资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
碳和碳的氧化物
知识点一 碳单质
一、碳单质的物理性质和用途
碳单质 石墨 金刚石 C60
化学式
构成 由 构成 由 构成 由 构成
微观模型图
物理性质 的有 的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 无色透明的的固体；天然存在的最 的物质；特殊条件下制备的金刚石薄膜 、 大； 好。 有特殊的物理性质
用途 作 或电刷、制 、做坩埚，作机械高温润滑剂。 制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ；金刚石薄膜用作 。 用于 、 、材料科学等领域
性质差异的原因 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：
无定形碳 1、焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是 ，结构与 类似。木炭、活性炭有 的结构，因此有 ，活性炭的 比木炭强。2、活性炭的应用：可用于 中除去毒气、制糖业中 以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂
二、碳单质的化学性质
1、碳单质的化学性质
（1）常温下 强（古代字画能长久保存的原因）。
（2） ：(O2充足)完全燃烧生成CO2： ；（O2不足）不完全燃烧生成CO： 。
（3）还原性： （置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 。 （现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊。）
2、木炭与氧化铜反应
实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴
实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。
实验原理
实验装置
实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性；b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中；d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟；e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。
实验现象 大试管中的固体由 色变为 色；小试管中的澄清石灰水 。
实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 单质和 ；该实验说明木炭具有 性。
实验注意 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。
计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。
知识点二 一氧化碳性质及用途
1.物理性质： 、 的 气体，难溶于 ，密度比空气 。
2.化学性质
（1）可燃性：2CO+02=====2C02 点燃CO，产生 ，放出热量。
（2）毒性：是指它极易与人体血液中的 结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合， ，造成生物体内 ，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要 。
（3）还原性：
①一氧化碳还原氧化铜
实验仪器 硬质玻璃管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、铁架台、酒精灯、酒精喷灯、玻璃导管
实验试剂 一氧化碳、氧化铁、澄清石灰水。
实验原理
实验装置
实验步骤 a.组装仪器，并检查装置的气密性。；b.装入药品，固定装置；c.点燃酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳；d.点燃酒精喷灯；e.反应完成后，熄灭酒精喷灯；f.硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳；g.熄灭酒精灯。
实验现象与原理 玻璃管内：红棕色粉末 。反应的化学方程式： 试管内：澄清石灰水 。反应的化学方程式： 酒精灯处：气体 。反应的化学方程式：
实验注意 1.装置尾部酒精灯的作用是： 。2.实验开始时，要先 ，一段时间后再 ，目的是 。3.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是 。4.在CO还原Fe2O3的反应中，CO具有 性，作 剂。5.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止 。6.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使 ，提高 。
计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。
②一氧化碳还原氧化铁：
实验现象：观察到红棕色粉末逐渐变成 。
3.用途
①作燃料：CO具有 ，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。
②冶炼金属：CO具有还原性，用于 。
知识点三 二氧化碳性质与用途
一、二氧化碳的物理性质
1．二氧化碳的物理性质
无色、无味的气体， 水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为 （用途制冷剂、 、食物储运、制造舞台烟雾效果）。
2．探究二氧化碳物理性质的两个实验
倾倒二氧化碳 溶解性实验
实验装置图
实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。
实验现象 蜡烛 塑料瓶
实验分析 二氧化碳 （物理性质）；二氧化碳 ，也 （化学性质）。 原因： 。
二、二氧化碳的化学性质
1.二氧化碳不能 ，也不 。
2.与水反应：CO2+H20=====H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变 。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3=====H20+CO2↑。
3.与碱反应：
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2=====CaCO3↓+H20，观察到有 生成，因此实验室通常用澄清石灰水 ；
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH=====Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液 二氧化碳。
4.二氧化碳与水反应
实验操作 喷稀醋酸 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第四朵花
现象 小花变红色 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去
分析 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 碳酸不稳定，容易分解
结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸， ，显酸性。b.生成的 ，很容易分解生成二氧化碳和水。
实验的改进 ①操作示意图（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，垂直固定装璃管的装置末画出）；②现象：d处棉花比a处棉花 ，b、c处棉花 ；③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 ，温润的棉花 ，干燥的棉花 ，可得出二氧化碳能与水反应
三、二氧化碳的用途
1.固体二氧化碳（干冰）的用途：
：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。
②用于 ：利用干冰升华吸热的原理。
③制造舞台烟雾效果。
2. ：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）。
3.农业生产中的
4.工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。
知识点四 二氧化碳的制取
制取方法 实验室制法 工业制法
制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸
反应原理 CaC03+2HCl=====CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3=====CaO+CO2↑
依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度
装置 型（反应物状态为固体和液体,反应条件为常温） 向上排空气法（二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大）
实验步骤 （1）“组”：组装仪器。（2）“查”：检查装置的气密性。（3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。（4）“集”：用向上排空气法收集。（5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。（6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法 把生成的气体通入 中，若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到 ,证明二氧化碳已经收集满。
净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气,实验室常将制取的气体先通过 除去HCl气体,再通过 除去水蒸气。
2.二氧化碳与氧气实验室制法的比较
二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法
反应原理 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO32KCl＋3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
发生装置 过氧化氢制氧气
收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法
检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2
验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满
知识点五 二氧化碳的制取
1、自然界中的二氧化碳循环：
二氧化碳 氧气
（1）CO2的来源： 。
（2）消耗二氧化碳的途径： 。
2.二氧化碳对人体和环境的影响
（1）CO2对人体健康的影响：CO2 ，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做 。
（2）CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使 加剧，造成全球变暖等。
3.低碳行动
（1）减少CO2的排放：减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。
（2）增大CO2的吸收：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CO2等。
知识点六 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案
【内容结构】
方法一 制取气体的一般思路和方法
1．确定制取气体的化学反应原理
（1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
（2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。
2．确定制取气体时应采用的实验装置
包括气体发生装置和收集装置。
（1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示：
①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。
②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。
温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。
（2）收集装置的确定：
所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29)
收集装置
收集方法的特点 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单
注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满
3．实验室制取气体的实验操作顺序
实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为：
①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装；
②检查装置气密性；
③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；
④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；
⑤制取气体；
⑥收集气体并验满；
⑦拆洗仪器。
4.实验室制取气体的装置
装置 类型 选择依据 拓展装置
发生装置 固体加热型 反应物是固体；反应条件需要加热。 ——
固液不加热型 反应物是固体和液体；反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。
收集装置 排水法 适合溶解性小；不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出
向上排空气法 适合密度大于空气的气体；且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出
向下排空气法 适合密度小于空气的气体；且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
各种装置气密性检查
将导管伸入 中，手紧握容器外壁，观察导管口有　 冒出，松手后 ，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入 ，若长颈漏斗下端形成　 ，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到 ，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到 ，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后， ，说明装置气密性良好
装置拓展 固液常温型装置
【典例】（2025·陕西·中考真题）气体制备是初中化学实验的重要内容，根据下列装置回答问题：
（1）写出标有字母a的仪器名称： 。
（2）用A装置制取时，反应原理用化学方程式表示为 。
（3）实验室制备应选择的发生装置是 （填字母），检验收集满的方法是 。
（4）若某气体既能用C装置也能用E装置收集，则该气体具有的性质是 （填序号）。
①密度比空气大，难溶于水 ②密度比空气小，易溶于水 ③密度比空气小，难溶于水
方法二 一氧化碳和二氧化碳的对比
一氧化碳和二氧化碳的比较
一氧化碳 二氧化碳
物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体
密度 比空气 比空气
水溶性 溶于水 溶于水
化学性质 可燃性 在一般情况下，既
与某些氧化物反应 不反应
与水反应 不反应
与石灰水反应 不反应
毒性 无毒
主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化 2CO+O22CO2 ；C+ CO22CO
【典例】（2025·四川·中考真题）关于和的说法中，正确的是
A．组成元素相同 B．都能溶于水
C．都能与氧气反应 D．都能作气体肥料
方法三 碳单质、一氧化碳的还原性
1.碳单质还原性： （置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 。
（置换反应）应用：冶金工业；现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊。
2.还原性： （置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。
（置换反应）应用：冶金工业；现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变 。
【典例】（2025·云南·中考真题）阅读短文，回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
（1）以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有 性。
（2）赭石的主要成分中，金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁，其化学方程式为 。
易错点一 碳的性质和用途易错点
错误类型 错误原因解读
金刚石、石墨和C60之间的相互转化属于物理变化。 金刚石、石墨、C60属于是不同种物质，它们相互转化时，都生成了新物质，属于化学变化。
金刚石和石墨物理性质差异大是因为碳原子排列顺序不同。 金刚石的碳原子呈正八面体结构，而石墨中的碳原子为平面层状结构，所以金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同，不是碳原子排列顺序。
【典例】（2025·山东滨州·中考真题）科技是第一生产力，近年来，中国科技成就斐然。
（3）中国科研团队研制出一种新型材料——“碳弹簧”，它是制造智能磁性材料的理想原料。它与金刚石、石墨都是由碳原子构成的，但它们的物理性质却差异巨大，原因是 。
易错点二 一氧化碳与二氧化碳性质和用途易错点
错误类型 错误原因解读
对一氧化碳性质的认识不足 一氧化碳只有毒性 一氧化碳不只有毒性，还有还原性。
对一氧化碳还原氧化铜实验的知识掌握不全面 只描写黑色粉末逐渐变红现象 现象描写不完整！还有澄清石灰水变浑浊、尾管处火焰为蓝色。
先停止通入CO后熄灭酒精灯 实验步骤错误
不注重尾气处理 尾气有毒，可点燃或收集。
二氧化碳性质认识错误 二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红 二氧化碳与水反应的产物—碳酸使紫色石蕊溶液变红。
二氧化碳不能支持燃烧 活泼金属Na、镁可以在CO2中燃烧，应强调排列一般情况下。
二氧化碳气体减少，说明二氧化碳与水反应 二氧化碳气体减少，也可能是溶解于水。
用石灰水除去二氧化碳 氢氧化钙溶解性很小，二氧化碳不易除尽，应使用浓氢氧化钠溶液。
鉴别二氧化碳气体方法错误 有燃着的木条，观察是否熄灭鉴别二氧化碳 使木条熄灭的还有氮气等，不能证明是二氧化碳。应将气体通入澄清石灰水观察是否变浑浊进行鉴别。
【典例】（2025·江苏南通·中考真题）阅读下列材料，完成下列小题。
我国力争在2060年前实现“碳中和”。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。利用逆水煤气变换反应可捕集CO2并催化转化为CO。
21．下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A．CO2和CO均具有可燃性
B．减少化石燃料的使用可减少碳排放
C．CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D．利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
22．逆水煤气变换反应的微观过程如图所示。下列说法正确的是
A．“吸附”时发生了化学变化
B．反应过程中CO2“解离”为C和O
C．反应前后分子总数发生变化
D．生成的CO和H2O的质量比为14∶9
易错点三 二氧化碳制备易错点
错误类型 错误原因解读
药品选择错误 选择用浓盐酸 浓盐酸具有挥发性，易挥发出HCl气体。
选择用稀硫酸 稀硫酸与碳酸钙反应生成的CaSO4微溶，会覆盖在大理石或石灰石表面阻止反应进一步发生。
使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石 反应速度太快，不利于气体收集。
装置选择、使用和认识错误 长颈漏斗未液封 生成的二氧化碳会从漏斗下端口逸出
用排水法收集 二氧化碳溶于水且与水反应，不适合用排水法
不理解随开随用，随关随停原理。 当关闭活塞活塞时，容器内气压增大，液面下降，能使大理石与稀盐酸接触分离，反应停止；当打开活塞活塞后，容器内气压减小，液面上升，大理石与稀盐酸接触，反应进行。
检验方法错误 将燃着的木条伸入集气瓶内检验二氧化碳是否收集满 将燃着的木条放在集气瓶口验满
用燃着木条检验二氧化碳 应选用澄清石灰水检验二氧化碳
除去气体杂质的方法错误 除去CO2中混有的少量CO时，可用点燃的方法。 二氧化碳中混有少量一氧化碳时，混合气体难以被点燃，不能除去杂质一氧化碳。
除去CO中混有的少量CO2时，可用通过澄清石灰水或蒸馏水的方法。 澄清石灰水中溶质较少，未必能除尽CO2，而水与二氧化碳反应生成碳酸不稳定易分解，也除不尽二氧化碳；最好用浓氢氧化钠溶液除去。
【典例】（2025·江苏连云港·中考真题）实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2，涉及的装置和操作正确的是
A．制取CO2 B．除去CO2中HCl
C．干燥CO2 D．收集CO2
（2025·湖南长沙·中考真题）化学实验课上，小湘同学用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳并探究金属的化学性质。
回答下列问题：
（1）仪器①的名称是 。
（2）制取二氧化碳时，应选择的发生和收集装置的组合是 （填字母序号）。
（3）将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液变 色。
（4）向两支试管中分别加入铝片和铜片，然后各加入5mL稀盐酸，观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的 （填“强”或“弱”）。
知识点一 碳单质
【典例1】（2025·内蒙古·中考真题）碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系不正确的是
选项 性质 用途
A 活性炭具有很强的吸附性 可作净水材料
B 石墨具有优良的导电性 可制铅笔芯
C 干冰容易升华 可作制冷剂
D 甲烷具有可燃性且热值高 可作气体燃料
【典例2】（2025·福建·中考真题）下列用于制作简易净水装置的材料中，能吸附色素、去除异味的是
A．塑料瓶 B．小卵石 C．石英砂 D．活性炭
【典例3】（2025·湖南·中考真题）从“中国制造”到“中国创造”，我国正在由制造业大国走向科技强国。
（1）我国航天事业取得了举世瞩目的成就。部分运载火箭采用液氧和煤油作为推进剂。从微观角度分析，能将氧气压缩成液氧的主要原因是 。
（2）“梦想”号大洋钻探船以的“中国深度”问道深海。钻头能钻凿坚硬的岩层，是因为钻头具有 的性质。
【典例4】（2025·湖南长沙·中考真题）认真阅读下列科普短文。
“人才济济”的碳家族
墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。
墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。
石墨的碳层间距是0.335nm（），能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。
依据短文内容，回答下列问题：
（1）推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。
（2）写出石墨烯的一条物理性质 。
（3）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。
【典例5】（2025·四川·中考真题）我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是]在炉火中煅烧可制得铜(如图所示)。已知为黑色固体，为生活中最常见的液体。
回答下列问题：
（1）A是 ，B是 。
（2）用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是 。
（3）反应②的化学方程式为 ，铜在生活中可用于制作 (答一条)。
【典例6】（2025·湖南·中考真题）从古代文明到现代科技，从海洋综合利用到月球资源开发，我国一直在向世界展现中国智慧。优秀传统文化博大精深，不胜枚举。
（1）我国是世界上烧制木炭最早的国家之一，木炭具有可燃性，则可用于 。
（2）我国是世界上最早发明冶铜术的国家之一，西周开始以辉铜矿等硫化矿为原料炼铜，冶炼过程产生的中氧元素化合价为价，则硫元素化合价为 价。
【典例7】（2025·河南·中考真题）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。
（1）从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象 。
（2）元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是 。
【典例8】（2025·山东日照·中考真题）探究木炭和氧化铜反应生成的气体。
兴趣小组将氧化铜和木炭以质量比13.3：1混合进行实验()，将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清。实验结束后称量，混合固体减少的质量大于试管增加的质量。
[查阅资料]，可溶于水。
（1）任务一：探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一：只有；猜想二：只有CO；猜想三： 。
②甲同学提出猜想二不成立，依据是 。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水，重复上述实验，发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]①猜想 不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比13.3：1混合，称取0.4 g混合粉末放入“W”形玻璃管a处，在b处放入0.2 g氧化铜粉末，如图，a、b两处同时加热，一段时间后，发现a处固体变红，b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式： 。
[实验结论2]猜想三成立。
（2）任务二：探究CO的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四：，。
猜想五：。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3：1和13.3：2的混合粉末0.3 g。向两个大试管中先通入足量氦气，然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气，能否用氢气代替氦气？ (选填“是”或“否”)。
②由图可知，反应先生成 气体(填化学式)；增加固体混合物中木炭的质量分数，CO的浓度(选填“不变”“变大”或“变小”) 。
[实验结论3]③CO的来源：猜想 成立。
知识点二 一氧化碳性质及用途
【典例9】（2025·四川·中考真题）实验室利用如图装置模拟工业炼铁，有关说法错误的是
A．澄清石灰水可检验生成的
B．将尾气点燃，可防止污染空气
C．“炼铁”的化学方程式为
D．实验得到的固体产物能被磁铁吸引
【典例10】（2025·江苏盐城·中考真题）下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．金刚石的硬度大——用于制作钻头 B．锡铅合金的熔点低——用于焊接金属
C．CO具有还原性——用于炼铁 D．石墨具有导电性——用于制作铅笔芯
【典例11】（2025·云南·中考真题）下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是
A．CO和CO2均可通过C和O2反应得到
B．CO可作燃料，CO2可作气体肥料
C．CO有毒，煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
【典例12】（2025·四川凉山·中考真题）下列化学方程式和相应说法均正确的是
A．S+O2SO2硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B．3CO+Fe2O32Fe+3CO2该反应属于置换反应
C．C+CO22CO该反应要吸收热量
D．Fe+ZnSO4=Zn+FeSO4该反应说明Fe的金属活动性比Zn强
【典例13】（2025·湖北武汉·中考真题）一氧化碳与氧化铜反应除生成二氧化碳外，还生成铜、氧化亚铜中的一种或两种。项目小组取4.00g氧化铜，对一氧化碳还原氧化铜的反应展开系列探究。
Ⅰ．利用下图所示装置制取一氧化碳并还原氧化铜
（1）以下为与实验有关的图标，其中提示实验中会用到加热操作的是_______(填标号)。
A． B． C．
（2）装置甲锥形瓶内反应的化学方程式为 。
（3）实验中部分操作及现象如下：
a．加入稀盐酸，观察到二氧化碳传感器示数不断增大至稳定；
b．点燃酒精灯；加热碳粉；
c．点燃酒精灯，加热氧化铜；
d．观察到氧化铜处黑色粉末全部变红；停止加热，收集尾气。
①从安全环保的角度考虑，以上操作正确的顺序为： (填标号)。
②二氧化碳传感器示数不断增大至稳定，说明装置内已充满二氧化碳。若无二氧化碳传感器，检验装置内已充满二氧化碳的实验方法是 (简述实验操作和现象)。
Ⅱ．探究装置丙硬质玻璃管内剩余固体的性质并测定其组成
查阅资料：氧化亚铜为红色粉末，可与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水。
实验Ⅰ结束后将装置丙硬质玻璃管内的剩余固体全部移至烧杯中，加入足量稀硫酸，充分反应，滤出烧杯中的红色固体，洗涤、干燥、称量，其质量为2.56g。
（4）装置丙硬质玻璃管内剩余固体中铜单质的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
知识点三 二氧化碳性质及用途
【典例14】（2025·湖南长沙·中考真题）物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是
A．有刺激性气味 B．难溶于水
C．能使澄清石灰水变浑浊 D．具有可燃性
【典例15】（2025·江苏苏州·中考真题）自然界能减少大气中含量的途径是
A．火山喷发 B．森林着火 C．光合作用 D．碳酸分解
【典例16】（2025·天津·中考真题）写出下列反应的化学方程式。
（1）硫在氧气中燃烧 ；
（2）二氧化碳通入足量澄清石灰水中 。
【典例17】（2025·四川广安·中考真题）阅读下列科普短文，根据文中内容回答问题。
人类每年排放的370亿吨CO2搅乱了全球气候。为此，科学家正在寻找各种方法把多余的CO2从空气中清除。而大自然为我们提供了天然的帮手——海洋，如果适当调节海洋的化学环境，是否能让它吸收更多的CO2并将其封存在海洋中呢？
科学家们研究了多种“海洋二氧化碳去除”技术，如“海洋碱度增强”“直接海洋去除”。“海洋碱度增强”是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度(中和酸的能力)，使其将更多溶解的CO2转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子，从而进一步从空气中吸收CO2，让它能在水体中保留数千年之久。“直接海洋去除”是通过水泵将海水引入陆上设施中，从中提取CO2并储存。处理过的水再被泵回海洋，使其能够继续吸收空气中的CO2.
目前，“海洋二氧化碳去除”技术的实施尚面临诸多挑战。我们既要研究如何清除已经排放的CO2，也要从源头上减少排放。
(选自《环球科学》总301期有删改)
（1）进入海洋中的CO2会与H2O发生化学反应，请写出该反应的化学方程式 。
（2）海洋中含有丰富的钠离子、镁离子、氯离子，请写出碳酸根离子在海洋中可能形成的化合物的化学式 (任写1种)。
（3）CO2在海洋中的溶解性除受温度、压强影响外，还受到 的影响。
（4）CO2与生产生活息息相关，下列关于CO2的用途错误的是___________(填字母)。
A．冶炼金属 B．灭火 C．光合作用的原料
【典例18】（2025·四川·中考真题）学习常见的碱时，甲、乙两位同学完成了下列实验。回答下列问题∶
（1）氢氧化钠俗称 。图1氢氧化钠表面潮湿并逐渐溶解，这种现象叫
（2）图2左边试管中没有明显变化。右边试管中澄清石灰水变 ，反应的化学方程式为 。
【提出问题】
二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应吗？
【设计与实验】
（3）甲同学设计了如图3装置并进行实验。收集一试管二氧化碳，拔掉橡皮塞，持拿试管底部，迅速将试管口没入溶液中，一段时间后，观察到的现象是
（4）乙同学认为甲同学的实验不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应，理由是 。
【实验改进】
乙同学设计了如图4装置并进行实验。打开K1，关闭K2，用注射器快速注入10 mL蒸馏水，关闭K1，振荡；打开K2，量筒内的水进入瓶中，量筒内水的体积最终为46.0 mL。在原实验的基础上，用注射器另取10 mL氢氧化钠溶液，重复以上操作，量筒内的水进入瓶中，量筒内水的体积最终为34.5 mL。
【实验结论】
（5）用实验数据解释二氧化碳和氢氧化钠溶液能发生反应 。
【反思与交流】
（6）通过实验，可知保存氢氧化钠的方法是 。
（7）乙同学的实验方案较复杂，可将甲同学的实验稍作改进，也能证明二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应，改进方法是 。
【典例19】（2025·山东潍坊·中考真题）某化学小组用如图所示装置，探究CO2与NaOH固体的反应。实验步骤如下：
Ⅰ．组装实验仪器，检查装置的气密性，添加药品；调节三通阀1，关闭三通阀2，将稀硫酸注入注射器2内，关闭三通阀1；
Ⅱ．……，将注射器2中气体推入注射器3，关闭三通阀2；
Ⅲ．调节三通阀2、3，将注射器3中气体推入注射器4，关闭三通阀3；一段时间后，观察到注射器4活塞上移，固体粉末成浆糊状，注射器4外壁有灼热感。
回答下列问题：
（1）将步骤Ⅱ的操作补充完整 。
（2）注射器3中棉花包裹的无水氯化钙的作用是 。
（3）步骤Ⅲ中注射器4外壁有灼热感，说明反应过程中放出大量的热。小组同学对放出热量的可能原因进行探究(不考虑注射器活塞与内壁的摩擦和CO2溶于水的热量变化)。
【作出猜想】
猜想1：CO2与NaOH反应放热；
猜想2： 。
【实验过程】
设计实验验证猜想1是否成立： 。
（4）小组同学对步骤Ⅲ注射器4中得到的浆糊状物质除水外的成分进行探究。查阅资料知，Na2CO3可发生如下反应：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应。
【作出猜想】
猜想1： ；
猜想2：只有Na2CO3；
猜想3：含有Na2CO3与NaHCO3；
猜想4：只有NaHCO3。
【实验过程】
取浆糊状物质溶于水配成稀溶液，取一定量溶液于试管中，向试管中滴加CaCl2稀溶液，有白色沉淀生成；继续滴加CaCl2溶液至过量，静置，取上层清液于两支试管中，向试管1中加入盐酸，无气泡产生；向试管2中加入 (填试剂名称)，观察到 现象，证明猜想1成立。
【评价反思】
甲同学认为无须经实验即可判断猜想4不成立，理由是④ 。
知识点四 二氧化碳的制取
【典例20】（2025·上海·中考真题）实验如图A用该装置制备并收集二氧化碳，下列说法正确的是
A．改成粉末状增加二氧化碳的质量
B．把稀盐酸换成稀硫酸
C．关闭弹簧夹让反应停止
D．收集满一瓶后，如图B所示，盖上毛玻璃片减少二氧化碳的逸散
【典例21】（2025·四川乐山·中考真题）小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是
A．漏斗下端应该伸入液面以下
B．该装置不能控制反应的发生和停止
C．装置中的铜网可用铁丝网代替
D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气
【典例22】（2025·山东滨州·中考真题）化学实验是进行科学探究的重要方式。
（1）在实验室中，若用装置A制备氧气，发生反应的化学方程式为 ；实验室收集二氧化碳和氧气，均能选用的收集装置是 (填标号)。
（2）在实验室中，常用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制备氨气，应选择的发生装置是 (填标号)。
（3）如图是探究二氧化碳性质的实验装置。
通入干燥的二氧化碳气体一段时间后，发现纸花①无明显变化，纸花②③均变红，原因是 (用化学方程式表示)；纸花③比纸花②先变红的原因是 。
【典例23】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题。
（1）写出标有序号①的仪器名称： 。
（2）用纯净物制氧气时，加入试剂和棉花后，用带导管的胶塞塞紧试管口时，此时试管口的方向是 。
（3）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是 。
（4）F装置可以一瓶多用，可用于收集气体，也可以用于气体除杂、检验气体性质等，由于二氧化碳可溶于水不能用排水法收集，如换成F装置，先向装置内注水并① 操作，将气体从② (填“a”或“b”)端通入，则可以用排水法收集二氧化碳。
（5）若按B、G(c→d)、F(a→b)顺序进行实验。实验时G装置中蜡烛熄灭，则B装置中选择的试剂是① ，说明生成气体的性质是② ；将F中盛装浓氢氧化钠溶液，反应结束蜡烛熄灭后，关闭分液漏斗活塞，最终G装置内的气体压强③ (填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压。
（6）做铁丝在氧气中燃烧的实验失败的原因有 。(写出两点)
（7）若用下图发生装置制备二氧化碳，部分操作为∶①注入稀盐酸。②检验装置气密性。③加入大理石颗粒。其先后顺序是， ；使反应暂停的操作是 ，长颈漏斗的作用是 。
【典例24】（2025·江苏苏州·中考真题）某同学在实验室制取并进行研究。
（1）该同学拟用块状石灰石制。
①应选用的另一种试剂是 （填名称）。
②用图-1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置，需要用到的仪器有 （填字母）。
（2）如图-2所示，进行验证能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质为 。
②通入后可观察到的现象为 。
（3）下列反应均能生成。
A．木炭燃烧
B．碳酸钠与稀硫酸反应
C．石灰石高温分解
D．CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取的是 （填字母）。
②你选择的反应适合用于实验室制取的主要理由是 （写两条）。
（4）收集时，常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭，真的集满了吗？如图-3，向三颈烧瓶中持续通，测定瓶内氧气体积分数的变化情况，并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭，结果如图-4所示。
①图-3中，通导管的末端应处于 （填“A”或“B”）位置。
②图-4所示点处燃着的木条熄灭，此时三颈烧瓶内的体积分数约为 。
【典例25】（2025·江西·中考真题）根据如图回答问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，收集氧气可选择的装置是 (填序号)。
（3）与装置B相比，实验室用装置C制取二氧化碳的优点是 。
（4）将制得的气体用于图二所示实验：
Ⅰ.通入足量的二氧化碳，然后往烧杯中倒入80℃的热水；
Ⅱ.再通入氧气，U形管左边的棉花不燃烧，右边的白磷先燃烧，棉花后燃烧；
Ⅲ.最后通入二氧化碳，燃着的白磷和棉花都熄灭。
关于该实验的说法正确的是 (填序号)。
a.步骤Ⅰ：可观察到G中澄清石灰水变浑浊
b.步骤Ⅱ：对比U形管两边棉花的燃烧情况，说明燃烧需要氧气
c.步骤Ⅱ：右边的白磷比棉花先燃烧，说明白磷的着火点比棉花低
d.步骤Ⅲ：燃着的白磷和棉花都熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大
【典例25】（2025·四川凉山·中考真题）化学兴趣小组的同学用如图装置制取并探究CO2的性质。
查阅资料：CO2几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
（1）图中a仪器的名称是 。
（2）同学们用大理石与盐酸反应制取二氧化碳，A装置内反应的化学方程式为 。
（3）B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
（4）对比D、E装置中观察到的现象，可以得出的结论是 。
答案和解析
1.了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质、化学性质和主要用途；
2.了解一氧化碳的物理性质和化学性质，以及一氧化碳用途；
3.了解二氧化碳的性质、二氧化碳的用途和关注温室效应；
4.掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、步骤、现象、装置和注意事项；
知识点一 碳单质
一、碳单质的物理性质和用途
碳单质 石墨 金刚石 C60
化学式 C C C60
构成 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成
微观模型图
物理性质 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 无色透明的的固体；天然存在的最硬的物质；特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 有特殊的物理性质
用途 作电极或电刷、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、裁玻璃；金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层、集成电路基板散热。 用于超导、催化、材料科学等领域
性质差异的原因 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
无定形碳 1、焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。2、活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂
二、碳单质的化学性质
1、碳单质的化学性质
（1）常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。
（2）可燃性：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2 ；（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。
（3）还原性：C+2CuO高温 2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。3C+2Fe2O3高温 4Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）
2、木炭与氧化铜反应
实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴
实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。
实验原理 C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑。
实验装置
实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性；b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中；d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟；e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。
实验现象 大试管中的固体由 黑 色变为 红 色；小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。
实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 铜 单质和 二氧化碳 ；该实验说明木炭具有 还原 性。
实验注意 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。
计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。
知识点二 一氧化碳性质及用途
1.物理性质：无色、无味的有毒气体，难溶于水，密度比空气略小。
2.化学性质
（1）可燃性：2CO+02=====2C02 点燃CO，产生蓝色火焰，放出热量。
（2）毒性：是指它极易与人体血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要注意通风。
（3）还原性：
①一氧化碳还原氧化铜
实验仪器 硬质玻璃管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、铁架台、酒精灯、酒精喷灯、玻璃导管
实验试剂 一氧化碳、氧化铁、澄清石灰水。
实验原理 Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
实验装置
实验步骤 a.组装仪器，并检查装置的气密性。；b.装入药品，固定装置；c.点燃酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳；d.点燃酒精喷灯；e.反应完成后，熄灭酒精喷灯；f.硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳；g.熄灭酒精灯。
实验现象与原理 玻璃管内：红棕色粉末逐渐变黑。反应的化学方程式：Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 试管内：澄清石灰水变浑浊。反应的化学方程式：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 酒精灯处：气体燃烧并产生蓝色火焰。反应的化学方程式：2CO＋O2 点燃 2CO2
实验注意 1.装置尾部酒精灯的作用是：点燃尾气，防止污染空气。2.实验开始时，要先通入CO，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。3.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。4.在CO还原Fe2O3的反应中，CO具有还原性，作还原剂。5.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止石灰水发生倒吸现象。6.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使火焰集中，提高温度。
计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。
②一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O3=====3CO2+2Fe
实验现象：观察到红棕色粉末逐渐变成黑色。
3.用途
①作燃料：CO具有可燃性，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。
②冶炼金属：CO具有还原性，用于冶金工业。
知识点三 二氧化碳性质与用途
一、二氧化碳的物理性质
1．二氧化碳的物理性质
无色、无味的气体，能溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为干冰（用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果）。
2．探究二氧化碳物理性质的两个实验
倾倒二氧化碳 溶解性实验
实验装置图
实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。
实验现象 蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪了
实验分析 二氧化碳密度比空气大（物理性质）；二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。
二、二氧化碳的化学性质
1.二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
2.与水反应：CO2+H20=====H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变红色。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3=====H20+CO2↑。
3.与碱反应：
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2=====CaCO3↓+H20，观察到有白色沉淀生成，因此实验室通常用澄清石灰水检验二氧化碳；
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH=====Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液吸收或去除二氧化碳。
4.二氧化碳与水反应
实验操作 喷稀醋酸 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第四朵花
现象 小花变红色 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去
分析 酸能使紫色石蕊变红 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红 碳酸不稳定，容易分解
结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，显酸性。b.生成的碳酸不稳定，很容易分解生成二氧化碳和水。
实验的改进 ①操作示意图（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，垂直固定装璃管的装置末画出）；②现象：d处棉花比a处棉花 先变红 ，b、c处棉花 不变红 ；③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 大 ，温润的棉花 变红 ，干燥的棉花 不变红 ，可得出二氧化碳能与水反应
三、二氧化碳的用途
1.固体二氧化碳（干冰）的用途：
①制冷剂：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。
②用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。
③制造舞台烟雾效果。
2.灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）。
3.农业生产中的气体肥料
4.工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。
知识点四 二氧化碳的制取
制取方法 实验室制法 工业制法
制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石
反应原理 CaC03+2HCl=====CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3=====CaO+CO2↑
依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度
装置 固体加热型（反应物状态为固体和液体,反应条件为常温） 向上排空气法（二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大）
实验步骤 （1）“组”：组装仪器。（2）“查”：检查装置的气密性。（3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。（4）“集”：用向上排空气法收集。（5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。（6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。
净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气,实验室常将制取的气体先通过饱和 NaHCO3溶液除去HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。
2.二氧化碳与氧气实验室制法的比较
二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法
反应原理 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO32KCl＋3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
发生装置 过氧化氢制氧气
收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法
检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2
验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满
知识点五 二氧化碳的制取
1、自然界中的二氧化碳循环：
二氧化碳 氧气
（1）CO2的来源：燃料的燃烧、人和动植物的呼吸作用、汽车工厂排放的废气 。
（2）消耗二氧化碳的途径： 绿色物的光合作用、海水吸收。
2.二氧化碳对人体和环境的影响
（1）CO2对人体健康的影响：CO2无毒，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做灯火实验。
（2）CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使温室效应加剧，造成全球变暖等。
3.低碳行动
（1）减少CO2的排放：减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。
（2）增大CO2的吸收：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CO2等。
知识点六 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案
【内容结构】
方法一 制取气体的一般思路和方法
1．确定制取气体的化学反应原理
（1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
（2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。
2．确定制取气体时应采用的实验装置
包括气体发生装置和收集装置。
（1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示：
①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。
②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。
温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。
（2）收集装置的确定：
所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29)
收集装置
收集方法的特点 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单
注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满
3．实验室制取气体的实验操作顺序
实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为：
①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装；
②检查装置气密性；
③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；
④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；
⑤制取气体；
⑥收集气体并验满；
⑦拆洗仪器。
4.实验室制取气体的装置
装置 类型 选择依据 拓展装置
发生装置 固体加热型 反应物是固体；反应条件需要加热。 ——
固液不加热型 反应物是固体和液体；反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。
收集装置 排水法 适合溶解性小；不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出
向上排空气法 适合密度大于空气的气体；且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出
向下排空气法 适合密度小于空气的气体；且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
各种装置气密性检查
将导管伸入水 中，手紧握容器外壁，观察导管口有　气泡冒出，松手后导管有一段液柱，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入水，若长颈漏斗下端形成　一段稳定液柱，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到有气泡产生，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到长颈漏斗中形成一段液柱，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后，活塞回到原处，说明装置气密性良好
装置拓展 固液常温型装置
【典例】（2025·陕西·中考真题）气体制备是初中化学实验的重要内容，根据下列装置回答问题：
（1）写出标有字母a的仪器名称： 。
（2）用A装置制取时，反应原理用化学方程式表示为 。
（3）实验室制备应选择的发生装置是 （填字母），检验收集满的方法是 。
（4）若某气体既能用C装置也能用E装置收集，则该气体具有的性质是 （填序号）。
①密度比空气大，难溶于水 ②密度比空气小，易溶于水 ③密度比空气小，难溶于水
【答案】（1）锥形瓶
（2）
（3） B 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已收集满
（4）③
【解析】（1）由图可知，标有字母a的仪器名称为：锥形瓶；
（2）A装置为固体加热型发生装置，且试管口有一团棉花，用A装置制取时，应选用药品高锰酸钾，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；
（3）实验室制备选用药品大理石（或石灰石）和稀盐酸，该反应属于固液常温型，应选择的发生装置是B；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大且能溶于水，可用向上排空气法收集，检验收集满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已收集满；
（4）装置C为排水法，装置E为向下排空气法，若某气体既能用C装置也能用E装置收集，则该气体具有的性质是密度比空气小，难溶于水，故填③。
方法二 一氧化碳和二氧化碳的对比
一氧化碳和二氧化碳的比较
一氧化碳 二氧化碳
物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体
密度 比空气略小 比空气大
水溶性 难溶于水 能溶于水
化学性质 可燃性 2CO+O22CO2 在一般情况下，既不燃烧也不支持燃烧
与某些氧化物反应 CO+CuOCu+CO2 不反应
与水反应 不反应 CO2+H2O==H2CO3
与石灰水反应 不反应 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
毒性 剧毒 无毒
主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化 2CO+O22CO2 ；C+ CO22CO
【典例】（2025·四川·中考真题）关于和的说法中，正确的是
A．组成元素相同 B．都能溶于水
C．都能与氧气反应 D．都能作气体肥料
【答案】A
【解析】A、由化学式可知，二氧化碳和一氧化碳均是由碳元素和氧元素组成，符合题意；
B、二氧化碳能溶于水，但是一氧化碳难溶于水，不符合题意；
C、一氧化碳能与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳与氧气不反应，不符合题意；
D、二氧化碳是植物光合作用的原料，可用作气体肥料，一氧化碳不能用作气体肥料，不符合题意。
故选A。
方法三 碳单质、一氧化碳的还原性
1.碳单质还原性：C+2CuO高温 2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
3C+2Fe2O3高温 4Fe+3CO2↑（置换反应）应用：冶金工业；现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。
2.还原性：CO+CuO高温 Cu+CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。
3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。
【典例】（2025·云南·中考真题）阅读短文，回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
（1）以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有 性。
（2）赭石的主要成分中，金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁，其化学方程式为 。
【答案】（1）稳定
（2） +3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【解析】（1）以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有稳定性；
（2）赭石主要成分为Fe2O3，氧化铁中的氧元素化合价为-2，根据化合物化合价代数和为0可得铁元素化合价为+3；
工业上一氧化碳和氧化铁高温下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
易错点一 碳的性质和用途易错点
错误类型 错误原因解读
金刚石、石墨和C60之间的相互转化属于物理变化。 金刚石、石墨、C60属于是不同种物质，它们相互转化时，都生成了新物质，属于化学变化。
金刚石和石墨物理性质差异大是因为碳原子排列顺序不同。 金刚石的碳原子呈正八面体结构，而石墨中的碳原子为平面层状结构，所以金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同，不是碳原子排列顺序。
【典例】（2025·山东滨州·中考真题）科技是第一生产力，近年来，中国科技成就斐然。
（3）中国科研团队研制出一种新型材料——“碳弹簧”，它是制造智能磁性材料的理想原料。它与金刚石、石墨都是由碳原子构成的，但它们的物理性质却差异巨大，原因是 。
【答案】（3）碳原子排列方式不同
【解析】（3）“碳弹簧”、金刚石、石墨都是由碳原子构成的，但由于碳原子排列方式不同，则物理性质差异很大。
易错点二 一氧化碳与二氧化碳性质和用途易错点
错误类型 错误原因解读
对一氧化碳性质的认识不足 一氧化碳只有毒性 一氧化碳不只有毒性，还有还原性。
对一氧化碳还原氧化铜实验的知识掌握不全面 只描写黑色粉末逐渐变红现象 现象描写不完整！还有澄清石灰水变浑浊、尾管处火焰为蓝色。
先停止通入CO后熄灭酒精灯 实验步骤错误
不注重尾气处理 尾气有毒，可点燃或收集。
二氧化碳性质认识错误 二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红 二氧化碳与水反应的产物—碳酸使紫色石蕊溶液变红。
二氧化碳不能支持燃烧 活泼金属Na、镁可以在CO2中燃烧，应强调排列一般情况下。
二氧化碳气体减少，说明二氧化碳与水反应 二氧化碳气体减少，也可能是溶解于水。
用石灰水除去二氧化碳 氢氧化钙溶解性很小，二氧化碳不易除尽，应使用浓氢氧化钠溶液。
鉴别二氧化碳气体方法错误 有燃着的木条，观察是否熄灭鉴别二氧化碳 使木条熄灭的还有氮气等，不能证明是二氧化碳。应将气体通入澄清石灰水观察是否变浑浊进行鉴别。
【典例】（2025·江苏南通·中考真题）阅读下列材料，完成下列小题。
我国力争在2060年前实现“碳中和”。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。利用逆水煤气变换反应可捕集CO2并催化转化为CO。
21．下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A．CO2和CO均具有可燃性
B．减少化石燃料的使用可减少碳排放
C．CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D．利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
22．逆水煤气变换反应的微观过程如图所示。下列说法正确的是
A．“吸附”时发生了化学变化
B．反应过程中CO2“解离”为C和O
C．反应前后分子总数发生变化
D．生成的CO和H2O的质量比为14∶9
【答案】21．A 22．D
【解析】21．A、二氧化碳没有可燃性，说法不正确；
B、减少化石燃料的使用可减少二氧化碳气体的排放，说法正确；
C、二氧化碳和碳单质高温生成一氧化碳，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，故CO2和CO在一定条件下可以相互转化，说法正确；
D、利用CO2人工合成淀粉可以消耗二氧化碳减少排放，同时合成淀粉可以解决粮食危机，说法正确。
故选A。
22．A、由微观示意图可知，吸附时分子没有发生变化，没有生成新物质，发生的是物理变化，说法错误；
B、由微观示意图可知，反应过程中，CO2解离为CO和O，说法错误；
C、由微观示意图可知，反应前是一个二氧化碳分子和一个氢气分子，共两个分子，反应后是一个一氧化碳分子和一个水分子，共两个分子，故反应前后分子总数没有发生变化，说法错误；
D、由微观示意图可知，生成一氧化碳分子和水分子个数比为1:1，故生成的CO和H2O的质量比=(12+16):(1×2+16)=14:9，说法正确。
故选D。
易错点三 二氧化碳制备易错点
错误类型 错误原因解读
药品选择错误 选择用浓盐酸 浓盐酸具有挥发性，易挥发出HCl气体。
选择用稀硫酸 稀硫酸与碳酸钙反应生成的CaSO4微溶，会覆盖在大理石或石灰石表面阻止反应进一步发生。
使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石 反应速度太快，不利于气体收集。
装置选择、使用和认识错误 长颈漏斗未液封 生成的二氧化碳会从漏斗下端口逸出
用排水法收集 二氧化碳溶于水且与水反应，不适合用排水法
不理解随开随用，随关随停原理。 当关闭活塞活塞时，容器内气压增大，液面下降，能使大理石与稀盐酸接触分离，反应停止；当打开活塞活塞后，容器内气压减小，液面上升，大理石与稀盐酸接触，反应进行。
检验方法错误 将燃着的木条伸入集气瓶内检验二氧化碳是否收集满 将燃着的木条放在集气瓶口验满
用燃着木条检验二氧化碳 应选用澄清石灰水检验二氧化碳
除去气体杂质的方法错误 除去CO2中混有的少量CO时，可用点燃的方法。 二氧化碳中混有少量一氧化碳时，混合气体难以被点燃，不能除去杂质一氧化碳。
除去CO中混有的少量CO2时，可用通过澄清石灰水或蒸馏水的方法。 澄清石灰水中溶质较少，未必能除尽CO2，而水与二氧化碳反应生成碳酸不稳定易分解，也除不尽二氧化碳；最好用浓氢氧化钠溶液除去。
【典例】（2025·江苏连云港·中考真题）实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2，涉及的装置和操作正确的是
A．制取CO2 B．除去CO2中HCl
C．干燥CO2 D．收集CO2
【答案】A
【解析】A、实验室通常用石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可以选择该装置，符合题意；
B、氢氧化钠能与氯化氢反应生成氯化钠和水，但是氢氧化钠也能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，不但除去了杂质，也除去了原物质，不能用氢氧化钠除去二氧化碳中的氯化氢，不符合题意；
C、浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳，但是应“长进短出”，这样干燥的比较充分，不符合题意；
D、二氧化碳的密度比空气大， 用该装置收集二氧化碳，应从长管通入，不符合题意。
故选A。
（2025·湖南长沙·中考真题）化学实验课上，小湘同学用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳并探究金属的化学性质。
回答下列问题：
（1）仪器①的名称是 。
（2）制取二氧化碳时，应选择的发生和收集装置的组合是 （填字母序号）。
（3）将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液变 色。
（4）向两支试管中分别加入铝片和铜片，然后各加入5mL稀盐酸，观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的 （填“强”或“弱”）。
【答案】（1）集气瓶
（2）BD
（3）红
（4）强
【解析】（1）由图可知，仪器①为集气瓶。
（2）实验室用大理石或石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温反应，发生装置选B，二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集装置选D。
（3）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，则可观察到溶液变红色。
（4）在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能把盐酸中的氢置换出来，而位于氢后面的金属不能，则观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的强。
知识点一 碳单质
【典例1】（2025·内蒙古·中考真题）碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系不正确的是
选项 性质 用途
A 活性炭具有很强的吸附性 可作净水材料
B 石墨具有优良的导电性 可制铅笔芯
C 干冰容易升华 可作制冷剂
D 甲烷具有可燃性且热值高 可作气体燃料
【答案】B
【解析】A、活性炭疏松多孔，具有很强的吸附性，能吸附水中的异味和色素等可溶性杂质，可用作净水材料，选项A正确；
B、石墨具有优良的导电性，可用作电极。石墨因其质地软，易留下痕迹，可用作铅笔芯，选项B不正确；
C、干冰升华吸热，可降低环境温度，可用作制冷剂，选项C正确；
D、甲烷可燃且热值高，燃烧时释放大量热量，可用作气体燃料，选项D正确。
故选B。
【典例2】（2025·福建·中考真题）下列用于制作简易净水装置的材料中，能吸附色素、去除异味的是
A．塑料瓶 B．小卵石 C．石英砂 D．活性炭
【答案】D
【解析】A. 塑料瓶仅作为容器，用于盛装其他材料，不具备吸附能力，选项错误。
B. 小卵石通过物理过滤拦截大颗粒杂质，无法吸附色素或异味，选项错误。
C. 石英砂用于过滤细小颗粒，属于物理过滤，无吸附作用，选项错误。
D. 活性炭因疏松多孔的结构，比表面积大，能通过物理吸附去除色素和异味，选项正确。
故选：D。
【典例3】（2025·湖南·中考真题）从“中国制造”到“中国创造”，我国正在由制造业大国走向科技强国。
（1）我国航天事业取得了举世瞩目的成就。部分运载火箭采用液氧和煤油作为推进剂。从微观角度分析，能将氧气压缩成液氧的主要原因是 。
（2）“梦想”号大洋钻探船以的“中国深度”问道深海。钻头能钻凿坚硬的岩层，是因为钻头具有 的性质。
【答案】（1）分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小
（2）硬度大
【解析】（1）氧气可被压缩成液氧，从微观角度解释原因是分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；
（2）钻头能钻凿坚硬的岩层，这是利用了钻头硬度大的物理性质；
【典例4】（2025·湖南长沙·中考真题）认真阅读下列科普短文。
“人才济济”的碳家族
墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。
墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。
石墨的碳层间距是0.335nm（），能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。
依据短文内容，回答下列问题：
（1）推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。
（2）写出石墨烯的一条物理性质 。
（3）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。
【答案】（1）碳/C
（2）优异的导电导热性（合理即可）
（3）硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距比石墨大（合理即可）
【解析】（1）根据题干可知，桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，会产生主要成分是碳的黑色粉状物质。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以可推测桐油、猪油、松枝中一定含碳（C）元素。
（2）物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质。文中提到石墨烯有优异的导电导热性、极佳的透光特性，这些都属于物理性质。
（3）从结构角度分析，文中明确指出石墨的碳层难以嵌入钠离子，而硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距较大（约为0.37~0.40nm），这种结构特点使其能够嵌入钠离子，所以硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。
【典例5】（2025·四川·中考真题）我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是]在炉火中煅烧可制得铜(如图所示)。已知为黑色固体，为生活中最常见的液体。
回答下列问题：
（1）A是 ，B是 。
（2）用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是 。
（3）反应②的化学方程式为 ，铜在生活中可用于制作 (答一条)。
【答案】（1）CuO/氧化铜 H2O/水
（2）常温下，碳的化学性质稳定
（3） 导线或炊具或机械零件等
【解析】（1）根据孔雀石的主要成分的化学式可推测孔雀石高温煅烧得到的黑色固体 A，A 是氧化铜，生活中最常见的液体 B，B 是水；
（2）墨汁中含有碳，常温下其化学性质不活泼，故书写后长时间不变色 ；
（3）木炭具有还原性，氧化铜和木炭在高温条件下反应生成铜和二氧化碳：，
铜具有导电性，常用作导线，有导热性可制作炊具等。
【典例6】（2025·湖南·中考真题）从古代文明到现代科技，从海洋综合利用到月球资源开发，我国一直在向世界展现中国智慧。优秀传统文化博大精深，不胜枚举。
（1）我国是世界上烧制木炭最早的国家之一，木炭具有可燃性，则可用于 。
（2）我国是世界上最早发明冶铜术的国家之一，西周开始以辉铜矿等硫化矿为原料炼铜，冶炼过程产生的中氧元素化合价为价，则硫元素化合价为 价。
【答案】（1）作燃料
（2）+4
【解析】（1）木炭具有可燃性，则可用于作燃料；
（2）二氧化硫中氧元素显-2价，设硫元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+4；
【典例7】（2025·河南·中考真题）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。
（1）从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象 。
（2）元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是 。
【答案】（1）
分子在不断运动。
（2）
墨中的碳在常温下化学性质稳定。
【解析】（1）分子运动：诗句中“杏花香”是花香分子通过运动扩散到空气中，被人嗅觉感知，分子具有“不断运动”的性质，即使物质处于静止状态，其分子仍会自发运动，导致气味传播；
（2）碳的稳定性：古代水墨画使用的墨主要成分是碳（如炭黑），碳单质在常温下化学性质非常稳定，不易与氧气、水等物质发生反应，因此不易氧化或变质，这种稳定性使得用墨绘制的书画即使长期保存，颜色仍能保持不变。
【典例8】（2025·山东日照·中考真题）探究木炭和氧化铜反应生成的气体。
兴趣小组将氧化铜和木炭以质量比13.3：1混合进行实验()，将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清。实验结束后称量，混合固体减少的质量大于试管增加的质量。
[查阅资料]，可溶于水。
（1）任务一：探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一：只有；猜想二：只有CO；猜想三： 。
②甲同学提出猜想二不成立，依据是 。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水，重复上述实验，发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]①猜想 不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比13.3：1混合，称取0.4 g混合粉末放入“W”形玻璃管a处，在b处放入0.2 g氧化铜粉末，如图，a、b两处同时加热，一段时间后，发现a处固体变红，b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式： 。
[实验结论2]猜想三成立。
（2）任务二：探究CO的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四：，。
猜想五：。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3：1和13.3：2的混合粉末0.3 g。向两个大试管中先通入足量氦气，然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气，能否用氢气代替氦气？ (选填“是”或“否”)。
②由图可知，反应先生成 气体(填化学式)；增加固体混合物中木炭的质量分数，CO的浓度(选填“不变”“变大”或“变小”) 。
[实验结论3]③CO的来源：猜想 成立。
【答案】（1）含有CO2和CO 将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清，说明气体中一定含有二氧化碳 一 CO+CuOCu+CO2
（2）否 CO2 变大 四
【解析】（1）①根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，由猜想一：只有；猜想二：只有CO；则猜想三：既有CO2，又有CO；
②由于将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清，根据CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O和查阅资料，可溶于水，则生成的气体中一定含有二氧化碳，故猜想二不成立；
③乙同学使用足量澄清石灰水，重复上述实验，发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量，若气体中只有二氧化碳，足量的澄清石灰水能使二氧化碳完全吸收，则固体减少质量应等于试管增加的质量，故猜想一不成立；
④b处得到红色固体，说明 a 处产生的气体产物有一氧化碳，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，b处发生反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO2。
（2）①实验前，需要通入一段时间的氦气(He)，目的是排尽装置内的空气，防止碳和空气中的氧气反应，影响实验结果，若改用氢气，则氢气会和氧化铜反应，影响木炭和氧化铜的反应，影响实验结果；故填：否；
②由左右两图可知，反应均先生成CO2气体；实验探究3中，左图氧化铜和木炭质量比为13.3：1，右图氧化铜和木炭质量比为13.3：2，由图像分析，右图产生的一氧化碳更多，故增加固体混合物中木炭的质量分数，CO的浓度变大；根据左右两图均为先生成二氧化碳，再生成一氧化碳，故猜想四成立。
知识点二 一氧化碳性质及用途
【典例9】（2025·四川·中考真题）实验室利用如图装置模拟工业炼铁，有关说法错误的是
A．澄清石灰水可检验生成的
B．将尾气点燃，可防止污染空气
C．“炼铁”的化学方程式为
D．实验得到的固体产物能被磁铁吸引
【答案】C
【解析】A、CO2能使澄清的石灰水变浑浊，该实验中澄清石灰水的作用是检验生成的CO2。此选项正确。
B、该实验的尾气中含有没有参加反应的CO，CO有毒，是空气污染物。将尾气点燃，将有毒的CO转化成无毒的CO2，可防止污染空气。此选项正确。
C、化学方程式没有配平，正确的化学方程式为：。此选项错误。
D、实验得到的固体产物是铁，能被磁铁吸引。此选项正确。
故选C。
【典例10】（2025·江苏盐城·中考真题）下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．金刚石的硬度大——用于制作钻头 B．锡铅合金的熔点低——用于焊接金属
C．CO具有还原性——用于炼铁 D．石墨具有导电性——用于制作铅笔芯
【答案】D
【解析】A．金刚石的硬度大——用于制作钻头，金刚石是碳的同素异形体，具有硬度大的性质，金刚石是天然存在的最硬物质。这一性质使其适合用于制作钻头、切割工具等，因为钻头需要高硬度来穿透或研磨其他材料。因此，性质与用途对应，A正确；
B．锡铅合金的熔点低——用于焊接金属，锡铅合金是一种合金。其熔点低的性质使它在焊接时容易熔化，填充金属缝隙，冷却后形成牢固连接，而不会损坏工件。因此，性质与用途对应，B正确；
C．CO具有还原性——用于炼铁，一氧化碳（CO）具有还原性。在炼铁高炉中，CO作为还原剂，将铁矿石（如 Fe2O3）还原为铁。因此，性质与用途对应，C正确；
D．石墨具有导电性——用于制作铅笔芯，石墨是碳的同素异形体，具有导电性。铅笔芯的用途是基于石墨的质软、润滑性，在纸上划写时易留下痕迹，而非导电性。导电性主要用于需要导电的场合，如干电池电极，与铅笔芯无关。因此，性质与用途不匹配，D错误；
故答案选D。
【典例11】（2025·云南·中考真题）下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是
A．CO和CO2均可通过C和O2反应得到
B．CO可作燃料，CO2可作气体肥料
C．CO有毒，煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
【答案】C
【解析】A. 碳（C）与氧气（O2）反应时，若氧气充足生成CO2，氧气不足则生成CO。因此，CO和CO2均可通过C和O2反应得到，故选项说法正确；
B. CO具有可燃性，可用作燃料；CO2参与光合作用，可作气体肥料，故选项说法正确；
C. CO难溶于水，煤炉上放水无法有效吸收CO，不能防止煤气中毒。正确方法是保持通风，故选项说法错误；
D. 金刚石导热性优异，可用于集成电路基板散热，故选项说法正确；
故选：C。
【典例12】（2025·四川凉山·中考真题）下列化学方程式和相应说法均正确的是
A．S+O2SO2硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B．3CO+Fe2O32Fe+3CO2该反应属于置换反应
C．C+CO22CO该反应要吸收热量
D．Fe+ZnSO4=Zn+FeSO4该反应说明Fe的金属活动性比Zn强
【答案】C
【解析】A、硫在空气中燃烧生成二氧化硫，该反应的化学方程式为：，现象是：发出淡蓝色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，不符合题意；
B、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，置换反应是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，该反应的反应物均是化合物，不属于置换反应，不符合题意；
C、二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：，该反应吸收热量，符合题意；
D、锌比铁活泼，铁与硫酸锌不反应，不符合题意。
故选C。
【典例13】（2025·湖北武汉·中考真题）一氧化碳与氧化铜反应除生成二氧化碳外，还生成铜、氧化亚铜中的一种或两种。项目小组取4.00g氧化铜，对一氧化碳还原氧化铜的反应展开系列探究。
Ⅰ．利用下图所示装置制取一氧化碳并还原氧化铜
（1）以下为与实验有关的图标，其中提示实验中会用到加热操作的是_______(填标号)。
A． B． C．
（2）装置甲锥形瓶内反应的化学方程式为 。
（3）实验中部分操作及现象如下：
a．加入稀盐酸，观察到二氧化碳传感器示数不断增大至稳定；
b．点燃酒精灯；加热碳粉；
c．点燃酒精灯，加热氧化铜；
d．观察到氧化铜处黑色粉末全部变红；停止加热，收集尾气。
①从安全环保的角度考虑，以上操作正确的顺序为： (填标号)。
②二氧化碳传感器示数不断增大至稳定，说明装置内已充满二氧化碳。若无二氧化碳传感器，检验装置内已充满二氧化碳的实验方法是 (简述实验操作和现象)。
Ⅱ．探究装置丙硬质玻璃管内剩余固体的性质并测定其组成
查阅资料：氧化亚铜为红色粉末，可与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水。
实验Ⅰ结束后将装置丙硬质玻璃管内的剩余固体全部移至烧杯中，加入足量稀硫酸，充分反应，滤出烧杯中的红色固体，洗涤、干燥、称量，其质量为2.56g。
（4）装置丙硬质玻璃管内剩余固体中铜单质的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
【答案】（1）C
（2）
（3）acbd 在丁装置的短导管口放置一根燃着的木条，木条熄灭，说明瓶内已经充满二氧化碳
（4）57.1%
【解析】（1）A、该图标是“护目镜”，提示实验需要保护眼睛，不符合题意；
B、该图标是“排气扇”，提示实验过程中需要换气，不符合题意；
C、该图标是“热烫”，提示实验过程中会用到加热操作，符合题意。
故选C；
（2）装置甲锥形瓶内发生反应为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：；
（3）①一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故应先加入稀盐酸，反应生成二氧化碳，观察到二氧化碳传感器示数不断增大至稳定；说明此时装置内空气已经排尽，然后点燃酒精灯，加热氧化铜；防止反应生成的一氧化碳散逸到空气中，污染空气；然后点燃酒精灯，加热碳粉，使碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，观察到氧化铜处黑色粉末全部变红；停止加热，收集尾气；故操作正确的顺序是：acbd；
②二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，则检验装置内已充满二氧化碳的实验方法是：在丁装置的短导管口放置一根燃着的木条，木条熄灭，说明瓶内已经充满二氧化碳；
（4）根据质量守恒定律， 化学反应前后元素的种类和质量不变，如果硬质玻璃管内剩余固体全部是铜，则铜的质量与参加反应的氧化铜中铜元素的质量相等，铜元素的质量为：，铜与稀硫酸不反应，则最后得到红色固体的质量也应是3.2g，最后得到红色固体的质量为2.56g，说明硬质玻璃管内剩余固体中含氧化亚铜，则氧化亚铜与硫酸反应生成的硫酸铜中铜元素的质量为：3.2g-2.56g=0.64g，则生成硫酸铜的质量为：
解：设剩余固体中氧化亚铜的质量为x，反应生成铜的质量为y
x=1.44g
y=0.64g
则剩余固体中铜单质的质量为：2.56g-0.64g=1.92g
则装置丙硬质玻璃管内剩余固体中铜单质的质量分数为：
答：装置丙硬质玻璃管内剩余固体中铜单质的质量分数为57.1%。
知识点三 二氧化碳性质及用途
【典例14】（2025·湖南长沙·中考真题）物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是
A．有刺激性气味 B．难溶于水
C．能使澄清石灰水变浑浊 D．具有可燃性
【答案】C
【解析】A、二氧化碳是无色无味的气体，不具有刺激性气味，A 选项错误；
B、二氧化碳能溶于水，并非难溶于水，B 选项错误；
C、二氧化碳能与澄清石灰水（主要成分氢氧化钙）反应，生成碳酸钙白色沉淀，从而使澄清石灰水变浑浊，化学方程式为，C 选项正确；
D、二氧化碳不具有可燃性，一般情况下，它还能用于灭火，因为它不燃烧也不支持燃烧，D 选项错误。
故选C。
【典例15】（2025·江苏苏州·中考真题）自然界能减少大气中含量的途径是
A．火山喷发 B．森林着火 C．光合作用 D．碳酸分解
【答案】C
【解析】A、火山喷发会释放大量CO2等气体，增加大气中的CO2含量，故A错误；
B、森林着火时，燃烧有机物会生成CO2，增加大气中的CO2含量，故B错误；
C、光合作用是植物吸收CO2，将其转化为有机物和氧气的过程，直接减少大气中的CO2，故C正确；
D、碳酸分解会释放CO2，增加大气中的CO2含量，故D错误。
故选C。
【典例16】（2025·天津·中考真题）写出下列反应的化学方程式。
（1）硫在氧气中燃烧 ；
（2）二氧化碳通入足量澄清石灰水中 。
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，方程式为：；
（2）二氧化碳通入足量澄清石灰水中，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为：。
【典例17】（20

展开更多......

收起↑