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第十讲 碳与氧化物·隐性考点+答题坑点
一、考情说明
（一）题型覆盖
本讲为中考化学核心必考模块，全题型无死角覆盖：选择题、填空题必考概念辨析、性质对比与物质转化，实验题高频考查二氧化碳实验室制取、碳或一氧化碳还原金属氧化物实验，探究题固定考查二氧化碳与碱反应的变质探究、混合气体的检验与除杂，计算题常结合金属冶炼考查不纯物的还原计算，是金属、酸碱盐模块的核心基础载体。
（二）分值占比
在中考化学试卷中，本讲内容分值占比稳定在8-15分，其中实验探究题为核心拉分点，分值占本讲总分的50%以上，是中考化学分值占比最高的模块之一。
（三）丢分核心原因
1.混淆碳单质、一氧化碳、二氧化碳的核心性质，对“结构决定性质”的逻辑理解不到位，出现性质与用途的匹配错误；
2.忽略实验操作的隐性细节，对操作顺序、尾气处理、现象描述的规范要求掌握不到位，出现实验题步骤错误、现象描述不规范丢分；
3.掉入命题人审题陷阱，混淆“检验”与“除杂”的不同要求，忽略“足量”、“过量”、“少量”的关键限定，出现方法选择错误；
4.化学方程式书写不规范，漏写反应条件、气体或沉淀符号，还原反应配平错误，导致基础分丢失。
（四）命题趋势
结合社会热点命题，以“碳中和、碳达峰”、温室效应、煤气安全、人工降雨等生活场景为载体，考查知识点的实际应用；实验探究为核心必考方向，尤其是二氧化碳与氢氧化钠反应的变质探究、碳的氧化物混合气体的检验与除杂，是中考高频探究题命题点；结合“碳三角、钙三角”的物质转化，跨模块考查物质推断，常与金属、酸碱盐结合命题；结合工业炼铁的实际场景，考查还原反应的实验操作、误差分析与相关计算。
二、核心隐性考点
（一）碳单质的隐性考点
1.结构与性质的隐性逻辑
（1）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，化学性质基本相同（常温下稳定、具有可燃性、还原性），物理性质差异极大的核心原因是碳原子的排列方式不同。
（2）隐性易错边界：同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物（如金刚石和石墨的混合物、氧气和臭氧的混合物），只有同种元素组成的纯净物才是单质。
2.碳单质化学性质的隐性考点
（1）常温下化学性质稳定，原因是碳原子最外层有4个电子，不易得失电子，因此古代字画能长久保存不褪色。
（2）可燃性的隐性规律：氧气充足时，碳完全燃烧生成CO2；氧气不足时，碳不完全燃烧生成CO；一定质量的碳在固定量的氧气中燃烧，生成物可能是CO2、CO或二者的混合物，计算时需分情况讨论。
（3）还原性的隐性细节：碳还原氧化铜的实验，反应条件为高温（不是加热），酒精灯加网罩的作用是集中火焰、提高温度；实验结束后需先撤导管，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸炸裂试管；木炭需过量，防止生成的铜被空气中的氧气重新氧化。
表1常见碳单质的结构、性质与用途对比
碳单质 结构特点 核心物理性质 主要用途 隐性注意事项
金刚石 正八面体网状结构 硬度大、不导电、无色透明 切割玻璃、钻探机钻头、装饰品 自然界中硬度最大的物质
石墨 层状结构 质软、有滑腻感、导电性良好 铅笔芯、电极、润滑剂 质软且呈深灰色，可用于制铅笔芯
C60 足球状分子结构 常温下稳定 超导、催化、材料科学 由C60分子构成，不是由碳原子直接构成
活性炭 疏松多孔结构 吸附性极强 净水、防毒面具、除味剂 吸附性属于物理性质，无杀菌消毒作用
（二）碳的氧化物的隐性考点
1.二氧化碳（CO2）的隐性考点
（1）物理性质的隐性边界：密度比空气大，能溶于水；“能溶于水”是物理性质，“与水反应生成碳酸”是化学性质，软塑料瓶变瘪不能单独证明CO2与水发生了反应，需设置对照实验排除水的干扰。
（2）化学性质的隐性规则
①不燃烧也不支持燃烧：仅针对一般可燃物，能支持镁条等活泼金属燃烧，因此不能用CO2扑灭活泼金属引发的火灾。
②与水反应：CO2与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，CO2本身不具有酸性，不能使干燥的紫色石蕊纸花变红。
③与碱反应：与氢氧化钙反应用于检验CO2，与氢氧化钠反应用于除去CO2；隐性考点是：氢氧化钠溶解度远大于氢氧化钙，因此除去CO2用氢氧化钠溶液，检验CO2用澄清石灰水，二者不可混淆。
2.一氧化碳（CO）的隐性考点
（1）化学性质的隐性细节
①可燃性：点燃前必须验纯，火焰呈蓝色，是煤气的主要成分；
②还原性：还原金属氧化物的操作顺序为“先通CO，再加热；实验结束后先熄灭酒精灯，继续通CO至装置冷却”，前者防止加热时发生爆炸，后者防止生成的热金属被空气中的氧气重新氧化；
③毒性：与血红蛋白的结合能力远强于氧气，导致人体缺氧中毒；隐性易错点：CO难溶于水，在煤炉上放一盆水不能防止煤气中毒。
3.核心隐性规律：CO与CO2的组成元素相同，但化学性质差异极大，根本原因是二者的分子构成不同。
表2一氧化碳与二氧化碳的核心性质对比
性质 一氧化碳（CO） 二氧化碳（CO2）
水溶性 难溶于水 能溶于水
密度 略小于空气 大于空气
可燃性 具有可燃性，2CO+O2点燃2CO2 不燃烧，也不支持一般可燃物的燃烧
还原性 具有还原性，可还原金属氧化物 无还原性，不能用于冶炼金属
与水反应 不与水反应 与水反应生成碳酸，CO2+H2O=H2CO3
毒性 有毒，易导致煤气中毒 无毒，浓度过高会导致人窒息
主要用途 作燃料、冶炼金属 灭火、人工降雨、气体肥料、制汽水
表3碳的氧化物常见除杂方案
物质 杂质 除杂方法 隐性注意事项
CO2 CO 将混合气体通过灼热的氧化铜 不能用点燃的方法，大量CO2存在时，少量CO无法被点燃
CO CO2 将混合气体通过足量氢氧化钠溶液，再通过浓硫酸干燥 不能用澄清石灰水，氢氧化钙溶解度小，除杂不彻底
CO2 HCl 将混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液，再通过浓硫酸干燥 不能用氢氧化钠溶液，氢氧化钠会同时吸收CO2和HCl
CO2 水蒸气 将混合气体通过浓硫酸 不能用氢氧化钠固体、生石灰，会与CO2反应
（三）二氧化碳实验室制取的隐性考点
1.药品选择的隐性规则
（1）药品：大理石（或石灰石）与稀盐酸，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）药品选择的禁忌：
①不能用稀硫酸：稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行；
②不能用浓盐酸：浓盐酸具有挥发性，会使生成的CO2中混有HCl气体，导致澄清石灰水不变浑浊；
③不能用碳酸钠或碳酸钾粉末：反应速率过快，不易控制，不利于气体收集。
2.装置选择的隐性考点
（1）发生装置：固液不加热型，与过氧化氢制取氧气的发生装置通用；长颈漏斗必须伸到液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；分液漏斗或注射器可控制反应速率。
（2）收集装置：向上排空气法，不能用排水法（CO2能溶于水）；若需用排水法收集，需在水面上加一层植物油，隔绝CO2与水，防止CO2溶于水。
3.检验与验满的隐性边界
（1）检验：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明该气体是CO2；
（2）验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明CO2已收集满；
（3）易错点：不能用燃着的木条检验CO2，能使燃着木条熄灭的气体还有氮气、稀有气体等，不具有唯一性。
三、中考高频答题坑点（100%会考，90%学生丢分）
（一）金刚石、石墨、C60的物理性质差异极大，是因为组成元素不同
真相：三者都是由碳元素组成的单质，物理性质差异大的根本原因是碳原子的排列方式不同，三者的化学性质基本相同。
（二）同种元素组成的物质一定是单质
真相：单质是由同种元素组成的纯净物，同种元素组成的物质可能是混合物，如金刚石和石墨的混合物、氧气和臭氧的混合物，不属于单质。
（三）CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2具有酸性
真相：CO2与水反应生成的碳酸具有酸性，是碳酸使紫色石蕊溶液变红；CO2本身不具有酸性，不能使干燥的紫色石蕊纸花变红。
（四）CO2有毒，会导致人窒息死亡，属于空气污染物
真相：CO2本身无毒，只是不能供给呼吸，浓度过高会导致人体缺氧窒息；CO2不属于空气污染物，是温室气体，会加剧温室效应。
（五）可以用点燃的方法除去CO2中混有的少量CO
真相：CO2不支持燃烧，大量CO2存在时，少量CO无法被点燃，无法除去杂质；正确方法是将混合气体通过灼热的氧化铜。
（六）CO难溶于水，在煤炉上放一盆水可以防止煤气中毒
真相：煤气中毒的本质是CO中毒，CO难溶于水，放一盆水无法吸收CO，不能防止煤气中毒；正确方法是开窗通风，保持空气流通。
（七）实验室制取CO2可以用稀硫酸和大理石反应
真相：稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行，无法持续制取CO2，只能选用稀盐酸。
（八）检验CO2和验满CO2的方法相同，都可以用燃着的木条
真相：验满是将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭说明已满；检验CO2必须将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊才能证明是CO2，能使燃着木条熄灭的气体还有氮气等，不具有唯一性。
（九）碳还原氧化铜、CO还原氧化铁的反应，条件都是加热
真相：碳还原氧化铜、CO还原氧化铁的反应条件都是高温，不是加热；碳还原氧化铜的酒精灯需加网罩集中火焰提高温度，CO还原氧化铁需用酒精喷灯加热。
（十）CO和CO2的组成元素相同，化学性质也相同
真相：物质的化学性质由分子构成决定，CO和CO2的分子构成不同，因此化学性质差异极大；CO具有可燃性、还原性、毒性，CO2不具备这些性质。
四、一句话速记口诀
碳素质异排列定，常温稳定可燃还。
碳氧两物性不同，分子构成是根源。
二氧验满用燃条，检验需通石灰水。
一氧还原先通气，熄灯冷却再停断。
五、本讲满分总结(牢记核心原则）
1.碳单质核心原则：抓住“结构决定性质，性质决定用途”的核心逻辑，明确同种元素组成的物质不一定是单质，牢记碳单质常温下稳定、具有可燃性与还原性的核心性质，区分不同碳单质的用途差异。
2.碳的氧化物核心原则：明确CO与CO2的性质差异根源是分子构成不同，精准区分二者的检验、除杂方法，牢记CO2的四大化学性质、CO的三大化学性质，杜绝性质混淆与方法误用。
3.实验核心原则：牢记CO2制取的药品选择、装置选择的隐性规则，严格区分检验与验满的不同操作；还原实验严格遵循“先通气、再加热，先熄灯、后停气”的操作顺序，明确尾气处理的规范要求。
4.探究核心原则：CO2与碱反应的无现象探究，核心是证明反应物减少或生成物生成，注意排除干扰；混合气体的检验与除杂，遵循“先检验水、后除杂、最后干燥”的固定顺序。
六、专项坑题训练（中考高频易错题）
1.下列关于碳单质的说法，正确的是（ ）
A.金刚石、石墨、C60都是由碳原子直接构成的
B.同种元素组成的物质一定是纯净物
C.碳单质在常温下化学性质稳定，不易与其他物质反应
D.石墨有导电性，可用于切割玻璃
2.下列关于CO2的说法，正确的是（ ）
A.CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2具有酸性
B.CO2有毒，属于空气污染物
C.干冰可用于人工降雨，是利用其升华吸热的物理性质
D.可以用燃着的木条检验CO2
3.下列关于CO和CO2的说法，正确的是（ ）
A.CO和CO2的组成元素相同，化学性质也相同
B.CO2中混有少量CO，可以用点燃的方法除去
C.CO难溶于水，是导致煤气中毒的原因
D.CO和CO2都可以用来灭火
4.下列实验室制取CO2的操作，正确的是（ ）
A.用稀硫酸和大理石制取CO2
B.发生装置选用高锰酸钾制取氧气的固固加热型装置
C.用向下排空气法收集CO2
D.用澄清石灰水检验生成的CO2
5.下列关于碳和碳的氧化物的实验，说法正确的是（ ）
A.碳还原氧化铜的实验，结束后先熄灭酒精灯，再撤导管
B.CO还原氧化铁的实验，先加热，再通CO，防止浪费药品
C.CO还原氧化铁的实验，尾气可以直接排放到空气中
D.碳还原氧化铜的实验，酒精灯加网罩是为了集中火焰，提高温度
6.下列关于碳和碳的氧化物的转化，说法正确的是（ ）
A.CO2转化为CO，是化合反应，反应需要吸热
B.CO转化为CO2，只能通过燃烧实现
C.碳转化为CO2，只能通过燃烧实现
D.CO2和CO可以相互转化，元素化合价均不发生变化
7.结合碳和碳的氧化物的相关知识，回答下列问题：
（1）金刚石和石墨的物理性质差异很大，根本原因是；
（2）CO和CO2的化学性质差异很大，根本原因是；
（3）CO2通入紫色石蕊溶液，溶液变红，发生反应的化学方程式为；
（4）工业上用CO还原赤铁矿（成分为Fe2O3）炼铁，反应的化学方程式为______。
8.实验室制取CO2的相关实验，回答下列问题：
（1）实验室制取CO2的化学方程式为；
（2）发生装置中，长颈漏斗必须伸到液面以下的原因是；
（3）收集CO2时，验满的操作方法是；
（4）要除去CO2中混有的HCl气体和水蒸气，应先将混合气体通过______溶液，再通过。
9.某化学兴趣小组对CO2与NaOH溶液的反应进行探究，已知NaOH和Ca(OH)2化学性质相似，都能与CO2发生反应。
【提出问题】CO2与NaOH溶液是否发生了化学反应？
【查阅资料】
①通常情况下，1体积水约能溶解1体积CO2；
②Na2CO3易溶于水，其水溶液呈碱性。
【设计实验】
（1）实验一：将充满CO2的软塑料瓶中加入一定量的NaOH溶液，拧紧瓶盖，振荡，观察到软塑料瓶变瘪。
甲同学认为该现象能证明CO2与NaOH发生了反应，乙同学提出质疑，理由是______。要证明反应确实发生，需要补充的对照实验是。
（2）实验二：取实验一反应后的溶液少许于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到，证明CO2与NaOH发生了反应，该反应的化学方程式为。
（3）实验三：取实验一反应后的溶液少许于试管中，加入澄清石灰水，观察到，也能证明反应发生，该反应的化学方程式为。
【拓展延伸】
（4）NaOH固体暴露在空气中容易变质，变质的原因是（用化学方程式表示），因此NaOH固体必须______保存。
（5）要除去部分变质的NaOH溶液中的Na2CO3杂质，可加入适量的______溶液，过滤即可得到纯净的NaOH溶液。
七、参考答案及解析
1.【答案】C
【解析】A选项错误，金刚石、石墨由碳原子直接构成，C60由C60分子构成；B选项错误，同种元素组成的物质可能是混合物，如金刚石和石墨的混合物，不一定是纯净物；C选项正确，碳单质在常温下，碳原子最外层电子不易得失，化学性质稳定，不易与其他物质反应；D选项错误，石墨有导电性，可用于制作电极，金刚石硬度大，可用于切割玻璃。
2.【答案】C
【解析】A选项错误，CO2与水反应生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红，CO2本身不具有酸性；B选项错误，CO2无毒，不属于空气污染物，是温室气体；C选项正确，干冰升华吸热，使周围温度降低，水蒸气凝结成水滴，可用于人工降雨，该性质属于物理性质；D选项错误，能使燃着木条熄灭的气体还有氮气等，检验CO2必须用澄清石灰水。
3.【答案】C
【解析】A选项错误，CO和CO2的分子构成不同，化学性质差异极大；B选项错误，大量CO2存在时，少量CO无法被点燃，不能用点燃的方法除杂；C选项正确，CO难溶于水，能与血红蛋白结合导致人体缺氧，是煤气中毒的原因；D选项错误，CO具有可燃性，不能用来灭火，CO2可用于灭火。
4.【答案】D
【解析】A选项错误，稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会阻止反应继续进行，不能用于制取CO2；B选项错误，实验室制取CO2是固液不加热型反应，不能选用固固加热型装置；C选项错误，CO2密度比空气大，应用向上排空气法收集；D选项正确，CO2能使澄清石灰水变浑浊，可用澄清石灰水检验CO2。
5.【答案】D
【解析】A选项错误，碳还原氧化铜实验结束后，应先撤导管，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸炸裂试管；B选项错误，CO还原氧化铁实验，应先通CO排尽装置内的空气，再加热，防止加热时发生爆炸；C选项错误，CO有毒，会污染空气，尾气不能直接排放，需点燃或收集处理；D选项正确，碳还原氧化铜的反应条件为高温，酒精灯加网罩可以集中火焰，提高温度。
6.【答案】A
【解析】A选项正确，CO2与C在高温下反应生成CO，该反应是化合反应，反应过程需要吸热；B选项错误，CO转化为CO2，可通过燃烧实现，也可通过CO还原金属氧化物实现；C选项错误，碳转化为CO2，可通过燃烧实现，也可通过碳还原金属氧化物实现；D选项错误，CO2和CO相互转化时，碳元素的化合价发生变化，CO2中碳为+4价，CO中碳为+2价。
（二）填空题
7.【答案】
（1）碳原子的排列方式不同
（2）分子构成不同
（3）CO2+H2O=H2CO3
（4）3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
【解析】
（1）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质差异大的根本原因是碳原子的排列方式不同；
（2）物质的化学性质由分子构成决定，CO和CO2的分子构成不同，因此化学性质差异很大；
（3）CO2与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3；
（4）CO在高温下还原Fe2O3生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2。
8.【答案】
（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）形成液封，防止生成的CO2气体从长颈漏斗逸出
（3）将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收集满
（4）饱和碳酸氢钠；浓硫酸
【解析】
（1）实验室用大理石（主要成分为CaCO3）和稀盐酸制取CO2，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）长颈漏斗必须伸到液面以下，形成液封，防止生成的CO2气体从长颈漏斗逸出；
（3）CO2不燃烧也不支持燃烧，验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收集满；
（4）饱和碳酸氢钠溶液能与HCl反应，不与CO2反应，可除去CO2中的HCl杂质；浓硫酸具有吸水性，可干燥CO2，除杂时应先除HCl，再干燥，防止气体通过溶液时再次带出水蒸气。
9.【答案】
（1）CO2能溶于水，也能与水反应，也会使软塑料瓶内压强减小，瓶子变瘪；将NaOH溶液换成等体积的水，做相同的实验，观察软塑料瓶的变瘪程度
（2）有气泡产生；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
（3）有白色沉淀生成；Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
（4）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；密封
（5）氢氧化钙（或氢氧化钡）
【解析】
（1）CO2能溶于水，也能与水反应，会使软塑料瓶内的压强减小，瓶子变瘪，因此无法单独证明CO2与NaOH发生了反应；对照实验需控制变量，将NaOH溶液换成等体积的水，做相同的实验，观察软塑料瓶的变瘪程度，若加入NaOH溶液的瓶子变瘪程度更大，证明CO2与NaOH发生了反应。
（2）CO2与NaOH反应生成Na2CO3，Na2CO3与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，因此会观察到有气泡产生，证明有新物质生成，反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
（3）Na2CO3与澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，生成碳酸钙白色沉淀，因此会观察到有白色沉淀生成，证明有新物质生成，反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。
（4）NaOH固体暴露在空气中，会与空气中的CO2反应生成Na2CO3而变质，反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，因此NaOH固体必须密封保存。
（5）除去NaOH溶液中的Na2CO3，需除去碳酸根离子，同时不引入新的杂质，可加入适量的氢氧化钙溶液，氢氧化钙与Na2CO3反应生成碳酸钙沉淀和NaOH，过滤除去沉淀即可；也可选用氢氧化钡溶液，原理相同。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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