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周测小卷（9）碳单质 碳的氧化物
一．选择题
1．用墨绘制的《清明上河图》等古画能历经千年墨色如新。这主要是因为墨中的碳在常温下具有的性质是（　　）
A．硬度大 B．化学性质不活泼
C．熔点高 D．具有吸附性
2．石墨是制造锂离子电池负极的关键材料。电池工作时，锂离子在石墨层间嵌入和脱出，实现电能的储存与释放。这一应用主要利用了石墨的（　　）
A．还原性强 B．导电性良好
C．熔点高 D．质软滑腻
3．“设计低碳行动方案”实践活动中的下列认识和做法正确的是（　　）
A．低碳行动中的“碳”指的是碳元素
B．用燃着木条检验呼出气体中是否有二氧化碳
C．为减少二氧化碳的排放，禁止使用化石燃料
D．绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径
4．下表总结了碳元素组成物质的性质及对应用途，其中有误的一项是（　　）
选项 物质 性质 用途
A 金刚石 硬度大 切割玻璃、作为钻机钻头
B 石墨 导电性好 干电池、受电弓滑板
C 活性炭 吸附性强 在冰箱中吸附异味
D 木炭 着火点高 用作燃料和还原剂
5．下图是探究二氧化碳性质的4个实验，其中只探究二氧化碳的物理性质的是（　　）
A． B． C． D．
6．碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法正确的是（　　）
A．碳循环会使大气中的二氧化碳含量不断升高
B．化石燃料燃烧排放出的二氧化碳会引起酸雨
C．途径①表示植物的光合作用，会消耗二氧化碳
D．途径②会使海水酸化是因为二氧化碳易溶于水
7．兴趣小组利用废旧塑料瓶、蜡烛等设计了如图装置来验证CO2的相关性质，塑料瓶内壁上贴有纸花，其中a处是湿润的紫色石蕊纸花，b处是干燥的紫色石蕊纸花。下列说法不正确的是（　　）
A．实验观察到蜡烛从低处到高处依次熄灭
B．对比a、b两处的现象，可证明CO2能使石蕊变红
C．实验观察到澄清石灰水变浑浊
D．该实验能验证CO2的物理性质及化学性质
8．在图1所示的三颈烧瓶中用排空气法收集CO2，探究CO2溶于水的实验结果如图2所示。下列叙述错误的是（　　）
A．t1时刻对应的操作是向三颈烧瓶中注入水
B．t2→t3压强变小，溶液的pH变大
C．t3时滴入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明CO2能与水反应
D．t3时刻的压强高于初始值的原因可能是收集的CO2气体不纯
9．“碳捕捉技术”是捕捉释放到大气中的CO2，反应③利用了该技术，甲、乙是初中化学常见的化合物，组成元素相同且常温下均为气体。下列有关说法不正确的是（　　）
A．反应①可通过置换反应实现
B．反应②可通过化合反应实现
C．反应③是乙与CaCl2溶液反应
D．甲可用作燃料，乙可用于人工降雨
10．下列是关于木炭还原氧化铜的两组实验，结合实验装置与对应数据图像，分析判断正确的是（　　）
实验一：按图甲装置进行木炭还原氧化铜实验，测得反应过程中固体总质量随加热时间的变化如图乙所示；
实验二：另取木炭与氧化铜粉末混合均匀，置于隔绝空气的密闭容器中持续加强热，通过CO2传感器得到容器内CO2质量随反应时间的变化曲线如图丙所示。
A．N点时，试管①中的固体只有两种
B．M点时，试管②中导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
C．实验一结束，先撤离导管，停止加热，立即将试管里的粉末倒出
D．t1 t2阶段密闭容器内CO2质量减少，是因为过量木炭与CO2发生反应生成了CO
二．非选择题
11．我国提出2060年前实现“碳中和”的目标，体现了大国担当。
Ⅰ．“碳”减排
（1）下列做法不符合节能减排的是　 　 （填序号）。
A．提倡绿色出行 B．提倡人走灯熄
C．垃圾焚烧处理 D．推广使用太阳能
Ⅱ．“碳”封存
（2）将二氧化碳压缩液化泵入地下长期储存。从微观角度解释，压缩液化过程主要改变的是　 　 。
Ⅲ．“碳”利用
（3）将二氧化碳转化为甲醇（CH3OH）等液体燃料。制取甲醇的过程为氢气与二氧化碳在催化剂的作用下，生成甲醇和一种常见液体，请写出该反应的化学方程式：　 　 。
12．我国提出力争于2060年前实现“碳中和”。
（1）为实现“碳中和”助力，以下做法不正确的是　 　 （填字母）。
A．用新能源汽车、共享单车代替燃油车
B．随手关闭不用的电器，减少家庭用电量
C．减少使用一次性木制品，保护森林资源
D．为保持整洁，把轻微损坏的家具直接丢弃
（2）CO2资源化利用。催化CO2制备燃料甲醇（CH3OH）的微观反应示意图如图1所示，参加反应的甲和乙的质量比为　 　 （填最简整数比）。
（3）CO2的性质。如图2，通入干燥CO2一段时间后，观察到玻璃管中的现象是　 　 ；试管中澄清石灰水变浑浊，变浑浊的原因是　 　 （用化学方程式表示）。
13．实验小组同学按如图所示装置探究二氧化碳的性质，请回答下列问题。
（1）A中的实验现象为　 　 。
（2）B中发生反应的化学方程式　 　 。
（3）在装置C中，观察到干石蕊纸花不变色，湿石蕊纸花由紫色变为红色，说明使紫色石蕊变红的物质是　 　 （写化学式）。
14．用木炭还原氧化铜的实验如图所示，回答下列问题。
（1）酒精灯加金属网罩的目的是　 　 。
（2）刚开始预热时，澄清石灰水不变浑浊，原因是　 　 。
（3）停止加热时，应先将导管从右侧试管中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待左侧试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作除了可以防止液体倒吸外，还可以　 　 。
C与CuO的质量比 反应后物质状态（“√”代表有，“×”代表无）
红色块状金属 金属光泽 黑色物质
1：9 √ √ 少量
1：10 √ √ 几乎无
1：11 √ × 很少
1：12 √ × 少量
1：13 √ × 较多
（4）木炭还原氧化铜反应的化学方程式为　 　 。依据化学方程式计算C与CuO的质量比为　 　 （填最简整数比）。烘干CuO粉末和木炭后，将木炭在研钵中研磨，按此质量比进行实验，效果不佳。为获得最佳实验效果，控制C与CuO的总质量一定，按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表所示，由实验可知C和CuO质量比为　 　 时实验效果最佳，其原因可能是　 　 。
15．跨学科实践活动。“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。在瓜老师的统一安排下，九年级全体同学围绕以下四项任务进行方案设计，并对有关问题进行思考和探究。
任务一：理解碳中和内涵
【查阅资料】
简言之，碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施，抵消人类活动产生的CO2，达到相对“零排放”。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一，小组同学构建的固碳模型如下：
【小组讨论】共6个小组的同学们一起进行讨论。
（1）生态固碳主要依靠植物的　 　 实现。
（2）捕集工业排放的CO2制成干冰，它易　 　 （选择“熔化”、“汽化”或者“升华”填空）吸热，可用于　 　 。
任务二：探究二氧化碳捕集
【提出问题】
氢氧化钠溶液能吸收CO2吗？
【进行实验】
（3）其中第1小组的同学设计了如下方案并完成实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①向盛有CO2气体的塑料瓶中，加入适量氢氧化钠溶液，立即旋紧瓶盖，振荡 　 　 氢氧化钠溶液　 　 （选择“能”或者“不能”填空）捕集CO2
②取少量步骤①所得溶液于试管中，滴加几滴CaCl2溶液，振荡 产生白色沉淀
（4）将步骤①中发生反应的化学方程式补充完整：2NaOH+CO2＝Na2CO3+　 　 。
任务三：设计低碳行动方案
【调研访谈】
同学们将收集到的低碳措施整理成表。
【创意设计】
（5）在瓜老师指导下，同学们优化方案如下：
低碳途径 个人行为 国家工程 国际合作
减少CO2排放 　 　 加快能源转型 推动技术转移与共享
增加CO2吸收 种花、种树等 积极实施碳汇 多国共同参与森林保护
任务四：加强低碳环保认识
【观察分析】
（6）综合上面两个图示信息，你总结出的规律是　 　 。
【成果分享】
通过跨学科实践活动，同学们深刻认识到，碳中和目标的实现任重道远。在兼顾经济增长和环境保护等方面，要立足能源转型，促进二氧化碳吸收，为实现双碳目标而努力。
参考答案与试题解析
1．【答案】B
解析：解：A、硬度大，错误，硬度大与墨迹保存无关，故A错误；
B、化学性质不活泼，正确，碳在常温下化学性质稳定，不易氧化，墨迹可长久保存，故B正确；
C、熔点高，错误，熔点高与墨迹保存无关，故C错误；
D、具有吸附性，错误，吸附性是指吸附色素和异味，与墨迹保存无关，故D错误；
故选：B。
2．【答案】B
解析：解：电池工作时，锂离子在石墨层间嵌入和脱出，实现电能的储存与释放，说明石墨具有导电性；
故选：B。
3．【答案】D
解析：解：A、在环保领域中，“低碳”中的“碳”通常指二氧化碳，这是一种温室气体，而不是碳元素本身，说法错误，故不符合题意；
B、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，通常用澄清石灰水检验二氧化碳，不是燃着的木条，因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，如氮气不燃烧、不支持燃烧，也能使燃着的木条熄灭，说法错误，故不符合题意；
C、化石燃料（如煤、石油、天然气）燃烧会释放大量二氧化碳，但完全禁止使用不切实际，因为化石燃料是目前全球主要的能源来源，说法错误，故不符合题意；
D光合作用是植物在光的作用下吸收二氧化碳和水，合成有机物并释放氧气的过程。这一过程能有效减少大气中的二氧化碳浓度，是自然界碳循环的关键环节，符合低碳行动的理念，说法正确，故符合题意。
故选：D。
4．【答案】D
解析：解：A、金刚石硬度大，可切割玻璃、作为钻机钻头，选项说法正确，故A不符合题意；
B、石墨导电性好，可用于干电池、受电弓滑板，选项说法正确，故B不符合题意；
C、活性炭吸附性强，可用于吸附冰箱中异味，选项说法正确，故C不符合题意；
D、木炭用作燃料是利用其可燃性，与还原性以及着火点高无关，选项说法错误，故D符合题意。
故选：D。
5．【答案】A
解析：解：A、实验中二氧化碳从集气瓶倒入图示容器中，利用的是二氧化碳密度比空气大的物理性质，未涉及化学性质，只探究了物理性质；故选项正确；
B、稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳，二氧化碳使蜡烛熄灭，既体现了二氧化碳密度比空气大的物理性质，也体现了其不燃烧、不支持燃烧的化学性质；故选项错误；
C、二氧化碳使紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，体现了二氧化碳的化学性质；故选项错误；
D、二氧化碳使塑料瓶变瘪且石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应，体现了二氧化碳的化学性质；故选项错误；
故选：A。
6．【答案】C
解析：解：A、碳循环包括二氧化碳的消耗和产生，在自然状态下能保持大气中二氧化碳含量的相对稳定，故选项A说法错误；
B、化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，会加剧温室效应，但二氧化碳不会形成酸雨，故选项B说法错误；
C、途径①表示植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，该过程会消耗二氧化碳，故选项C说法正确；
D、途径②是大气中的二氧化碳进入海水，二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，会使海水酸化，故选项D说法错误。
故选：C。
7．【答案】B
8．【答案】B
解析：解：A、t1时刻压强开始上升，对应的操作是向三颈烧瓶中注入水，水占据了部分体积，会使瓶内压强暂时增大，故正确。
B、t2→t3压强变小，是因为溶于水并与水反应生成碳酸，溶液中碳酸浓度增大，酸性增强，pH变小，故错误。
C、t3时滴入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明溶液呈酸性，证明能与水反应生成酸性物质，故正确。
D、t3时刻的压强高于初始值，可能是收集的气体不纯，混有难溶于水的气体（如空气），这些气体没有参与反应，导致压强高于初始值，故正确。
故选：B。
9．【答案】C
解析：解：A.反应①是碳转化成二氧化碳，碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，该反应是置换反应，则反应①可通过置换反应实现，故A选项说法正确；
B.反应②是二氧化碳转化成一氧化碳，二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，该反应是化合反应，则反应②，可通过化合反应实现，故B选项说法正确；
C.二氧化碳与氯化钙溶液不反应，不能生成碳酸钙，故C选项说法错误；
D.一氧化碳具有可燃性，可用作燃料；固态二氧化碳（干冰）升华吸热，可用于人工降雨，故D选项说法正确；
故选：C。
10．【答案】D
解析：解：A、实验一中，木炭还原氧化铜的反应生成了铜和二氧化碳，据图乙可知，N点是反应过程中的某一点，并非终点。反应中可能存在未完全反应的 CuO、C，以及生成的Cu，因此固体可能有三种 （CuO、C、Cu），并非只有两种，故A分析判断错误。
B、由于试管内的空气受热膨胀，试管②中导管口有气泡冒出，由于M点时固体总质量不变，说明反应没有发生，故B分析判断错误。
C、由于热的铜能与氧气反应生成了黑色的氧化铜，实验一结束，先撤离导管，停止加热，立即将试管里的粉末倒出，无法得到红色铜。正确操作是先撤导管，停止加热，冷却后再倒出粉末，故C分析判断错误。
D、实验二中，t1～t2阶段CO2质量减少，是因为过量木炭与CO2在高温下反应生成了一氧化碳，故D分析判断正确。
故选：D。
11．【答案】（1）C；
（2）分子间的间隔；
（3）。
解析：解：（1）A、提倡绿色出行（如步行、骑车），可减少汽车尾气排放，故A正确；
B、提倡人走灯熄，可节约电能，减少能源消耗，故B正确；
C、垃圾焚烧处理，会释放二氧化碳等温室气体及有害物质，增加碳排放和空气污染，故D错误；
D、推广使用太阳能，属于清洁能源，可替代化石燃料，减少碳排放，故D正确；
（2）物质由分子构成，分子间存在间隔。气体分子间间隔较大，液体分子间间隔较小。压缩液化时，通过加压使分子间间隔减小，从而气体变为液体，但分子本身的大小和性质不变；
（3）氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲醇（CH3OH）和水。化学方程式为：。
故答案为：（1）C；
（2）分子间的间隔；
（3）CO2+3H2CH3OH+H2O。
12．【答案】（1）D；
（2）22：3；
（3）纸条a不变色，纸条b变红色；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
解析：解：（1）A、新能源汽车、共享单车替代燃油车，可减少化石燃料燃烧，降低排放，故A不符合题意；
B、随手关闭不用的电器，减少家庭用电量，可降低发电过程中排放，故B不符合题意；
C、减少使用一次性木制品，保护森林资源，森林可通过光合作用吸收，故C不符合题意；
D、把轻微损坏的家具直接丢弃，会造成资源浪费，不利于碳中和，故D符合题意。
（2）根据微观示意图可知，二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：，参加反应的甲和乙的质量比为44：6＝22：3；
（3）二氧化碳和水反应生成碳酸，能使紫色石蕊溶液变红，如图2，通入干燥CO2一段时间后，观察到玻璃管中的现象是纸条a不变色，纸条b变红色，试管中澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
故答案为：（1）D；
（2）22：3；
（3）纸条a不变色，纸条b变红色；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
13．【答案】（1）蜡烛由下到上依次熄灭；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）H2CO3。
解析：解：（1）二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大，故A中的实验现象是：蜡烛由下到上依次熄灭；
（2）B中发生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）在装置C中，观察到干石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色，湿石蕊纸花由紫色变为红色，说明二氧化碳与水发生了反应，使紫色石蕊变红的物质是二氧化碳与水反应生成的碳酸；
故答案为：（1）蜡烛由下到上依次熄灭；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）H2CO3。
14．【答案】（1）集中火焰，提高反应区域的温度；
（2）刚开始预热时，温度较低，木炭与氧化铜还未发生反应，试管内排出的是空气；
（3）防止生成的铜在高温下被空气中的氧气重新氧化成氧化铜；
（4）；3：40；1：10；部分木炭会与试管内的氧气反应，或与生成的CO2反应生成CO；稍过量的木炭能确保CuO被充分还原，同时生成的铜在高温下不易被氧化，因此得到的铜有金属光泽、杂质少。
解析：解：（1）木炭还原氧化铜的反应需要高温条件，金属网罩可以集中火焰，提高反应区域的温度。故答案为：集中火焰，提高反应区域的温度。
（2）刚开始预热时，温度较低，木炭与氧化铜还未发生反应，试管内排出的是空气，澄清石灰水不变浑浊。故答案为：刚开始预热时，温度较低，木炭与氧化铜还未发生反应，试管内排出的是空气。
（3）停止加热后，先撤导管、待试管冷却再倒出粉末，除了防止右侧试管的石灰水倒吸，还可以防止生成的铜在高温下被空气中的氧气重新氧化成氧化铜。故答案为：防止生成的铜在高温下被空气中的氧气重新氧化成氧化铜。
（4）木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，其化学方程式为；C的相对原子质量为12，CuO的相对分子质量为64+16＝80，反应中C与2个CuO反应，因此质量比为12：（2×80）＝12：160＝3：40；从表格数据看，当C与CuO质量比为1：10时，生成的铜为红色块状金属且有金属光泽，黑色物质几乎无，说明还原最充分、铜的纯度最高，实验效果最佳；理论上C与CuO的质量比为3：40≈1：13.3，但实际实验中选择1：10（木炭稍过量）的原因是部分木炭会与试管内的氧气反应，或与生成的CO2反应生成CO；稍过量的木炭能确保CuO被充分还原，同时生成的铜在高温下不易被氧化，因此得到的铜有金属光泽、杂质少。故答案为：；3：40；1：10；部分木炭会与试管内的氧气反应，或与生成的CO2反应生成CO；稍过量的木炭能确保CuO被充分还原，同时生成的铜在高温下不易被氧化，因此得到的铜有金属光泽、杂质少。
15．【答案】（1）光合作用；
（2）升华；人工降雨（答案不唯一）；
（3）塑料瓶变瘪；能；
（4）H2O；
（5）骑自行车出行（答案不唯一）；
（6）全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高。
解析：解：（1）植物的光合作用能吸收二氧化碳，放出氧气，生态固碳主要依靠植物的光合作用实现；
（2）捕集工业排放的二氧化碳制成干冰，干冰升华吸热，使周围温度降低，可用于人工降雨、作制冷剂等；
（3）取少量步骤①所得溶液于试管中，滴加几滴CaCl2溶液，产生白色沉淀。是因为步骤①中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，这个现象说明氢氧化钠溶液确实与二氧化碳发生反应，也就是说氢氧化钠溶液能捕集CO2，氢氧化钠溶液与二氧化碳反应，导致瓶内气体压强减小，外界大气压将塑料瓶压瘪；
（4）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；
（5）从个人行为方面减少排放的途径是骑自行车出行、随手关灯、双面使用纸张等；
（6）由图可知，全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高。
故答案为：（1）光合作用；
（2）升华；人工降雨（答案不唯一）；
（3）塑料瓶变瘪；能；
（4）H2O；
（5）骑自行车出行（答案不唯一）；
（6）全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高。
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