好的润滑性能。它常被用作高温或高压环境下的润滑剂。A正确。
B、 金刚石是天然存在的最硬物质，也是碳的同素异形体。其极高的硬度使其适合用于制作切割工具、钻头或研磨材料。B正确。
C、活性炭是一种多孔结构的碳，具有强吸附性，常用于净化空气、水或防毒面具中。C不正确。
D、 炭黑是一种无定形碳，颗粒细小，颜色深黑且稳定，常用于制造颜料、橡胶增强剂或墨水。D正确。
故选C。
2．（24-25八年级下·山东淄博·期末）下列对于碳单质的认识不正确的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质
B．石墨有金属光泽，能导电，属于金属单质
C．活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味
D．炭黑在常温下性质非常稳定
【答案】B
【解析】A、金刚石为天然存在最硬的物质，该选项认识正确；
B、石墨具有金属光泽，且能导电，但石墨为碳单质，属于非金属单质，该选项认识不正确；
C、活性炭具有疏松多孔的结构，则具有吸附性，能吸附色素和异味，该选项认识正确；
D、炭黑的主要成分为碳，碳单质在常温下化学性质稳定（不易与其他物质反应），则化学性质稳定，该选项认识正确。
故选B。
█知识点三 碳单质的化学性质
碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。
2.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，
4.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氧化还反应分析
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 + CO2 ( http: / / img.blog. / photo / rhf4jL3651HoryhaZ5lONw== / 2265029137591313382.jpg )2CO（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。
效果检测
1．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列说法不能说明碳在常温下化学性质稳定的是（ ）
A．用碳素墨水书写档案 B．古代的水墨画保存百年不褪色
C．钻石恒久远，一颗永流传 D．炭雕能吸附室内甲醛
【答案】D
【解析】A、用碳素墨水书写档案，是因为碳在常温下化学性质稳定，能使档案长期保存，该选项能说明；
B、古代的水墨画保存百年不褪色，是因为墨中含碳，碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明；
C、钻石（主要成分是碳）恒久远，一颗永流传，是因为碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明；
D、炭雕能吸附室内甲醛，是因为活性炭具有吸附性，属于物理性质，与碳的化学性质稳定无关，该选项不能说明。
故选D。
2．（24-25八年级下·上海黄浦·期末）《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜砂入炉，与木炭同煅，火力到时，铜质如流，泻出成砣”。氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200℃左右；铜的熔点为1083℃。
（1）铜砂的主要成分为碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，受热时发生反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑，该反应的基本类型是 。
（2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，装置如图所示。写出反应的化学方程式： 。试管中观察到的现象是 。实验过程中还可能生成一氧化碳的原因是： 。
（3）“火力到时，铜质如流，泻出成砣”，此法冶炼得到的铜不是粉末状而是块状的原因是 。
【答案】（1）分解反应
（2） 黑色固体逐渐变为红色 反应生成的二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳
（3）氧气充足时，炭火温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状
【解析】（1）该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，故试管中观察到的现象是：黑色固体逐渐变为红色；
反应生成的二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故实验过程中还可能生成一氧化碳；
（3）氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200℃左右；铜的熔点为1083℃。故“火力到时，铜质如流，泻出成砣”，是因为氧气充足时，炭火温度高于铜的熔点，反应过程中铜熔化成液体，冷却至室温后凝固成块状，故此法冶炼得到的铜不是粉末状而是块状。
█知识点四 碳的氧化物
一、二氧化碳性质
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（俗称：干冰）
2.证明二氧化碳的密度大于空气
实 验 现 象
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。 将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶变瘪。分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。
化学性质：①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧；物理性质：密度比空气的大。 物理性质：二氧化碳能溶于水
生活小贴士：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、 自然界碳氧循环自然界碳氧循环
1．二氧化碳对人体健康的影响
空气中二氧化碳的体积分数/% 对人体健康的影响
3 使人呼吸急促
10 使人丧失知觉、呼吸停止，以致死亡
2．自然界的二氧化碳循环
（3）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等；
（4）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。
3．温室效应
（1）温室效应加剧产生的原因：大气中二氧化碳、甲烷、臭氧等温室气体增多；森林因为天灾和人类的乱砍滥伐，导致CO2的消耗减少，引起全球气候变暧；
（2）危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。
5．低碳行动与可持续发展
减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源；促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的生产效率和使用效率；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存二氧化碳；等等
四、一氧化碳
1.物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。
2.产生：①碳的不完全燃烧，化学方程式2C+O2点燃2CO；②含CO的燃料泄漏。
3．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。
4．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。
②燃烧的化学方程式：2CO+O2点燃2CO2
澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O
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
5．还原性
装置及说明 现象及注意事项
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↓+ H2OC处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。2CO + O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg ) 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，防止污染空气其它尾气处理的方法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、气体的鉴别和除杂
1．鉴别：二氧化碳和一氧化碳
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↑
效果检测
1．（2025·陕西咸阳·模拟预测）对于质量相同的CO和，下列说法正确的是（ ）
A．组成元素不同 B．碳原子数目相同
C．所含氧元素的质量比为 D．一定条件下可以互相转化
【答案】D
【解析】A、CO和均由碳元素、氧元素组；说法错误，不符合题意；
B、设CO和的质量均为m，则质量相同的CO和中所含分子数目之比为，每个CO分子和每个分子都含有 1 个碳原子，则质量相同的CO和中所含碳原子数目之比为11:7，即碳原子数目不同；说法错误，不符合题意；
C、设CO和的质量均为m，则质量相同的CO和中所含氧元素的质量比为；说法错误，不符合题意；
D、一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，二者在一定条件下可以互相转化；说法正确，符合题意。
故选：D。
2．（24-25八年级下·山东淄博·期末）小亮同学利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置，用它探究二氧化碳的制取和性质（固定装置未画出），图中a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花。
（1）最左侧试管内可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
（2）右侧玻璃管内观察到a、b、c、d四处中 处棉花先变 色，说明二氧化碳具有的物理性质是 ，化学性质是 （用化学方程式表示）。
【答案】（1） 澄清石灰水变浑浊
（2） d 红 密度比空气大
【解析】（1）①大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳通入澄清的石灰水中使澄清石灰水变浑浊；
②澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与澄清石灰水的溶质氢氧化钙反应，生成水和沉淀碳酸钙，化学方程式为：；
（2）该实验中，a，d为浸有紫色石蕊溶液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，观察到d处棉花先变红，a处棉花后变红，而b、c棉花不变色。d处先变红，a处后变红，说明二氧化碳先到达d处，这体现了二氧化碳的密度比空气大这一物理性质；b、c处为干燥棉花，不变红说明二氧化碳不能使干燥的石蕊变色，a、d处为湿润棉花，变红色说明二氧化碳与水反应生成了使紫色石蕊变红的物质碳酸，体现了二氧化碳能与水反应的化学性质，化学方程式为：。
█知识点五 二氧化碳的制取
一、二氧化碳制取的研究
2.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。
（5）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。
（6）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。
二、气体制取的一般思路
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）
固固加热型 固液常温型
高锰酸钾制氧气 大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
试管口略向下倾斜 适合制取少量气体 适合制取大量气体 长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
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
实验室制取二氧化碳气体除杂和净化
盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。
效果检测
1．（2025·江苏连云港·二模）化学是以实验为基础的学科，下列实验室制取CO2的实验操作正确的是（ ）
A．CO2的制取 B．CO2的验满
C．CO2的收集 D．CO2的检验
【答案】C
【解析】A、该装置中长颈漏斗下端没有伸入到液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，无法收集到二氧化碳气体，故A错误；
B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，二氧化碳验满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满，故B错误；
C、二氧化碳密度比空气大，能溶于水也与水反应，因此可以采用向上排空气法进行收集，故C正确；
D、检验二氧化碳应将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，故D错误。
故选C。
2．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）实验室现有稀盐酸、大理石、药匙、镊子等实验用品以及下列仪器，请回答下列问题：
Ⅰ.制取二氧化碳：
（1）发生反应的化学方程式为 。
（2）选用的收集装置是 （填字母），不能用另一个收集装置收集的原因是 ，且能溶于水。
（3）通过对比A、B装置的异同分析，A装置的优点是_______（填字母）。
A．能随时添加液体试剂 B．能控制反应的发生和停止
（4）用所给的某个装置制取较多，从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，一次性加入足量 （填试剂名称）比较合理。
（5）检查装置气密性的现象如上述E图所示，说明该装置的气密性 ，用F装置检验气体时，会观察到澄清石灰水变 。
Ⅱ.拓展实验：
（6）向一个收集满气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3容积的水（如图所示），此时瓶内约1/3容积的被水 （填“溶解”或“排出”），立即旋紧瓶盖，充分振荡后，观察到瓶子变瘪，证明气体能溶于水。
【答案】（1）
（2） D 二氧化碳能与水反应
（3）A
（4）大理石
（5）良好 浑浊
（6）溶解
【解析】（1）根据题干所提供的药品，用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，其原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；
（2）二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法收集，即装置D；
不选用装置C通过排水法收集二氧化碳的原因是二氧化碳能溶于水且与水反应；
（3）A、B装置都是固液常温型发生装置，其中A装置的优点是能通过长颈漏斗随时添加液体试剂，故选：A；
（4）根据题干所提供的药品，用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A或B，其中A装置能制取较多的气体且能随时添加液体药品，故选用装置A制取较多，则从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，一次性加入足量大理石比较合理；
（5）检查装置气密性的现象如E图所示，导管口有气泡冒出，说明该装置的气密性良好；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则用F装置检验气体时，会观察到澄清石灰水变浑浊；
（6）向一个收集满气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3容积的水，此时瓶内约1/3容积的被水溶解，立即旋紧瓶盖，充分振荡后，观察到瓶子变瘪，证明气体能溶于水。
█考点一 碳单质的性质和用途
【例1】（24-25八年级下·山东济南·期末）碳单质存在的形式多种多样，除了金刚石、石墨之外，科学家们又相继发现了一些新的碳单质，如等。下列对于碳单质的认识中，不正确的是（ ）
A．石墨转化为金刚石属于化学变化 B．金刚石、石墨、都由原子直接构成
C．所有的碳单质都能导电 D．等碳材料是一种未来革命性材料
【答案】BC
【解析】A、石墨和金刚石是碳元素形成的不同单质，石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，此选项正确；
B、金刚石、石墨由原子构成，由分子构成，此选项错误；
C、不是所有碳单质都导电，如金刚石不导电,此选项错误；
D、、、等碳材料有特殊性质，是未来革命性材料,此选项正确。
故选BC。
【变式1-1】（24-25八年级下·山东泰安·期末）如图是金刚石、石墨、、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A．以上四种物质的碳原子的结构不同
B．以上四种物质都是由碳原子构成的
C．等质量的以上四种物质中所含有碳原子的个数不同
D．等质量的以上四种物质完全充分燃烧，消耗氧气的质量相同
【答案】D
【解析】A、以上四种物质碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，但碳原子的结构相同，不符合题意；
B、金刚石、石墨、碳纳米管均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，不符合题意；
C、以上四种物质均属于碳单质，等质量的以上四种物质中所含有碳原子的个数相同，不符合题意；
D、以上四种物质均属于碳单质，等质量的以上四种物质完全充分燃烧均生成二氧化碳，消耗氧气的质量相同，符合题意。
故选D。
【变式1-2】（24-25八年级下·黑龙江大庆·期中）石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是（ ）
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同,但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，金属也有导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
【答案】B
【解析】①石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法错误；
②金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质，碳单质具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，则三种物质在足量的氧气中完全燃烧的产物相同，说法正确；
③金刚石和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质，但它们的碳原子排列方式不同，即结构不同，说法正确；
④石墨烯有超强的导电性和导热性，金属也有导电性和导热性，导电性和导热性是物理性质。石墨烯和金属的化学性质不相似。说法错误；
综上可知，说法正确的是②③，故选：B。
█考点二 碳的化学性质
【例1】（2025·湖南长沙·三模）墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是（ ）
A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大
C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性
【答案】A
【解析】墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是常温下碳单质的化学性质稳定，与碳单质的硬度大、碳单质有吸附性、碳单质有可燃性无关，故选：A。
【变式2-1】（2025·山东临沂·二模）“一两黄金一两墨”古法徽墨制作是中国传统工艺的瑰宝，其制作过程中蕴含丰富的化学知识。以下是结合徽墨制作流程的化学知识，解析不正确的是（ ）
A．烟炱的制取过程中松木不完全燃烧主要产物是CO
B．徽墨中的胶料的熬制蛋白质转化为氨基酸属于化学变化
C．徽墨能在纸上持久不褪色由于碳单质常温下化学性质稳定
D．徽墨制作中添加冰片（）作为防腐剂，徽墨属于纯净物
【答案】D
【解析】A、松木不完全燃烧时，主要产物是一氧化碳（CO），同时会产生炭黑等，该选项解析正确；
B、蛋白质转化为氨基酸，有新物质生成，属于化学变化，该选项解析正确；
C、徽墨的主要成分是碳，碳单质在常温下化学性质稳定，所以能在纸上持久不褪色，该选项解析正确；
D、徽墨制作中除了添加冰片，还有炭黑、胶料等多种成分，由多种物质组成，属于混合物，并非纯净物，该选项解析错误。
故选D。
【变式2-2】．（24-25八年级下·山东淄博·期末）某小组利用如图装置进行木炭与氧化铜的实验，酒精灯加金属网罩是为了提高火焰温度。下列说法错误的是
A．该反应说明木炭具有还原性
B．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体
C．该反应中，化合价降低的是铜元素和碳元素
D．装置中发生反应：
【答案】C
【解析】A、在该反应中，木炭夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜被还原为铜，这说明木炭具有还原性，A 正确。
B、由于反应生成了铜，铜是红色固体，而反应物氧化铜是黑色固体，所以反应过程中黑色氧化铜变为红色固体，B 正确。
C、在反应中，铜元素的化合价从 + 2价降低到0价；碳元素的化合价从0价升高到 + 4价，C 错误。
D、装置中发生的反应就是木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为，D 正确。
故选C。
█考点三 碳和碳的氧化物
【例3】（2025·福建漳州·模拟预测）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．如果被封存在含氢氧化钙的地下水层中，可慢慢转化为固态碳酸盐
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，威胁人类生命健康
【答案】C
【解析】A、CO2可用于光合作用、灭火等（有利），也会导致温室效应（有弊），说法正确；
B、CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3（固态碳酸盐），说法正确；
C、CO2气体压缩成液态CO2，是分子间隔变小，分子本身大小不变，说法错误；
D、CO2泄漏会使局部浓度上升，使人缺氧窒息，威胁生命健康，说法正确。
故选C。
【变式3-1】（2025·陕西商洛·三模）为探究二氧化碳的性质设计了如图所示的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．两朵紫色石蕊纸花均变色
B．实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花颜色不变
C．两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳能灭火
D．该实验只能证明二氧化碳的化学性质
【答案】C
【解析】A、二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使湿润的紫色石蕊纸花变红色，说法错误，不符合题意；
B、碳酸不稳定，受热易分解生成二氧化碳和水，因此实验后用热吹风机烘干湿润的石蕊纸花，纸花又变为紫色，说法错误，不符合题意；
C、两支蜡烛均熄灭，说明二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火，说法正确，符合题意；
D、干燥的紫色石蕊纸花不变色，湿润的紫色石蕊纸花变红色，说明二氧化碳能与水反应；低处蜡烛先熄灭，高处蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧，既能证明二氧化碳的化学性质，又能证明二氧化碳的物理性质，说法错误，不符合题意。
故选：C。
【变式3-2】（2025·河北沧州·模拟预测）要除去CO2中的杂质CO， 下列实验设计正确的是 （ ）
选项 A B C D
目的 除去CO 除去CO 除去CO 除去CO
实验设计
【答案】B
【解析】A、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳中混有少量一氧化碳，无法被点燃，不符合题意；
B、一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，可除去杂质，符合题意；
C、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，一氧化碳和氢氧化钠不反应，除去了原物质，不符合题意；
D、二氧化碳能与水反应生成碳酸，一氧化碳难溶于水，且与水不反应，无法除去一氧化碳，不符合题意。
故选B。
█考点四 实验室制取二氧化碳
【例4】（2025·辽宁盘锦·模拟预测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是（ ）
A．制CO2的药品 B．发生装置
C．收集气体 D．处理实验后药品
【答案】A
【解析】A、在实验室中常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故 A 正确；
B、发生装置中的长颈漏斗下端要伸入液面以下，以防生成的二氧化碳由长颈漏斗逸出，故 B 错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，应采用向上排空气法来收集二氧化碳，故 C 错误；
D、实验后的废物不能倒入下水道，以防造成水污染，应倒入废液缸中，故 D 错误。
故选 A 。
【变式4-1】（24-25九年级下·宁夏吴忠·期中）请根据如图的仪器和实验要求回答：
（1）实验室用石灰石制取并收集二氧化碳，应选择的仪器有： (填序号)，该反应的化学方程式为： 。
（2）若采用排水法收集气体时，下列操作的正确顺序为 (填序号)。
a．将导管伸入集气瓶口
b．观察导管口气泡冒出的情况
c．将盛满水的集气瓶倒立在仪器“⑨”内，小心移去玻璃片
d．收集满气体后，移开导管并盖好玻璃片，取出集气瓶放在实验桌上
【答案】（1）②③⑦⑧
（2）cbad
【解析】（1）实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，二氧化碳能溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故应选择的仪器是：②③⑦⑧；
石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
（2）采用排水法收集气体时，操作的顺序为：先将盛满水的集气瓶倒立在水槽内，小心移去玻璃片，然后观察导管口气泡冒出的情况，当导管口有连续均匀气泡冒出时，就将导管伸入集气瓶口，待收集满气体后，移开导管并盖好玻璃片，取出集气瓶放在实验桌上。故正确操作顺序为c、b、a、d。
【变式4-2】（22-23九年级上·山东德州·期末）根据下列实验装置图，请回答下列相关问题：
（1）写出仪器①、②的名称：① 、② ；
（2）装置A中所发生反应的化学方程式为 ；
（3）装置B的作用是吸收装置A中挥发出来的HCl；装置C中浓硫酸的作用是 ；
（4）反应一段时间后，装置F的玻璃管中可观察到的现象是 ；装置G中澄清石灰水变浑浊，请写出该反应的化学方程式 ；
（5）某学生在验证CuO与CO反应产物时，在装置E中加入了一种试剂。你认为该试剂是 。
【答案】（1） 铁架台 酒精灯
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）干燥气体
（4） 黑色粉末逐渐变成红色 CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O
（5）氢氧化钠溶液
【解析】（1）仪器①名称为铁架台，②为酒精灯。
（2）装置A中发生的是碳酸钙与盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳的反应，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（3）浓硫酸具有吸水性，装置C中浓硫酸的作用是干燥气体。
（4）A中产生的二氧化碳通过B、C装置除杂后，再通过D装置与炭粉反应生成一氧化碳，一氧化碳与F中氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，反应一段时间后，装置F的玻璃管中可观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色。装置G中澄清石灰水变浑浊发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，方程式为CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。
（5）氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，要验证氧化铜和一氧化碳的反应产物，需排除原二氧化碳的干扰，装置E的作用是除去原有二氧化碳，所用试剂可以是氢氧化钠溶液。
基础应用
1．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列关于二氧化碳性质的叙述中不正确的是（ ）
A．二氧化碳是无色有毒的气体
B．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊
C．一般情况下二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧
D．二氧化碳能与水反应
【答案】A
【解析】A、二氧化碳是无色无味的气体，本身无毒，但二氧化碳不能供给呼吸，浓度过高会使人窒息，该选项错误；
B、二氧化碳能与澄清石灰水（氢氧化钙溶液）反应生成碳酸钙沉淀，使澄清石灰水变浑浊，该选项正确；
C、一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，该选项正确；
D、二氧化碳能与水反应生成碳酸，该选项正确。
故选A。
2．（24-25八年级下·上海金山·期末）中国有上千年的书法文物，书法中用到的墨主要含碳，这体现了“碳”的（ ）
A．稳定性 B．可燃性
C．吸附性 D．导电性
【答案】A
【解析】书法中用到的墨主要含碳，历经上千年字迹仍能保存完好，是因为常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，能长久保存，体现了碳的稳定性。而可燃性是碳能燃烧的性质；吸附性一般是活性炭等具有的吸附杂质等的性质；导电性是指物质传导电流的能力，均与墨汁书写字迹长久保存无关。
故选A。
3．（2025·湖南长沙·二模）在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到许多主要成分是碳单质的物质。下列含碳物质的用途错误的是（ ）
A．石墨用于做钻探机钻头 B．焦炭常用于冶炼金属
C．活性炭可用于冰箱除臭 D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
【答案】A
【解析】A、石墨的物理性质是质软、滑腻，通常用作润滑剂或电极材料。而钻探机钻头需要极高的硬度，金刚石才是自然界最坚硬的物质，常用于此用途。选项错误；
B、焦炭具有还原性，能用于冶炼金属。选项正确；
C、活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附异味和色素，可用于冰箱除臭。选项正确；
D、金刚石是导热性极佳的材料，其薄膜可应用于散热领域（如电子元件散热）。选项正确。
故选A。
4．（24-25八年级下·山东淄博·期末）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ）
A．CO可用于冶炼金属
B．CO和CO2不能相互转化
C．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂
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
【答案】B
【解析】A、一氧化碳具有还原性，在高温下能与金属氧化物反应，将金属还原出来，可用于冶炼金属，说法正确；
B、一氧化碳具有可燃性，燃烧时生成二氧化碳，二氧化碳在高温下能与碳反应（还原反应），生成一氧化碳，故一氧化碳和二氧化碳可以互相转化，说法错误；
C、干冰是固态二氧化碳，升华是指固体直接变为气体的过程，此过程吸收大量热量，导致周围温度降低，说法正确；
D、炭黑是碳的一种单质形式，碳在常温下化学性质稳定，不易与其他物质（如氧气、水）发生反应，因此不易变质或褪色，说法正确。
故选B。
5．（2025·江苏苏州·二模）“超级黑”是碳纳米管制造的新型材料，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列有关“超级黑”的说法正确的是（ ）
A．“超级黑”是一种合成材料 B．“超级黑”中碳元素的化合价为+4
C．一定条件下，“超级黑”能燃烧 D．“超级黑”不可用于制作散热片
【答案】C
【解析】A、合成材料是通过化学合成方法制成的人造有机高分子材料，如塑料、合成纤维和合成橡胶。“超级黑”是碳纳米管材料，属于碳单质，是无机非金属材料，错误。
B、在单质中，元素的化合价均为0。“超级黑”是碳纳米管，由碳原子组成，属于碳单质，因此碳元素的化合价为0。错误。
C、碳单质在氧气充足且点燃的条件下能燃烧，生成二氧化碳。“超级黑”是碳纳米管，由碳元素组成，属于碳单质，因此在点燃条件下能与氧气反应而燃烧。正确。
D、题干明确说明“超级黑”的导热效率为铜的7倍，而铜是常用的散热片材料（因其导热性好）。因此，“超级黑”的导热性能更优，完全适合用于制作散热片。错误。
故选C。
6．（2025·贵州黔东南·二模）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。下列做法与这一主题不相符的是（ ）
A．节约用电，人走灯关 B．积极参与植树造林
C．露天焚烧树叶和杂草 D．使用太阳能热水器
【答案】C
【解析】A、节约用电，人走灯关，可以节约能源，减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”，不符合题意；
B、积极参与植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”，不符合题意；
C、露天焚烧树叶和杂草，会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”，符合题意；
D、使用太阳能热水器，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”，不符合题意。
故选C。
7．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）下列涉及化学学科观点的说法中正确的是（ ）
A．转化观：一氧化碳和二氧化碳一定条件下可以互相转化
B．微粒观：一氧化碳由一氧化碳分子构成
C．组成观：一氧化碳和二氧化碳中都含有碳单质
D．守恒观：碳和氧气完全燃烧生成二氧化碳
【答案】AB
【解析】A、一氧化碳可以和氧气生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下可以生成一氧化碳，说法正确；
B、一氧化碳由一氧化碳分子构成，一氧化碳分子由碳原子和氧原子构成，说法正确；
C、物质是由元素组成的，一氧化碳和二氧化碳中都含有碳元素，一氧化碳和二氧化碳都是由分子构成的，不含碳单质，说法错误；
D、根据化学方程式可知，每12份质量的碳能与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳，12g碳在36g氧气中完全燃烧后体系组分为44g二氧化碳和4g氧气，说法错误。
故选AB。
8．（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、光学透明性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域展现出了令人瞩目的应用前景，为相关产业的发展注入了强大的动力。
例如：①新能源汽车上采用了磷酸铁锂(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。
随着科学技术的发展，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似的化学性质，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强导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律 。
（6）为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的 制作，选择的依据是 。
（7）根据文中信息分析，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似
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
【答案】（1） 化学 高导电性、高导热性、高强度、光学透明性
（2）
（3）-3
（4）4%
（5）随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
（6） 含2%石墨烯的纤维 其他条件相同的情况下，当石墨烯的纤维含量为2%时，紫外线的透过率最低
（7）BD
【解析】（1）石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片，石墨烯和石墨是不同的物质，说明该过程中有新物质生成，属于化学变化；
物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质叫做物理性质，则由题干信息可知，石墨烯具有的物理性质是高导电性、高导热性、高强度、光学透明性等；
（2）石墨烯和石墨均属于碳单质，具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，化学方程式为；
（3）磷酸铁锂()中 Li元素显+1价、铁元素显+2价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则“”的化合价为-3；
（4）已知电池电阻越小，性能越好，由图2可知，磷酸铁锂电池材料中添加石墨烯含量为4%时，磷酸铁锂粉末电阻最小，则磷酸铁锂电池性能最优越；
（5）橡胶中添加石墨烯可增强导热性，结合图3可知石墨烯用量对热导率的影响规律是：随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小；
（6）为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的含石墨烯的纤维制作，选择的依据是：其他条件相同的情况下，当石墨烯的纤维含量为2%时，紫外线的透过率最低；
（7）A、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法错误，不符合题意；
B、金刚石和石墨烯都是由碳元素组成的，但碳原子的排列方式不同，所以是组成相同但结构不同的两种物质，说法正确，符合题意；
C、石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，说法错误，不符合题意；
D、由题干信息可知，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，说法正确，符合题意。
故选：BD。
9．（24-25八年级下·上海静安·期末）在学习碳的化学性质时，我们学习了木炭和氧化铜的反应，该实验装置如下图所示。
（1）A装置中反应的化学方程式为 。
（2）该反应中A装置能看到的现象为___________。
A．黑色固体变红 B．红色固体变黑 C．氧化铜变红 D．氧化铜变黑
（3）实验装置中的止水夹的作用是___________。
A．防止冷凝水倒流炸裂试管 B．防止石灰水

展开更多......

收起↑