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考点5
碳单质、一氧化碳
一、选择题
7．（2分）（2015 广西南宁）燃着的香烟产生的烟气中含有一种易与人体血液中血红蛋白结合的有毒物质，该物质是（
）
　
A．
焦油
B．
尼古丁
C．
一氧化碳
D．
二氧化碳
【答案】C
【解析】燃烧的香烟中所含有毒的、易与人体血液中血红蛋白结合的气体为一氧化碳。
（2015·广东茂名）下列说法正确的是（　　）
A空气的主要成分是氮气和氧气
B氧气能够燃烧
C二氧化碳能将氧化铜还原为铜
D金刚石、石墨都有良好的导电性
【答案】A
【解析】空气主要是由氮气和氧气组成；氧气不具可燃性，具有助燃性；二氧化碳不具有还原性，不能将氧化铜还原为铜；金刚石不具有导电性，石墨有良好的导电性。
（2015·贵州毕节）碳在过量氧气中充分燃烧的化学方程式，该反应属于（填“放热”或“吸热”）反应。
【答案】（2分）C
+
O2点燃
CO2
放热
【解析】在点燃条件下，碳与过量的氧气反应生成二氧化碳，碳燃烧出热量，属于放热反应。
13、(2015·四川眉山)下列关于碳和碳的氧化物知识网络图（图中“→”
表示转化关系，“……”
表示相互能反应）说法正确的是（
）
A、“C……CO2”的反应是放热反应
B、“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C、“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D、“CO2
H2CO3”
的反应可用酚酞试剂验证
【答案】C
【解析】碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，吸收热量，故A错；一氧化碳燃烧生成二氧化碳属于化合反应，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，不属于基本反应类型，故B错；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水的反应，可以用来检验二氧化碳的存在，故C正确；二氧化碳与水反应生成碳酸，不能使酚酞试液变红，故D错。
16.（2015
湖南郴州）下列说法正确的是
（
）
A．在房间里放一盆水可以防止煤气中毒
B.发霉的花生蒸煮后可食用
C.加入活性炭可以使硬水变软水
D.用燃烧并闻气味的方法鉴别衣料中羊毛纤维和棉纤维
【答案】D
【解析】A.一氧化碳气体无色、无味、有毒的气体，难溶于水，所以，在房间里放一湓水不能防止煤气中毒；
B.发霉的花生中含有有毒的黄曲霉毒素，该有毒物质耐高温，所以蒸煮也不能完全杀死它，因此，发霉的花生蒸煮后也不能食用；
C.活性炭具有吸附性，能吸附水中的异味、色素，但不能除去水中可溶性物质，所以活性炭不能将硬水转换成软水；
D.将羊毛纤维和棉纤维分别点燃，羊毛纤维能闻到烧焦羽毛的气味，而棉纤维能闻到烧纸的气味，所以用燃烧并闻气味的方法可以鉴别衣料中羊毛纤维和棉纤维。
所以，本题的选项为：D。
7.（2015
湖南郴州）学校禁止吸烟，是因为燃着的香烟产生的烟气有害学生健康，其中含有一种能与血液中血红蛋白结合的有毒气体，它是
（
）
A.
CO2
B.
CO
C.N2
D.
SO2
【答案】B
【解析】烟气中含有有毒气体危害学生健康，能与血液中血红蛋白结合的有毒气体是一氧化碳气体。所以本题的选项为：B。
15、（2015·湖北十堰）有关碳和碳的化合物描述错误的是（）
A.干冰常用于人工降雨B.活性炭有较强的吸附性，常用于工业制糖时脱色
C.金刚石和石墨组成元素相同，物理性质和化学性质相似D.室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒
【答案】C
【解析】干冰升华吸热，可用于人工降雨，A对；根据活性炭的吸附性，工业常用它做白糖的脱色剂，B对；金刚石和石墨组成元素虽然相同，但构成它们的碳原子的排列方式不同，所以它们的化学性质虽然相似但物理性质不同，C错；一氧化碳难溶于水，所以室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒，D对。
10．（2015·湖北宜昌）下列物质的用途与性质对应关系错误的是
选项
A
B
C
D
用途
金刚石做玻璃刀
石墨做电池电极
不锈钢做水壶
钛合金制造船舶设备
性质
金刚石硬度大
石墨很软
不锈钢有导热性
钛合金抗腐蚀性强
【答案】B
【解析】石墨作电池电极是利用石墨良好的导电性，而不是因为石墨很软。
6．（2015 山东菏泽）类比归纳是学习化学的重要方法，以下
说法中正确的是
A．单质是由同种元素组成的，所以只含一种元素的物质一定是单质
B．草木灰和碳酸氢铵是常用的肥料，所以将二者混合施用，可增加肥效
C．CO2和CO都是碳的氧化物，所以它们的化学性质相似
D．在氯化钠溶液中有Na+
和Cl—，所以氯化钠溶液能导电
【答案】D
【解析】只含一种元素的物质不一定是单质单质如金刚石和石墨组成的物质就是混合物；碳酸氢铵是铵态氮肥，草木灰是碱性化肥，二者不能混施，否则会造成氨气的损失；CO2和CO都是碳的氧化物，但它们的化学性质不同，如一氧化碳具有毒性，二氧化碳则没有；在氯化钠溶液中有Na+
和Cl—，这些离子在电压作用下定向移动形成电流，所以氯化钠溶液能导电。
13、（2015·四川成都）按右图进行实验，有关说法及分析不正确的是
A、烘干的木炭粉末与CuO
粉末须混合均匀
B、网罩的作用是集中火焰，提高温度
C、可观察到澄清石灰水变浑浊
D、产生的气体一定没有CO
【答案】D
【解析】反应物混合均匀，有利于充分反应，用金属网罩罩在酒精灯火焰的外面，可集中火焰，提高温度，碳和氧化铜反应能得到二氧化碳气体，所以反应中可以观察到澄清石灰水变浑浊的现象，同时由于碳有还原性，在高温条件下可能和二氧化碳再次发生氧化还原反应，生成一氧化碳，所以在该反应中，产物里有可能有一氧化碳生成。选项D的说法错误。
6．(2015·四川资阳)下列关于碳及碳的化合物的说法错误的是（
）
A．石墨、金刚石、C60的物理性质不同，但都属于碳的不同单质
B．乙烯（X）的燃烧反应为X＋3O2
=
2H2O＋2CO2，则乙烯的分子式为C2H4
C．含碳的化合物中甲烷、乙醇属于有机物，CO、CO2则属于无机物
D．C6H6（苯）和C2H2（乙炔）中C、H原子个数比相同，但元素质量比不同
【答案】D
【解析】石墨是最软的物质之一、金刚石是天然存在的最硬的物质、C60所以三者的物理性质不同，但都属于碳的不同单质，故A说法正确；根据反应前后各原子的种类和数目不变，可知X中少2个碳原子、4个氢原子，所以化学式是：C2H4
故B说法正确；含碳的化合物属于有机物，但是一氧化碳和二氧化碳属于无机物，故C说法正确；C6H6（苯）和C2H2（乙炔）中C、H原子个数比不同，但元素质量比相同，故D说法错误。
8．（2015·重庆B卷）下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是（
）
A．碳素墨水
B．打印碳粉
C．低碳生活
D．石墨碳棒
【答案】C
【解析】碳素墨水和打印碳粉主要利用碳单质在常温下的稳定性，低碳生活的碳指的是二氧化碳，低碳生活的意思是减少二氧化碳的排放，石墨碳棒主要利用碳单质的导电性。故选C
8.
（2015·重庆A卷）我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是（
）
A.分子
B.原子
C.离子
D.中子
【答案】B
【解析】金刚石是由原子直接构成的物质，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，所以碳化硅也是由原子构成的。故选B。
10.
（2015·湖南长沙）下列关于碳及其氧化物的说法中，正确的是
(
)
A、金刚石、石墨都是碳的单质，其硬度都是很大
B、CO2可用作燃料
C、CO有还原性，可用作冶炼金属
D、CO2通入紫色石蕊溶液，溶液变红，加热后溶液颜色不变
A
解析：金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，金刚石是自然界中最硬的物质，石墨是最弱的物质之一，故A错误。
10.（2015·宁夏）下列关于碳与碳的氧化物的说法不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　
（　）
A．木炭和一氧化碳都具有还原性
B．金刚石、石墨和C60都是碳元素的单质
C．二氧化碳能使被石蕊染成紫色的干花变红
D．在一定条件下二氧化碳能转化为一氧化碳
【答案】C
【解析】A．木炭和一氧化碳都能将金属氧化物还原成金属单质，故都具有还原性，故正确；
B．金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的不同中单质，故正确；
C．二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸使被石蕊染成紫色的干花变红，故错误；
D．在高温条件下二氧化碳和碳反应能生成一氧化碳，故正确；
故本题的正确答案为：C。
二、填空、简答题
23．（2015·黑龙江龙东）（4分）根据下列图文回答问题：
（1）图①：从微观角度看，酸和碱发生中和反应的实质是
。
（2）图②：干燥剂的主要成分为生石灰，用化学方程式表示其干燥原理：
。
（3）图③：一个C60分子是由
构成的。
（4）图④：古代字画能够保存很长时间不褪色的原因是
。
【答案】（1）氢离子和氢氧化根离子结合成水分子（1分）（2）CaO+H2O=Ca（OH）2（1分）（3）60个碳原子（1分）（4）常温下碳的化学性质稳定（或常温下碳的化学性质不活泼）
【解析】（1）氢氧化钠和盐酸发生中和反应生成水，实质上是H+和OH-结合成H2O分子。（2）生石灰作干燥剂是因为生石灰和水反应（3）分子是由原子构成的，所以一个C60分子由60个碳原子构成。（4）书写字画的墨成分是碳，由于碳的化学性质常温下很稳定，所以古代字画经久不褪色。
12.
（2015·福建厦门）（6分）“史上最贵”的实验：
步骤Ⅰ.让金刚石在充足的氧气中燃烧，收集生成的气体；
步骤Ⅱ.让足量镁条在步骤Ⅰ生成的气体中燃烧，生成黑色的炭粉和白色的固体氧化物。
（1）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式：___________________，基本反应类型是_________。
（2）若金刚石质量为m1，按上述步骤反应且转化完全，生成的炭粉质量为m2，则m1____m2（填“＜”、“=”、“＞”），理由为___________________________________________。
【答案】（1）2Mg+CO2
2MgO+C
置换反应
（2）=
物质转化过程中元素质量守恒（或其他合理答案，两空全对给2分）
【解析】（1）金刚石是碳单质，在氧气中充分燃烧生成CO2，即步骤Ⅱ发生的反应是Mg在CO2中燃烧生成C和固体氧化物（MgO），反应的化学方程式为2Mg+CO2
2MgO+C；该反应反应物是一种单质和一种化合物，生成物也是一种单质和一种化合物，属于置换反应。
（2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类和质量不变可知，步骤Ⅱ中生成的碳粉中碳元素质量，与步骤Ⅰ中参加反应的金刚石中碳元素质量相等，即m1=m2。
12．(2015·四川资阳)（5分）碳及碳的化合物间的转化关系可表示为：，由此可写出各步反应的化学方程式。
硫及硫的化合物间的转化关系可表示为：。
（1）模仿碳及碳的化合物间转化反应方程式的书写，写出硫及硫的化合物转化反应中指定反应的化学方程式：反应①：____；反应③：____。
（2）反应②中，V2O5在反应前后的质量均为m，则V2O5在该反应中起____作用。
（3）上述反应中，属于化合反应的有：____（填反应序号）。
（4）实验室因操作不当，将浓硫酸滴在书页上，一会书页出现了黑色，且由糊状至烂洞状。这是因为浓硫酸具有____。
【答案】（1）S＋O2
=
SO2；SO3＋H2O＝H2SO4；
（2）催化（或催化剂的）；（3）①②③（不得有缺）；（4）较强的腐蚀性（或较强的脱水性）；
【解析】（1）反应物是硫和氧气，生成物是二氧化硫，反应条件是点燃，所以方程式是：
S＋O2
=
SO2；反应物是三氧化硫和水，生成物是硫酸，所以方程式是：SO3＋H2O＝H2SO4
（2）改变了化学反应速率，本身的质量和化学性质不变，是该反应的催化剂，催化剂所起的作用是催化作用；（3）化合反应是多变一的反应，①②③都属于化合反应；（4）浓硫酸具有很强的腐蚀性，能将书纸腐蚀烂了。
24.
（2015 广东佛山）（5分）某同学设计了如下实验装置，进行碳还原性性质验证，对实验进行分析并回答：
（1）检查装置气密性的方法是：将导管浸入水中，
，说明装置气密性良好。
（2）证明碳具有还原性的实验现象是
，
。
（3）CuO发生
反应（填“氧化”或“还原”）。
（4）酒精灯加上网罩的作用是
。
【答案】（1）用手紧握试管，若导管口有气泡冒出
（2）固体由黑变红，澄清石灰水变浑浊
（3）还原
（4）集中热量，提高温度
【解析】检查装置气密性的方法一般是用捂气法，即用手紧握容器外壁，然后使容器内气体受热膨胀，压强变大，从导气管口部逸出，产生气泡，如果出现上述现象，说明装置气密性良好；碳具有还原性，能够夺取氧化物中的氧元素，使其还原，本身转化为二氧化碳，反应过程中黑色氧化铜被还原，生成红色的铜，生成的二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊，碳和氧化铜反应需要在高温下进行，在酒精灯火焰上罩一金属网罩，可以使火焰集中，提高温度。
39．（2005·湖北荆门）（5分）某研究小组利用下图所示装置探究碳的氧化物的性质（固定装置略）。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。
（1）装置A中发生的反应：
（用化学方程式表示）。
（2）装置C的作用：
，无水CaCl2的作用：
。
（3）装置D中发生的反应：
（用化学方程式表示）。
（4）图中装置E是安全瓶，能防倒吸，从实验安全考虑，本实验还应在装置
之间添加装置E。
【答案】（1）MgCO3
MgO
+
CO2↑
（2）吸收二氧化碳，干燥气体
（3）Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
（4）B、C
【解析】（1）由于碳酸镁与碳酸钙加热发生类似的分解反应，所以碳酸镁在加热条件下分解成氧化镁和二氧化碳，根据以上信息书写化学方程式；（2）在上述装置中氢氧化钠溶液用来吸收混合气体中的二氧化碳，无水氯化钙用来吸收混合气体中的水蒸气，从而达到干燥一氧化碳的目的；（3）装置D中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成了铁和二氧化碳，根据以上信息书写化学方程式；（4）由于受热后的B装置冷却后，C中的氢氧化钠溶液会倒吸进去，因此装置B和C之间也要连接上安全装置。
三、实验探究题
52.（2015·上海）甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
①B中反应的化学方程式是
，该反应的还原剂是
。
②实验过程中，C中的现象是
，D处点燃的目的是
。
③对该实验的分析正确的是
（选填编号）
实验结束时应先熄灭B处酒精灯
C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
反应开始后通入0.1mol一氧化碳可生成0.1mol铜
反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
④甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是
。
【答案】①CO+CuOCu+CO2；
CO；②澄清石灰水变浑浊；防止有毒气体CO逸散到空气中污染环境；③ad
④为了排尽装置中的空气，反应前已通入一段时间的CO
【解析】在CO+CuOCu+CO2中，CO作还原剂，CuO作氧化剂。②气体经B后生成二氧化碳气体，所以C中澄清石灰水变浑浊，由于尾气中含有CO气体会对空气造成环境污染，因此尾气应采用点燃等方法处理。③在此实验中为了防止生成的铜被氧化，在反应结束后应先撤酒精灯，继续通CO一段时间，直至试管冷却；根据反应的方程式可知固体减少的是氧的质量，而不是二氧化碳的质量，所以C中增加的质量小于B中固体减少的质量。④由于为了排尽装置中的空气，反应前已通入一段时间的CO，所以省略A可达到同样的目的。
四、分析与计算
点燃
氢氧化钠和盐酸反应
小食品干燥剂
C60分子结构
古代字画
②
①
③
④
点燃
点燃

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