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第七讲　碳和碳的氧化物
广东省近五年中考化学考情一览表 课标要求 年份/分值 2025 2024 2023 2022 2021
◎碳单质的性质和用途 3 3 5 3 3
◎一氧化碳的性质和用途 1 ◎通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，认识物质的性质与用途的关系 4 2
广东省近五年中考化学考情一览表 课标要求 年份/分值 2025 2024 2023 2022 2021
◎以自然界中的碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义 4 2
教材导航：人教版：九上第六单元P127～144　科粤版：九上第五单元P146～165
01
知识整合 多维剖析
判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
1．金刚石和石墨都是由碳原子构成的，所以它们的性质相同。(　　)
2．碳单质在氧气中燃烧只生成二氧化碳。(　　)
3．冬天用煤炉取暖时，在煤炉旁放一盆水能防止煤气中毒。(　　)
4．二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变为红色，说明二氧化碳显酸性。(　　)
5．CO2可与碱溶液反应，所以非金属氧化物一定能与碱溶液反应。(　　)
×
×
×
×
×
6．CO2气体可用浓硫酸、 NaOH 固体、碱石灰等干燥。(　　)
7．CO和 CO2 化学性质不同的原因是分子构成不同。(　　)
8．可以用燃着的木条检验收集的气体是否为二氧化碳。(　　)
9．可以用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳。(　　)
10．CO2中混有 HCl 时，可以用 NaOH 溶液除杂。(　　)
×
√
×
×
×
【例1】　(2024·广东深圳)俊宇同学想要做实验室制取二氧化碳实验。
(1)实验室制取CO2的化学方程式：___________________________________。
【点拨】　实验室常用大理石或石灰石和盐酸制取二氧化碳，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为________(填字母)。
【点拨】实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，二氧化碳的密度比空气的大，能溶于水，所以制取二氧化碳的发生和收集装置为BC。
(3)干燥CO2气体，从E中的________(填“a”或“b”)口通入。
【点拨】洗气除杂应该是长进短出，所以干燥CO2气体，从E中的a口通入。
(4)模拟海洋生态系统(如图)。
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和________作用参与碳循环；
②俊宇向生态箱中通入CO2，一段时间后烧杯中出现的现象为__________；
③测得生态箱内pH下降，原因是________________；
④请你结合生活实际列举一条减少大气中CO2排放量的具体措施：__________________。
【点拨】①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和光合作用参与碳循环；②向生态箱中通入CO2，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以一段时间后烧杯中出现的现象是澄清石灰水变浑浊；③生态箱内pH下降，原因是CO2与水反应生成碳酸；④生活中减少大气中CO2排放量的具体措施可为绿色出行等。
【例2】　(2022·广州)某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下研究确定废液处理方案。
(1)废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式：_____________________________________。
②推测废液所含溶质。
推测一：________　推测二：CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______(填字母)。
A．石蕊溶液 B．AgNO3溶液
C．锌粒 D．CuO粉末
【点拨】　①碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。②碳酸钙和盐酸的反应情况有三种，恰好反应和碳酸钙过量，溶质只有氯化钙；盐酸过量，溶质有氯化氢和氯化钙；故推测一为CaCl2。③根据题意，只要证明是否含有盐酸就可以。A.氯化钙溶液呈中性，盐酸可使紫色石蕊溶液变红，故可验证；B.氯化钙和盐酸中都含有氯离子，和AgNO3溶液反应都产生白色沉淀，故不可验证；C.锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，产生气泡，故可验证；D.盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水，黑色粉末消失，溶液变蓝色，故可验证。
(2)废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固体的用量？
【进行实验】取100 mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加
5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液
的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
①a～b阶段，观察到烧杯中的现象是_________________________________。
②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为__________________________。
③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2
溶液，有白色沉淀生成，说明处理100 mL废液，所需
5.3%的Na2CO3溶液的体积________(填“大于”“等
于”或“小于”)120 mL。
④将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重，质量为
4 g。若处理10 L该废液，理论上需要Na2CO3固体
________g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看作
1 g/cm3)
【点拨】　①将碳酸钠溶液逐滴加入含有盐酸和氯化钙的溶液中，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，然后和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，因此a～b阶段为碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，观察到烧杯中的现象是产生气泡。②b点后为碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl。③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明碳酸钠溶液已经过量，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积小于120 mL。④设生成4 g碳酸钙沉淀需要碳酸钠的质量为x。
考点溯源 精题演练
02
1．(RJ九上P129新增素材改编)高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是(　　)
A．滑腻感 B．颜色黑
C．导电性 D．熔点高
√
2．(RJ九上P152新增习题改编)下列关于CO和CO2的说法中，正确的是
(　　)
A．CO和CO2均是大气污染物
B．CO和CO2均具有可燃性
C．CO和CO2均能溶于水
D．CO和CO2在一定条件下可以相互转化
√
3．(RJ九上P150新增习题改编)实验室里用如图所示装置制取二氧化碳，并研究二氧化碳的性质。下列有关说法正确的是(　　)
A．从长颈漏斗注入15 mL稀硫酸
B．B试管中石蕊溶液变红，说明CO2具有酸性
C．若C试管中盛有澄清石灰水，则可观察到其变浑浊
D．C试管中加入氢氧化钠溶液，也可用于检验CO2
√
4．(RJ九上P134新增习题改编)文房四宝“笔墨纸砚”在我国书法和绘画史上发挥了重要作用。
(1)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，其保存完好的原因是_____________________________。
(2)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以加工成竹炭，用于除去冰箱、衣柜、汽车等内部循环中的异味，这是利用了竹炭的________性。
常温下碳的化学性质不活泼
吸附
考点1　碳单质的性质和用途
1．(广东真题组合)判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2024)用活性炭等材料制作净水器，是利用活性炭有可燃性。(　　)
(2)(2023)用铅笔芯制作电极是因为石墨有导电性。(　　)
(3)(2019)金刚石硬度大，可制造钻头。(　　)
(4)(2018)金刚石、石墨、活性炭的性质相同。(　　)
×
√
√
×
2．(广东真题组合)碳及其化合物在生活中应用广泛。
(1)(2023)石墨烯、金刚石和C60均属于碳单质，下列说法正确的是________(填字母)。
a．都由碳元素组成 b．都由碳原子构成
c．物理性质相似
(2)(2022)画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质_____________。
(3)(2019)焙烧硅藻土、活性炭都有________的结构，能起到吸附作用。
a
稳定(或不活泼)
疏松多孔
考点2　碳的氧化物
3．下列关于碳及其化合物的说法不正确的是(　　)
A．排放CO2是温室效应加剧的主要原因
B．封闭房间燃烧含碳燃料要防CO中毒
C．干冰可用于人工增雨
D．如图装置可证明CO2能与烧碱溶液反应
√
4．如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥棉球，下列对该实验现象描述正确的是(　　)
A．①比④先变红，②、③不变红
B．②比③先变红，①、④不变红
C．③比②先变红，①、④不变红
D．④比①先变红，②、③不变红
√
5．我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指CO2的排放总量和吸收总量相当。针对中学生的学习环境，国家也规定教室内空气中二氧化碳的最高允许浓度为0.15%。下列是某学习小组对教室内二氧化碳浓度的检测和相应结果处理的措施，不正确的是(　　)
A．从教室不同位置多点采集空气样品
B．将盛有澄清石灰水的烧杯置于教室一段时间进行测定
C．测得二氧化碳浓度为0.28%，说明二氧化碳浓度超标
D．为避免二氧化碳浓度超标，教室应多通风换气
√
6．下列措施中对促进“碳中和”最直接有效的是(　　)
A．大力推广使用脱硫煤
B．加快煤的开采与使用，大力发展经济
C．大规模开采可燃冰作为新能源
D．绿色出行，积极践行“低碳生活”理念
√
7．某同学用如图装置(铁架台等略去)探究CO2的性质。
(1)若打开K1，A处可观察到的现象是蜡烛__________________，证明CO2具有的化学性质是______________________。
(2)B处进行实验时，先关闭K1和K2，加热b，一段时间后，再通入CO2，观察到a、c中纸花均不变色。再打开K2，a中纸花逐渐变_________，由此证明了CO2能与水反应，发生反应的化学方程式为_______________________。
由低到高依次熄灭
不能燃烧、也不支持燃烧
红
H2O＋CO2===H2CO3
实验探究 能力提升
03
实验一　木炭还原氧化铜
1．实验装置
2．实验原理
木炭还原氧化铜的化学方程式：___________________________________。
3．实验现象：黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊。
4．实验结论：木炭与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，木炭夺取了氧化铜中的氧，该反应证明木炭具有还原性。
实验试剂 石灰石(或___________)和稀盐酸
实验原理 __________________________________________
发生装置

固＋液(不加热)型
收集装置

向上排空气法，原因是CO2能溶于水且密度比空气的大
实验二　二氧化碳的制取
大理石
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
检验和验满
检验：将产生的气体通入___________，若溶液变_______，则证明生成的气体是二氧化碳
验满：将燃着的木条放在___________，若木条________，则证明CO2已收集满
澄清石灰水
浑浊
集气瓶口
熄灭
净化和 干燥

净化：将气体通过盛有______________溶液的洗气瓶(除去氯化氢)
干燥：通常使用___________对二氧化碳进行干燥
连接顺序：a→b→c→d
饱和NaHCO3
浓H2SO4
稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，会阻止反应的进一步进行
?思考：实验室制取二氧化碳试剂的替代品
(1)不用浓盐酸代替稀盐酸的原因是__________________________________
____________；
(2)不用稀硫酸代替稀盐酸的原因是__________________________________
______________________________________ __；
(3)不用碳酸钠(或碳酸钾)来代替石灰石(或大理石)的原因是_________________________________________________________________
___________。
浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中会混有HCl气体
粉末状试剂与稀盐酸接触面积大，反应剧烈，不利于反应速率的控制和气体的收集
考前专项训练
04
[基础巩固]
1．(2024·广西)碳元素的开发与利用贯穿人类发展史。下列含碳物质最早被人类利用的是(　　)
A．煤炭 B．C60
C．石墨烯 D．碳纳米管
√
2．下列碳和碳的氧化物性质与用途对应关系错误的是(　　)
A．金刚石硬度大——作钻头
B．石墨有导电性——作电极
C．一氧化碳具有可燃性——工业炼铁
D．活性炭具有吸附性——净水
√
3．(2024·辽宁)二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是(　　)
A．作燃料
B．参与光合作用
C．固态二氧化碳用于人工增雨
D．制碳酸饮料
√
4．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密度比空气密度大
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
√
5．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容。“碳家族”的成员很多，如图是“碳家族”中常见的金刚石、石墨和C60的微观结构示意图。下列关于其成员说法正确的是(　　)
A．石墨不具有润滑性
B．C60单质是由碳原子直接构成的
C．金刚石和石墨都能导电
D．常温下它们的化学性质不活泼
√
6．[RJ九上教材P131新增素材]中国科学院联合新加坡科研团队已成功合成T-碳，为“碳家族”增添了新成员。T-碳是一种蓬松的碳材料，内部有很大的可利用空间，密度非常小，具有很高的硬度。下列有关说法中，不正确的是(　　)
A．T-碳内部的可利用空间为其作为储氢材料提供可能
B．T-碳和金刚石的化学性质相似
C．T-碳在氧气中充分燃烧产生二氧化碳
D．T-碳和金刚石的物理性质有很大差异，其原因是碳原子数目不同
√
7．[跨学科实践活动]某小组在完成“基于碳中和理念设计低碳行动方案”的跨学科实践活动后，收获颇多。下列说法正确的是(　　)
A．“碳中和”中的碳是指碳元素
B．“碳中和”的实现有助于缓解温室效应，说明二氧化碳是空气污染物
C．开发氢能有利于实现碳中和、碳达峰
D．可用澄清石灰水吸收空气中过量的CO2，以解决温室效应
√
8．(2024·东莞模拟)绿色冬奥，下列做法不符合绿色低碳节能减排理念的是(　　)
A．汽车更多使用氢燃料
B．场馆更多使用太阳能
C．提高场地造雪制冰效率
D．休息室全天照明
√
[能力提升]
1．(2024·广州)部分含碳物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A．a可能是C60
B．b和c能相互转化
C．c能与水反应生成d
D．c不能直接转化成e
√
2．二氧化碳的发现和命名经历了很长的时间。
Ⅰ.发现CO2：17世纪初，海尔蒙特发现木炭燃烧后有不可见的“森林之精”气体。
Ⅱ.制得CO2：1755年，布莱克利用煅烧白垩(主要成分为CaCO3)等一系列实验，第一个用定量方法研究CO2。实验具体流程如图：
Ⅲ.研究CO2性质：1766年，卡文迪什通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解1体积CO2。
(1)产生“森林之精”的反应属于________反应(填基本反应类型)。
化合
(2)布莱克煅烧20.5 g白垩，发现总质量减少了8.8 g，则白垩中CaCO3的质量分数是多少？(写出计算过程，结果精确至0.1%)
(3)反应②中涉及的能量转化是___________________。根据CaO在流程中的反应，说出其日常生活中的一种用途： _______________________。
(4)如图，在室温下将容积为100 mL的广口瓶注满蒸馏水，通过导管a缓慢通入150 mL CO2，按照卡文迪什的结论，量筒中收集到的液体约为________mL。
化学能转化为热能
作干燥剂(合理即可)
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