第六单元 碳和碳的氧化物（讲义）-【上好课】2025年中考化学一轮复习讲练测（湖南专用）

第六单元 碳和碳的氧化物 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03知识建构·考法探究 考点一 碳的单质 考点突破 题型精研 ►考向 碳单质的性质和用途 考点二 二氧化碳的制取 考点突破 实验 实验室制取二氧化碳 题型精研 ►考向01 实验室制取二氧化碳的原理 ►考向02 实验室制取二氧化碳的装置 ►考向03 二氧化碳的收集和检验 考点三 制取气体的思路和方法 考点突破 题型精研 ►考向01 氧气、氢气、二氧化碳等常见气体的制取 ►考向02 陌生气体的制取 考点四 碳的氧化物 考点突破 题型精研 ►考向01 碳的氧化物的性质 ►考向02 探究碳的氧化物的性质 ►考向03 碳中和与碳达峰 ►考向04 二氧化碳和一氧化碳的对比 04分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案 考点要求 课标要求 命题预测 碳的单质 · 认识碳的几种单质, 掌握碳单质的物理和化学性质，理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 碳单质结构特点用途、二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途、制取气体的思路和方法等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：碳单质的物理性质差异性、二氧化碳和一氧化碳用途、二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验等，另外还有一氧化碳毒性、一氧化碳用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。 二氧化碳的制取方法、一氧化碳还原性考点常以填空题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：实验装置、实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。 制取气体的思路和方法 · 掌握气体发生装置和收集方法的选择依据, 能制取气体的原料和反应发生的条件，正确选择出合理的实验装置。 二氧化碳制取方法 · 掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识 二氧化碳和一氧化碳 · 了解二氧化碳的物理性质 · 掌握二氧化碳的化学性质及用途 · 掌握一氧化碳的化学性质及用途 · 了解二氧化碳与生活、环境间的关系 · 知道“碳达峰” 、“碳中和” 、“低碳生活”的含义 考点一 碳的单质 一、金刚石、石墨和C60 名称 金刚石 石墨 C60 结构模型 色、态、形 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体 形状似足球，又叫足球烯 硬度 天然存在的最硬的物质 质软，有滑腻感 导电性 不导电 具有良好的导电性 常温下不导电 用途 用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品 制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域 区别与联系 都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异 二、无定形碳 1.无定形碳种类和用途 ①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味。 ②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。 ③焦炭：用于冶金工业。 ④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。 2.木炭吸附性实验 在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，投入几块烘烤过的木炭（或活性炭）。轻轻振荡锥形瓶，红色溶液变成无色溶液。因为活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物质。 三、碳的化学性质 1．常温下，碳单质的化学性质稳定 在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。 实际生活中利用这一性质有以下应用： （1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。 （2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。 2．碳能与氧气反应——可燃性 在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。 （1）氧气充足时，完全燃烧：C+O2CO2 （2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O22CO 无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。 3．碳能与某些氧化物反应——还原性 单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。 （1）木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO2↑ （2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ （3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO22CO （4）高温下，木炭还能与水反应：C（红热）+H2O（蒸汽）CO+H2O 注：工业上水煤气的制取方法 4．实验—木炭还原氧化铜 （1）实验装置 （2）实验操作 a．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； b．将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管； c．集中加热； d．过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。 （3）实验现象 澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。 （4）实验原理 在碳还原氧化铜的反应中，C在反应中得到氧，发生氧化反应，具有还原性。CuO在反应中失去氧，发生还原反应，具有氧化性。 （5）实验操作目的及注意事项 a．反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。 b．试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。 c．在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰、提高温度。 d．配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 e．实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。 （1）C60由分子构成，C60可以表示一个C60分子，每个分子由60个碳原子构成。 （2）碳：指碳元素、碳原子、碳的单质及化合物，在物质组成中写“碳”。 （3）炭：指的是具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，这些碳的单质的名称中写“炭”。 （4）一种元素可以组成不同种单质； （5）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化； （6）活性炭的吸附性是物理性质。 （7）金刚石、石墨和C60的物理性质差异较大的原因：碳原子排列方式不同。 考向01 碳单质的性质和用途 【例1】（2024·湖南长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是 A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． 举一反三 1．（2024·湖南岳阳·一模）关于金刚石和石墨的说法正确的是 A．都有可燃性 B．都是无色固体 C．硬度都很大 D．都能导电 2．（2024·湖南湘西·一模）同素异形体是相同元素组成，不同形态的单质。如碳元素就有金刚石、石墨、无定形碳等同素异形体。在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是 A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 考点二 二氧化碳的制取 一、实验室制取二氧化碳 1.实验室制取二氧化碳原理 （1）药品：大理石或石灰石与稀盐酸。 （2）发生的反应：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。 2.实验装置 根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、在常温下进行，选择固液不加热装置，如图所示： 3.实验步骤 （1）连接装置； （2）检查气密性； （3）在锥形瓶中装入大理石（或石灰石）； （4）从长颈漏斗中加入稀盐酸； （5）收集气体； （6）检验气体是否收集满。 检查装置气密性 →加入固体药品 → 加入液体药品 → 收集气体并验满 → 正放在桌面 4.收集方法 根据二氧化碳的性质，收集二氧化碳只能用向上排空气法收集。 5.验满与检验二氧化碳 （1）检验：将收集的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳；否则，不是。如图所示： （2）验满：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若燃着的木条熄灭，则证明二氧化碳已满；否则，未满。如图所示： 二、工业制取二氧化碳 工业上，常常用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳，发生的反应是。 药品选择的注意点 ①盐酸必须是稀盐酸，浓盐酸具有挥发性，易挥发出HCl气体。 除去CO2中的HCl的方法：先通过饱和的NaHCO3溶液，再通过浓硫酸。 ②不能使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石。 防止反应速度太快，不利于气体收集。 ③不能使用稀硫酸。 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。 考向01 实验室制取二氧化碳的原理 【例1】为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，下列说法错误的是（ ） A．不可用稀硫酸代替稀盐酸 B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小 C．实验前需检查装置气密性 D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留 举一反三 1．（2022·湖南岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ） A．用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置②④组合 B．用装置①制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸 C．用装置③收集 CO2，气体应从管口 c 通入 D．要做铁丝燃烧实验，用④收集 O2时建议留部分水 考向02 实验室制取二氧化碳的装置 【例2】实验室用大理石固体和稀盐酸溶液制取二氧化碳，其密度比空气大，能溶于水，二氧化碳使燃着木条熄灭的性质可用于验满。下列实验操作错误的是（ ） A．检查装置气密性 B．收集CO2 C．测量产生CO2的体积 D．验满CO2 举一反三 1．实验室用下列装置制取气体，下列有关说法错误的是（ ） A．装置①④组合用于实验室制取氧气，药品为氯酸钾和二氧化锰 B．装置②中的小试管在实验中起液封和节约药品的作用 C．装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束 D．装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，燃着的木条应放在a端验满 2．实验室制取气体时，下列操作合理的是（ ） A．用装置①制取时，应先装药品，然后再检查装置①的气密性 B．用装置④收集时，在f处放置燃着的木条可检查是否集满 C．用高锰酸钾制取并测定的体积时，装置的连接顺序为b-h-g-i D．用装置①、③、④制取并收集干燥的时，装置的连接顺序为a-c-d-e 考向03 二氧化碳的收集和检验 【例3】下列关于CO2的实验室制取及检验的说法不正确的是（ ） A．制CO2的药品 B．发生装置 C．收集方法 D．检验CO2 举一反三 1．如图，下列实验不能达到目的的是（ ） A．能成功制取并收集二氧化碳 B．若试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳 C．用于干燥二氧化碳，则气体应从a端进，b端出、 D．可用于证明二氧化碳密度比空气大，且能灭火 2．（2023·湖南衡阳）下图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：    （1）图中a仪器的名称_____ 。 （2）某同学在实验室用A、E装置制取氧气，反应的化学方程式为__________________________；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是____________________________(任写一条)。 （3）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用_____；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从_____(填“b”或“c”)端通入。 （4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式________________________________。 考点三 制取气体的思路和方法 一、发生装置 1. 选择依据：药品状态、反应条件 2. 类型 装置类型 固——固加热型 固（液）——液不加热型 举例 高锰酸钾制取氧气，氯酸钾制取氧气 双氧水制取氧气，大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，锌和稀硫酸反应制取氢气 装置图 注意事项 ①试管口应稍向下倾斜；②用排水法收集气体完毕后，应先撤离导管，然后再 熄灭酒精灯 ；③用高锰酸钾制取氧气时试管口处应塞一团疏松的棉花 。 ①若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应插入液面以下，目的是防止气体从下端逸出 。 ②块状固体大小应适当，不能很碎，防止反应剧烈，不易控制。 3. 固（液）——液不加热型发生装置的深挖掘 （1）装置的评价 常规装置 改进实验装置 装置图 评价 安装简便 便于添加液体 可控制反应速率 可以控制反应的发生和停止 （固体应为块状，不能放置MnO2) （2）装置的可控性 可控制反应发生停止的发生装置 二、收集装置 （1）基本类型 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 满足条件 难溶或微溶于水，且与 水不发生化学反应 密度比空气的大，且气体不与空气中的成分发生反应 密度比空气的小，且气体不与空气的成分反应 举例 H2、O2 H2、CO2 H2 （2）变式类型 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 （3）、确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。 根据气体的化学性质，选择合适的检验方法，力争做到现象明显、唯一。 考向01 氧气、氢气、二氧化碳等常见气体的制取 【例1】（2023·湖南株洲）实验室里，我们通常用锌与稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气。实验装置可从下的列装置中选用，请回答下列问题：    （1）写出图中仪器①的名称______。 （2）实验室制取氢气时，可选择的发生装置为______。 （3）实验室制取氢气时，可用G装置收集氢气，进气口为______（填“a”或“b”）。 （4）实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是_____________________________。 （5）实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，用排空气法收集到的氢气是不纯净的，其中含有的杂质是______________；用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的，其中含有的杂质是______。 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）下列装置常用于实验室制取气体．请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 。 （2）小雨同学选用装置B制取氧气，反应时液面应加到 （填“m”或“n”）位置；欲得到较纯净的氧气，应选择的收集装置是 （填字母代号）。 （3）若用装置C收集二氧化碳，其验满的方法是 。 2．（2024·湖南张家界·一模）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列装置图回答： （1）写出仪器a的名称： 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，反应的化学方程式为 。 （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)，将生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液由紫色变成 色。 考向02 陌生气体的制取 【例2】（2023·湖南怀化）下图是实验室常用的装置。    请回答下列问题： （1）写出标号①的仪器名称______。 （2）写出实验室用A装置（不考虑棉花）制取氧气的化学方程式__________________________，若要收集较纯净的氧气应选用的装置是______（填装置字母），实验结束后应______（请从下列选项选择）。 a．先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯      b．先灭酒精灯，再将导管从水槽中取出 （3）实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置，其优点是_________________________；写出实验室制取CO2的化学方程式_________________________________，若用G装置收集CO2，气体应从______（填“a”或“b”）端通入。 （4）乙炔（C2H2）是一种密度比空气小、难溶于水的气体，实验室常用块状电石（主要成分是CaC2）和水在常温下制取乙炔气体，该反应非常剧烈，且会放出大量的热。为得到平稳的气流，应选择______（填装置字母）作为制取乙炔的发生装置，可选用______（填装置字母）装置收集乙炔气体。 举一反三 1．（2024·湖南·一模）根据下图回答下列问题： （1）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，反应的化学方程式为 ； （2）选择发生装置B可用于实验室制取CO2，若将发生装置改为C，其优点是 ； （3）实验室中常用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小；实验室欲制取氨气，可选择的发生装置是 （填序号），若用装置G收集一瓶氨气，则氨气应从 （填“a”或“b”）端通入，多余的氨气应进行处理，防止污染环境。 2．（2024·湖南长沙·一模）下图为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题。 （1）仪器a的名称是 。 （2）若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的收集装置是 （填装置序号）。 （3）若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是 。 （4）二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从 （填“b”或“c”）端导入。 考点四 碳的氧化物 1、 二氧化碳 1. 二氧化碳的物理性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气大 能溶于水 固体二氧化碳——干冰 在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。 （2）实验探究 ①倾倒二氧化碳实验 将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。 结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。 ②二氧化碳的溶解性实验 向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。 结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。 2. 二氧化碳的化学性质 性质 一般情况下，既不燃烧，也不支持燃烧 与水反应 与碱反应 与澄清石灰水反应 与氢氧化钠反应 实验 倾倒二氧化碳 现象 两支蜡烛自下而上依次熄灭 紫色石蕊溶液变红，加热后又变成无色 澄清石灰水变浑浊 结论或化 学方程式 蜡烛熄灭说明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧；下层蜡烛先熄灭说明二氧化碳的密度比空气大(物理性质) CO2＋H2O=== H2CO3(碳酸使紫色石蕊溶液变红)；加热后由红色变为无色，说明碳酸很不稳定，易分解H2CO3CO2↑＋H2O CO2＋Ca(OH)2 ===CaCO3↓＋H2O(检验二氧化碳) 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(吸收或除去二氧化碳) 3. 二氧化碳与水反应的实验探究 （1）实验操作 取四朵用石蕊溶液染成紫色的小花，分别进行以下操作： （2）实验现象及分析 Ⅰ.小花变红色，说明酸能使紫色石蕊变红。 Ⅱ.小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变色。 Ⅲ.小花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色。 Ⅳ.小花变红色，说明二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。 将Ⅳ中小花取出烘干，发现小花又变成紫色，说明碳酸不稳定，容易分解。 （3）实验结论 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。 4. 二氧化碳的用途 性质 用途 不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气 用于灭火 二氧化碳是光合作用的原料 能被植物光合作用利用 能溶于水并与水反应生成碳酸 制碳酸饮料 可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠） 作化工产品的原料 固体二氧化碳（干冰）升华吸热 作制冷剂、人工降雨 5．二氧化碳对人体健康的影响 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。 6．温室效应 （1）加剧的原因： 空气中的二氧化碳(或CO2)含量过高。 【特别提醒】 二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。 （2）危害： 全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化，造成农业减产等。 （3）防治措施 ①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧； ②开发新能源，如太阳能、风能、地热能等； ③促进节能产品和技术的进一步开发和普及； ④大力植树造林，严禁乱砍滥伐。 7．低碳生活 所谓“低碳”，就是较低的二氧化碳的排放。低碳生活可理解为减少二氧化碳的排放，就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。 2、 一氧化碳 1. 一氧化碳的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气密度略小 难溶于水 2. 一氧化碳的化学性质 （1）可燃性 一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应： 2CO+O2 2CO2 （2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物） CO+CuOCu+CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）毒性 一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。 3. 一氧化碳还原氧化铜实验 实验装置： 实验步骤： ①实验前，先检验CO的纯度； ②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）； ③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。 实验现象： 黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。 特别注意 像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。 4. 一氧化碳的用途 （1）作燃料（可燃性）； （2）用于冶炼金属（还原性）。 煤炉中的化学变化 考向01 碳的氧化物的性质 【例1】（2023·湖南衡阳）有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（ ） A．碳的单质都是黑色 B．植物光合作用可将转变为 C．CO和元素组成相同，它们的化学性质相似 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）下列有关碳和碳的化合物说法错误的是 A．金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质 B．二氧化碳可用作灭火剂，因为二氧化碳不助燃、不可燃且密度比空气大 C．一氧化碳有毒，在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒 D．水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼 2．（2024·湖南怀化·一模）下列有关碳和碳的氧化物的说法中，正确的是 A．木炭、活性炭都具有吸附性 B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒 C．一氧化碳和二氧化碳都有毒 D．金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的粒子不同 考向02 探究碳的氧化物的性质 【例2】（2024·湖南长沙）碳中和是指碳的排放与吸收达到平衡，基本实现碳的零排放：碳“捕集”是助力碳中和的重要途径。为此，兴趣小组同学围绕着的吸收进行了实验探究。 活动一：寻找吸收的试剂 【设计与实验】 （1）甲、乙、丙三组分别利用所提供的实验用品设计了如下方案并进行实验： 组别 实验方案 现象 结论 甲组 向一个集满的软塑料瓶中加入适量的水，立即旋紧瓶盖，振荡 软塑料瓶变瘪 能被水吸收 乙组 向盛有饱和的澄清石灰水的试管中。通入适量的 能被澄清石灰水吸收 丙组 向盛有氢氧化钠溶液的试管中，通入适量的 无明显现象 不能被氢氧化钠溶液吸收 【解释与分析】 （2）甲组实验中软塑料瓶变瘪，是因为瓶内气压 ； （3）小礼同学对丙组的实验结论提出质疑，为了证明与氢氧化钠发生了反应，他向丙组所得溶液中滴加足量的 。观察到有气泡产生，从而证明能与氢氧化钠反应。 【得出结论】水、饱和石灰水和氢氧化钠溶液均能吸收。 活动二：比较吸收的效果 【提出问题】水、饱和石灰水和氢氧化钠浓溶液，哪个吸收的效果更好？ 【讨论交流】 （4）饱和石灰水、水吸收的效果差不多，从物质的溶解性的角度分析，原因是 。同学们一致认为，只需要比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。 【设计方案】 （5）请你利用下列提供的实验用品，帮助他们设计实验并写出实验方案： 。 （实验用品：氢氧化钠浓溶液、水、装满的软塑料瓶若干个，其它仪器自选） 【实验与结论】通过实验，同学们得出氢氧化钠浓溶液吸收的效果比水的好。 【迁移应用】气体排放到空气中也会造成环境问题。同学们查阅资料．并利用下图所示装置和用品进行实验，来比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。 （6）请你分析，该实验能否达到实验目的。并阐述理由 （已知实验装置气密性良好且操作均正确）。 【表达与交流】通过以上探究，同学们认识到科学探究需要严谨的思维。 举一反三 1．为探究二氧化碳能否和水反应，用三朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图三个实验。实验Ⅰ、Ⅱ中小花不变色，实验Ⅲ中小花变红。下列说法不正确的是（ ） A．实验Ⅰ说明水不能使石蕊变红 B．实验Ⅱ说明二氧化碳不能使石蕊变红 C．仅凭实验Ⅰ和Ⅱ不能说明二氧化碳能与水发生化学反应 D．仅凭实验Ⅱ和Ⅲ就能说明二氧化碳能与水发生化学反应 2．（2024·湖南怀化洪江二模）某同学设计的验证二氧化碳性质的实验装置如图所示，请结合实验装置回答下列问题。 （1）实验过程中a处紫色石蕊溶液变红，出现该现象的原因是 （用化学方程式解释）。 （2）烧杯中观察到的实验现象是 ，由此得出二氧化碳的化学性质是 。 （3）结合上述实验结论，实验室不能用 （填字母）的方法区别 CO 和 CO2。 A．闻气味 B．通入澄清的石灰水 C．点燃 D．通入紫色石蕊溶液 （4）由该实验可以得出二氧化碳在生活中的一种用途是 。 考向03 碳中和与碳达峰 【例3】（2022·湖南怀化）海洋酸化与全球气候变暖并称“邪恶双子”。迄今为止，人类排人大气中的二氧化碳有三分之一左右被海洋吸收。海洋酸化可能会损伤诸如贝类、珊瑚类等海洋生物形成钙质骨骼和外壳的能力，进而影响整个海洋生态系统的结构和功能。下列措施不能有效减缓海洋酸化的是（ ） A．大力推广电动汽车替代汽油车 B．减少一次性塑料袋、泡沫饭盒的使用 C．积极植树造林 D．利用风能、太阳能、水能发电，减少火力发电 举一反三 1．（2024·湖南永州李达中学二模）为了完成“碳中和”“碳达峰”的目标，了解二氧化碳的来源和去处势在必行。下列有关二氧化碳的说法错误的是 A．绿色植物的光合作用有利于减少自然界中的二氧化碳 B．化石燃料燃烧是二氧化碳的主要来源之一 C．固态二氧化碳称为“干冰”，可用于人工降雨 D．将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液不变色 2．（2022·湖南永州）为了保护地球的生态环境，我国向全世界庄严宣告，争取2060年前实现“碳中和”的目标（“碳中和”是指在规定时期内实现排放多少CO2就做多少抵消措施来达到平衡，实现CO2净零排放）。如图是“碳中和”部分过程示意图。 请回答下列问题： （1）大气中CO2含量的不断上升，从而导致 __________效应增强，使全球气候变暖。 （2）生物固碳：绿色植物光合作用的主要化学反应原理为：6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2，该过程中将太阳能转化为 __________能。 （3）化学固碳；以CO2和NH3为原料生产尿素[CO（NH2）2）]是实现“碳中和”范例之一，其中合成的尿素在农业生产中常用作 _____肥（填“氮”、“磷”或“钾”）。 （4）减少CO2排放：氢气是21世纪正在开发利用的一种新能源。使用氢能源能有效减少CO2的排放。我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为AlH3，其中释放氢能原理是利用AlH3与H2O发生反应生成Al（OH）3和H2，其反应的化学方程式是 _________________________。 （5）为了控制大气中CO2的含量相对稳定，下列采取的措施可行的是_____。 A．积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园 B．提高煤炭产量，增加火力发电在电力生产中的比例 C．鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设 D．积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能 考向04 二氧化碳和一氧化碳的对比 【例4】（2023·湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ） A．元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B．分类观：CO和CO2都属于氧化物 C．变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D．结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 举一反三 1．（2024·湖南长沙市南雅中学二模）下列关于碳及其化合物的说法，正确的是 A．金刚石、石墨、C60都是由原子构成的物质 B．在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒 C．CO2用于灭火既利用了其化学性质又利用了其物理性质 D．CO和CO2都具有还原性 1．（2022·湖南株洲）为应对气候变化，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严目标。下列措施中不利于实现该目标的是（　　） A．绿色出行 B．植树造林 C．发展氢能源 D．推广燃煤发电 2．（2023·湖南长沙）在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（ ） A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 3．“碳海绵”具有高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管。下列关于“碳海绵”的说法中正确的是 A．“碳海绵”是一种单质 B．“碳海绵”在常温下就可还原氧化铜 C．“碳海绵”常温下化学性质活泼 D．“碳海绵”具有吸附性 4．（2023·湖南郴州）关于碳及其化合物的说法正确的是（ ） A．一氧化碳有还原性，没有毒性 B．二氧化碳是一种污染性气体 C．含碳酸根或碳酸氢根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳气体 D．活性炭具有吸附性，木炭没有吸附性 5．（2024·湖南长沙二模）下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是 A．可以将中的Cu还原出来 B．在一定条件下能够转变成 C．能使被石蕊染成紫色的干花变红 D．金刚石，石墨和都是碳元素的单质 6．（2022·湖南湘潭）2022年北京冬奥会兑现了“绿色办奥”承诺，科技创新发挥了重要作用。 （1）氢能源汽车是本届冬奥会的交通工具。氢气作为能源的优点是_________________（答一条即可）。 （2）首次采用二氧化碳制冷剂进行制冰，为实现“碳中和”目标向世界提供“中国方案”： ①碳减排：控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓____________（填字母序号）。 A．温室效应          B．白色污染           C．空气污染 ②碳“捕捉”与封存：捕捉并回收二氧化碳再利用，请写出一条二氧化碳的用途____________。 ③碳转化：我国科学家首次在实验室成功利用水和二氧化碳人工合成了淀粉。淀粉属于营养素中的___________。（填字母序号）。 A．蛋白质            B．糖类          C．维生素 7．（2024·湖南郴州资兴二模）2023年2月23日，新建厦门北站建筑面积约1400平方米的天窗施工调试成功，标志着中国高铁站房面积最大智能天窗建成。根据厦门地区以往天气计算，智能天窗投入使用后，预计每年可节省约40天的通风系统运转，相当于每年减少14.13吨二氧化碳排放。减少二氧化碳的排放，实现“碳中和”，已成为全球共识。请回答下列问题：    （1）图1是产生二氧化碳的部分途径，大气中的二氧化碳排放过多会引发的环境问题是 。图甲是天然气的主要成分，乙为有毒气体，丙可用于实验室制取二氧化碳。则甲的化学式为 。 （2）小威同学利用所学化学知识，为净化空气，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图2所示。根据捕捉器流程图。图2中将固体和液体分离的操作方法是 ；请用化学方程式表示图2中捕捉CO2的原理： 。 8．（2023·湖南邵阳）根据下列装置图回答问题。    （1）B装置中仪器①的名称是______； （2）实验室常用A、C装置制取二氧化碳，其反应原理是________________________________（用化学方程式表示）； （3）实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在装入药品前应先检查装置的______；若需收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是______（填字母）。 9．如图为“氧三角”和“碳三角”。其中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质。以下说法中正确的是（ ） A．甲中的氧气和乙中的二氧化碳不可以相互转化 B．甲中的 H2O2、H2O 都可以用于实验室制取氧气 C．乙中的碳燃烧时既可以生成CO也可以生成CO2 D．C→CO2的基本反应类型一定为化合反应 10．下图是利用弯曲的玻璃管设计的微型实验，有关该实验的说法错误的是（ ） A．微型实验的优点是节约药品、环保等 B．该实验缺少尾气处理装置 C．实验结束时应先停止加热，继续通入CO2，直到玻璃管冷却 D．乙处发生的反应属于置换反应 11．（2022·湖南娄底）如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图，请根据所给装置图回答问题。 （1）请写出图中标号a的仪器名称 _____。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气，请写出该反应的化学方程式 ___________________。 （3）从A→E中选用装置完成实验室CO2的制取和收集，可选择的装置组合是 _____（填字母序号）。 （4）氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气，可以选择的发生装置是 _____（填字母序号）。若用I装置收集氨气，应从 _____（填“m”或“n”）端管口通入气体。 （5）若实验室无稀硫酸，改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的H2，应选择的装置组合是B→_____→E（填入数字序号）。 ①G→H    ②H→G     ③F→H     ④H→F 12．（2022·湖南张家界）阅读下列材料，结合所学的化学知识回答问题： 2021年11月，第26届联合国气候大会在英国格拉斯哥召开，讨论的核心物质仍是CO2，如何降低大气中CO2浓度，是人类一直在研究的重要议题。全球碳循环如图所示： 对二氧化碳的综合利用是国际研究的热点，如：工业上可以将CO2转化成尿素、甲醇等资源；科学家还发现了一种镍与有机物组成的混合催化剂，利用太阳光能，可将水中溶解的CO2转化成CO和O2；我国科学家在实验室首次实现了利用CO2直接人工合成淀粉[（C6H10O5）n]，这是中国科学家在人工合成淀粉方面取得的颠覆性、原创性突破。 （1）在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来源有____________________（写一条），降低大气中二氧化碳含量的途径有____________________（写一条）。 （2）工业上将二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为：，其中X的化学式为__________。 （3）CO2在一定条件下生成CO和O2，该反应的基本反应类型是__________。 （4）“我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀粉”的意义：____________________（写一条）。 13．碳的世界丰富多彩。 【识碳】含碳物质之间的转化关系如下： （1）自来水厂常用活性炭的 性来除去水中的色素和异味。 （2）请在图上用“→”再标注一组转化关系 。 【固碳】 （3）生物固碳 实验内容 现象 结论    A中蜡烛燃烧一会儿，熄灭。B中蜡烛一直燃烧至蜡烛燃尽。 确保该实验成功需要注意： 等条件控制。 （4）物理固碳 重庆合川实验基地将 CO2转化成液态压入地下实现碳封存。从微粒的观点解释，该过程主要改变的是 。 （5）化学固碳水与石灰水效果比较 实验内容 现象 结论    （迅速拧紧两个瓶盖，充分振荡软塑料瓶） 相同条件下石灰水比水吸收二氧化碳效果更好。 【零碳】 中科院大连化学物理研究所研制出一种新型多功能复合催化剂，通过下图的转化将二氧化碳成功转化为汽油。    （6）CO2中 O 的化合价为-2， C 的化合价为 。 （7）此转化中使用催化剂的目的是 反应速率。 （8）对于二氧化碳变汽油还需要解决的问题，认识科学的是 。 A．捕集空气中的二氧化碳比捕集直接排放的二氧碳难度大 B．氢气的制取成本高，并且也要消耗大量的能源 C．积极提高催化剂的催化效果、降低催化剂生产成本 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1．实现“碳中和”，从我做起。下列做法不合理的是（ ） A．积极参与植树造林 B．出行多乘坐公共交通工具 C．不用一次性餐具 D．为增加节日气氛大量燃放烟花爆竹 2．“碳中和”，我们一直在行动。 I.碳封存 （1）近年来，我国在海上二氧化碳封存技术领域取得突破，该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。 ①二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对 (填“较大”或“较小”)，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 ②超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等。下列有关说法错误的有 。 A．超临界二氧化碳极易燃烧 B．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比气态二氧化碳小 C．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 （2）氢氧化钙吸收CO2可以“固碳”。某科研小组将氢氧化钙粉末与少量蒸馏水均匀混合，压制成固碳样品块；测定不同CO2浓度下样品质量增加率随时间的变化情况，结果如图1。 ①氢氧化钙“固碳”的反应原理为 (用化学方程式表示)。 ②据图可知CO2浓度越高，固碳速率越 。 II.碳转化 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，主要过程为：CO2→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。 （3）推测分子中氧原子的数目：甲醇 (填“＞”“＜”或“=”)甲醛。 （4）为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充H2O2。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充 个H2O2分子。 3．扎实做好“碳达峰”“碳中和”各项工作，体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。请回答： （1）“碳”减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为：2B+6X2B（OH）3+3H2↑，则X的化学式为 。 （2）“碳捕捉和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 （填“物理”或“化学”）过程。 （3）转化法是实现“碳中和”的措施之一，下图为根据初中化学有关知识、结合有关资料，得到的碳的转化关系。 ①若甲为单质，自然界通过光合作用完成转化I，则甲为 。 ②转化Ⅱ反应可以用来检验 。 ③二氧化碳与碳反应，完成转化Ⅲ，反应的化学方程式为 。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，是目前研究的热点，该反应的化学方程式为 。 （4）在日常生活中，你如何践行“低碳生活”理念 （写一条即可）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六单元 碳和碳的氧化物 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03知识建构·考法探究 考点一 碳的单质 考点突破 题型精研 ►考向 碳单质的性质和用途 考点二 二氧化碳的制取 考点突破 实验 实验室制取二氧化碳 题型精研 ►考向01 实验室制取二氧化碳的原理 ►考向02 实验室制取二氧化碳的装置 ►考向03 二氧化碳的收集和检验 考点三 制取气体的思路和方法 考点突破 题型精研 ►考向01 氧气、氢气、二氧化碳等常见气体的制取 ►考向02 陌生气体的制取 考点四 碳的氧化物 考点突破 题型精研 ►考向01 碳的氧化物的性质 ►考向02 探究碳的氧化物的性质 ►考向03 碳中和与碳达峰 ►考向04 二氧化碳和一氧化碳的对比 04分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案 考点要求 课标要求 命题预测 碳的单质 · 认识碳的几种单质, 掌握碳单质的物理和化学性质，理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 碳单质结构特点用途、二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途、制取气体的思路和方法等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：碳单质的物理性质差异性、二氧化碳和一氧化碳用途、二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验等，另外还有一氧化碳毒性、一氧化碳用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。 二氧化碳的制取方法、一氧化碳还原性考点常以填空题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：实验装置、实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。 制取气体的思路和方法 · 掌握气体发生装置和收集方法的选择依据, 能制取气体的原料和反应发生的条件，正确选择出合理的实验装置。 二氧化碳制取方法 · 掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识 二氧化碳和一氧化碳 · 了解二氧化碳的物理性质 · 掌握二氧化碳的化学性质及用途 · 掌握一氧化碳的化学性质及用途 · 了解二氧化碳与生活、环境间的关系 · 知道“碳达峰” 、“碳中和” 、“低碳生活”的含义 考点一 碳的单质 一、金刚石、石墨和C60 名称 金刚石 石墨 C60 结构模型 色、态、形 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体 形状似足球，又叫足球烯 硬度 天然存在的最硬的物质 质软，有滑腻感 导电性 不导电 具有良好的导电性 常温下不导电 用途 用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品 制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域 区别与联系 都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异 二、无定形碳 1.无定形碳种类和用途 ①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味。 ②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。 ③焦炭：用于冶金工业。 ④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。 2.木炭吸附性实验 在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，投入几块烘烤过的木炭（或活性炭）。轻轻振荡锥形瓶，红色溶液变成无色溶液。因为活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物质。 三、碳的化学性质 1．常温下，碳单质的化学性质稳定 在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。 实际生活中利用这一性质有以下应用： （1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。 （2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。 2．碳能与氧气反应——可燃性 在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。 （1）氧气充足时，完全燃烧：C+O2CO2 （2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O22CO 无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。 3．碳能与某些氧化物反应——还原性 单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。 （1）木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO2↑ （2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ （3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO22CO （4）高温下，木炭还能与水反应：C（红热）+H2O（蒸汽）CO+H2O 注：工业上水煤气的制取方法 4．实验—木炭还原氧化铜 （1）实验装置 （2）实验操作 a．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； b．将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管； c．集中加热； d．过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。 （3）实验现象 澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。 （4）实验原理 在碳还原氧化铜的反应中，C在反应中得到氧，发生氧化反应，具有还原性。CuO在反应中失去氧，发生还原反应，具有氧化性。 （5）实验操作目的及注意事项 a．反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。 b．试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。 c．在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰、提高温度。 d．配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 e．实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。 （1）C60由分子构成，C60可以表示一个C60分子，每个分子由60个碳原子构成。 （2）碳：指碳元素、碳原子、碳的单质及化合物，在物质组成中写“碳”。 （3）炭：指的是具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，这些碳的单质的名称中写“炭”。 （4）一种元素可以组成不同种单质； （5）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化； （6）活性炭的吸附性是物理性质。 （7）金刚石、石墨和C60的物理性质差异较大的原因：碳原子排列方式不同。 考向01 碳单质的性质和用途 【例1】（2024·湖南长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是 A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． 【答案】A 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于去除冰箱、汽车中的异味，故正确； B、金刚石无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； C、石墨无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； D、C60不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误。 故选A。 举一反三 1．（2024·湖南岳阳·一模）关于金刚石和石墨的说法正确的是 A．都有可燃性 B．都是无色固体 C．硬度都很大 D．都能导电 【答案】A 【解析】A、金刚石和石墨是碳的单质，都具有可燃性，A项正确； B、石墨是黑色固体，B项错误； C、金刚石是自然界最硬的物质，但石墨很软，C项错误； D、金刚石不能导电，石墨能导电，D项错误。 故选A。 2．（2024·湖南湘西·一模）同素异形体是相同元素组成，不同形态的单质。如碳元素就有金刚石、石墨、无定形碳等同素异形体。在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是 A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 【答案】A 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，故A正确； B、木炭（主要成分是碳）常温下化学性质不活泼，故B错误； C、金刚石不具有导电性，不能用作电极，故C错误； D、石墨质软，不能用作钻探机钻头，故D错误； 故选A。 考点二 二氧化碳的制取 一、实验室制取二氧化碳 1.实验室制取二氧化碳原理 （1）药品：大理石或石灰石与稀盐酸。 （2）发生的反应：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。 2.实验装置 根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、在常温下进行，选择固液不加热装置，如图所示： 3.实验步骤 （1）连接装置； （2）检查气密性； （3）在锥形瓶中装入大理石（或石灰石）； （4）从长颈漏斗中加入稀盐酸； （5）收集气体； （6）检验气体是否收集满。 检查装置气密性 →加入固体药品 → 加入液体药品 → 收集气体并验满 → 正放在桌面 4.收集方法 根据二氧化碳的性质，收集二氧化碳只能用向上排空气法收集。 5.验满与检验二氧化碳 （1）检验：将收集的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳；否则，不是。如图所示： （2）验满：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若燃着的木条熄灭，则证明二氧化碳已满；否则，未满。如图所示： 二、工业制取二氧化碳 工业上，常常用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳，发生的反应是CaCO3CaO+CO2↑。 药品选择的注意点 ①盐酸必须是稀盐酸，浓盐酸具有挥发性，易挥发出HCl气体。 除去CO2中的HCl的方法：先通过饱和的NaHCO3溶液，再通过浓硫酸。 ②不能使用碳酸钠、粉末状碳酸钙来代替块状大理石或石灰石。 防止反应速度太快，不利于气体收集。 ③不能使用稀硫酸。 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。 考向01 实验室制取二氧化碳的原理 【例1】为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，下列说法错误的是（ ） A．不可用稀硫酸代替稀盐酸 B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小 C．实验前需检查装置气密性 D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留 【答案】D 【解析】A、碳酸钙和稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，故不能用稀硫酸代替稀盐酸，故A不符合题意； B、二氧化碳能溶于水且与水反应，若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，故B不符合题意； C、该反应有气体生成，故实验前需检查装置气密性，故C不符合题意； D、只要生成二氧化碳，装置中压强就会变大，量气管中的液体就会被下压，因此Y形管中有二氧化碳残留不会影响测定结果，故D符合题意。 故选D。 举一反三 1．（2022·湖南岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ） A．用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置②④组合 B．用装置①制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸 C．用装置③收集 CO2，气体应从管口 c 通入 D．要做铁丝燃烧实验，用④收集 O2时建议留部分水 【答案】D 【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选①，氧气不易溶于水，收集装置可选④，不符合题意； B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，硫酸钙微溶于水，会覆盖在水的表面，阻碍反应的进一步进行，故分液漏斗中应装稀盐酸，不能装稀硫酸，不符合题意； C、用装置③收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从b端进入，不符合题意； D、铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，故用④收集 O2时建议留部分水，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，符合题意。 故选D。 考向02 实验室制取二氧化碳的装置 【例2】实验室用大理石固体和稀盐酸溶液制取二氧化碳，其密度比空气大，能溶于水，二氧化碳使燃着木条熄灭的性质可用于验满。下列实验操作错误的是（ ） A．检查装置气密性 B．收集CO2 C．测量产生CO2的体积 D．验满CO2 【答案】C 【解析】A、检查装置气密性的方法是先用弹簧夹夹紧胶皮管，再向长颈漏斗中注入水，使水浸没长颈漏斗下端，静置一段时间，观察到漏斗中水柱不下降，说明装置气密性良好，图中所示操作正确； B、二氧化碳的密度比空气的大，应用向上排空气法收集，导气管伸入集气瓶的底部，图中所示操作正确； C、因为二氧化碳能溶于水，则用排水法测量产生二氧化碳的体积时，可以在水面上滴一层植物油，防止二氧化碳与水直接接触，气体进入集气瓶时应短进长出，图中所示操作错误； D、.检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作正确。 故选：C。 举一反三 1．实验室用下列装置制取气体，下列有关说法错误的是（ ） A．装置①④组合用于实验室制取氧气，药品为氯酸钾和二氧化锰 B．装置②中的小试管在实验中起液封和节约药品的作用 C．装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束 D．装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，燃着的木条应放在a端验满 【答案】D 【解析】A、装置①为固体加热型发生装置，则装置①④组合用于实验室制取氧气，药品可以是氯酸钾和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，说法正确，不符合题意； B、装置②中的小试管可以起到缓冲作用，将液体装满后再进入锥形瓶，可以保留液体药品，节约药品，另外小试管内液体直接封住长颈漏斗下端，形成密闭装置，说法正确，不符合题意； C、装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束，夹紧弹簧夹，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，瓶内液体被压入烧杯内，固液分离反应停止，打开弹簧夹，气体导出，使得装置内压强减小，烧杯内液体重新进入瓶内，固液接触反应开始，说法正确，不符合题意； D、装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，由于二氧化碳密度比空气大，所以二氧化碳应从a端导管口通入，则燃着的木条应放在b端验满，木条熄灭，说明已收集满，说法错误，符合题意。 故选：D。 2．实验室制取气体时，下列操作合理的是（ ） A．用装置①制取时，应先装药品，然后再检查装置①的气密性 B．用装置④收集时，在f处放置燃着的木条可检查是否集满 C．用高锰酸钾制取并测定的体积时，装置的连接顺序为b-h-g-i D．用装置①、③、④制取并收集干燥的时，装置的连接顺序为a-c-d-e 【答案】C 【解析】A、用装置①制取时，应先检查装置①的气密性，然后再装药品，防止装置漏气，更换仪器造成药品浪费，故A操作不合理； B、二氧化碳密度大于空气，用装置④收集二氧化碳时，气体应该从f端通入，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：在e处放置燃着的木条可检查是否集满，故B操作不合理； C、用高锰酸钾制取并测定的体积时，该反应为固体加热型，发生装置应选用②固体加热型，氧气不易溶于水，密度比水小，利用装置⑤收集氧气时，氧气从h端进入，g端将水排出，排出水的体积即为产生氧气的体积，所以用高锰酸钾制取并测定O2的体积时，装置的连接顺序为b-h-g-i，故C操作合理； D、实验室利用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温型，发生装置可选择①，然后通过③干燥，气体从c端通入，二氧化碳密度比空气大，用④收集时应长进短出，气体从f端通入，所以装置的连接顺序为a-c-d-f，故D操作不合理； 故选：C。 考向03 二氧化碳的收集和检验 【例3】下列关于CO2的实验室制取及检验的说法不正确的是（ ） A．制CO2的药品 B．发生装置 C．收集方法 D．检验CO2 【答案】C 【解析】A.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，故选项A正确，不符合题意； B.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型，可选该装置作为发生装置，故选项B正确，不符合题意； C.二氧化碳的密度比空气大，应用向上排空气法收集，故选项C错误，符合题意； D.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常使用澄清石灰水检验二氧化碳，故选项D正确，不符合题意， 故选：C。 举一反三 1．如图，下列实验不能达到目的的是（ ） A．能成功制取并收集二氧化碳 B．若试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳 C．用于干燥二氧化碳，则气体应从a端进，b端出、 D．可用于证明二氧化碳密度比空气大，且能灭火 【答案】A 【解析】A、实验室制取二氧化碳的反应为固液常温反应，发生装置可选固液常温装置，但该装置中，长颈漏斗没有浸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗中逸出，该实验不能达到实验目的； B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，将二氧化碳通入澄清石灰水中，可检验二氧化碳，该实验能达到实验目的； C、若想干燥二氧化碳，可将二氧化碳从长管通入液体中，该实验能达到实验目的； D、蜡烛自下而上熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，且能灭火，该实验能达到实验目的。 故选A。 2．（2023·湖南衡阳）下图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：    （1）图中a仪器的名称_____ 。 （2）某同学在实验室用A、E装置制取氧气，反应的化学方程式为__________________________；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是____________________________(任写一条)。 （3）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用_____；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从_____(填“b”或“c”)端通入。 （4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式________________________________。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可） （3）C b （4）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗； （2）A装置适用于固体加热反应制取氧气，且试管口有一团棉花，故适用于高锰酸钾加热制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，E装置采用的是排水法收集氧气，收集的氧气不纯，可能的原因是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，也可能是集气瓶中的水没有装满，故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）； （3）装置C带有多孔隔板和活塞开关，关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止；二氧化碳的密度比空气大，采用向上排空气法收集，若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b端通入，故填：C；b； （4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，即二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。 考点三 制取气体的思路和方法 一、发生装置 1. 选择依据：药品状态、反应条件 2. 类型 装置类型 固——固加热型 固（液）——液不加热型 举例 高锰酸钾制取氧气，氯酸钾制取氧气 双氧水制取氧气，大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，锌和稀硫酸反应制取氢气 装置图 注意事项 ①试管口应稍向下倾斜；②用排水法收集气体完毕后，应先撤离导管，然后再 熄灭酒精灯 ；③用高锰酸钾制取氧气时试管口处应塞一团疏松的棉花 。 ①若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应插入液面以下，目的是防止气体从下端逸出 。 ②块状固体大小应适当，不能很碎，防止反应剧烈，不易控制。 3. 固（液）——液不加热型发生装置的深挖掘 （1）装置的评价 常规装置 改进实验装置 装置图 评价 安装简便 便于添加液体 可控制反应速率 可以控制反应的发生和停止 （固体应为块状，不能放置MnO2) （2）装置的可控性 可控制反应发生停止的发生装置 二、收集装置 （1）基本类型 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 满足条件 难溶或微溶于水，且与 水不发生化学反应 密度比空气的大，且气体不与空气中的成分发生反应 密度比空气的小，且气体不与空气的成分反应 举例 H2、O2 H2、CO2 H2 （2）变式类型 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 （3）、确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。 根据气体的化学性质，选择合适的检验方法，力争做到现象明显、唯一。 考向01 氧气、氢气、二氧化碳等常见气体的制取 【例1】（2023·湖南株洲）实验室里，我们通常用锌与稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气。实验装置可从下的列装置中选用，请回答下列问题：    （1）写出图中仪器①的名称______。 （2）实验室制取氢气时，可选择的发生装置为______。 （3）实验室制取氢气时，可用G装置收集氢气，进气口为______（填“a”或“b”）。 （4）实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是_____________________________。 （5）实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，用排空气法收集到的氢气是不纯净的，其中含有的杂质是______________；用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的，其中含有的杂质是______。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）B/F （3）b （4）氢气密度小于空气 （5）氯化氢气体 水蒸气 【解析】（1）由图可知①是长颈漏斗 （2）实验室制取氢气是用锌粒与稀硫酸在常温下制取氢气，适合用固液常温型发生装置，故选B或F。 （3）氢气密度小于空气，所以用G装置收集氢气时，应从短管b通入。 （4）实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是氢气密度小于空气，所以选择向下排空气法。 （5）盐酸具有挥发性，所以用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，其中含有的杂质是氯化氢气体；用排水法收集到的氢气中会混有水蒸气。 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）下列装置常用于实验室制取气体．请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 。 （2）小雨同学选用装置B制取氧气，反应时液面应加到 （填“m”或“n”）位置；欲得到较纯净的氧气，应选择的收集装置是 （填字母代号）。 （3）若用装置C收集二氧化碳，其验满的方法是 。 【答案】（1）水槽 （2）m D （3）将燃着的木条放入瓶口，若木条熄灭则已集满 【解析】（1）根据仪器特征，仪器a的名称是水槽。故填：水槽。 （2）装置B制取氧气时，长颈漏斗下端管口要深入液面下形成液封，防止生成的氧气从长颈漏斗逸出，所以反应时液面应加到m位置；用排水法收集到的氧气比用向上排空气法收集的氧气纯净，欲得到较纯净的氧气，应选择的收集装置是D。故填：m；D。 （3）用装置C收集二氧化碳，其验满的方法是：将燃着的木条放入瓶口，若木条熄灭则已集满。故填：将燃着的木条放入瓶口，若木条熄灭则已集满。 2．（2024·湖南张家界·一模）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列装置图回答： （1）写出仪器a的名称： 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，反应的化学方程式为 。 （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)，将生成的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液由紫色变成 色。 【答案】（1）铁架台 （2）BD/BE （3）AD 变红 【解析】（1）由图示可知，仪器a为铁架台； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，所以应选择的装置为BD或BE； 高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：； （3）实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，二氧化碳的密度比空气大，易溶于水，所以应选择的装置为AD； 二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，酸性物质能使紫色石蕊溶液变红。 考向02 陌生气体的制取 【例2】（2023·湖南怀化）下图是实验室常用的装置。    请回答下列问题： （1）写出标号①的仪器名称______。 （2）写出实验室用A装置（不考虑棉花）制取氧气的化学方程式__________________________，若要收集较纯净的氧气应选用的装置是______（填装置字母），实验结束后应______（请从下列选项选择）。 a．先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯      b．先灭酒精灯，再将导管从水槽中取出 （3）实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置，其优点是_________________________；写出实验室制取CO2的化学方程式_________________________________，若用G装置收集CO2，气体应从______（填“a”或“b”）端通入。 （4）乙炔（C2H2）是一种密度比空气小、难溶于水的气体，实验室常用块状电石（主要成分是CaC2）和水在常温下制取乙炔气体，该反应非常剧烈，且会放出大量的热。为得到平稳的气流，应选择______（填装置字母）作为制取乙炔的发生装置，可选用______（填装置字母）装置收集乙炔气体。 【答案】（1）试管 （2）或 F a （3）可以控制反应的发生和停止 a （4）B E/F/G 【解析】（1）由图可知，标号①的仪器名称为试管； （2）A装置适用于固体加热反应制取气体，适用于加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：，或适用于加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； 氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的氧气比较纯净，故收集装置可选F； 实验结束后，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管。 故选a； （3）实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置，C装置中可将固体置于多孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止； 实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，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：； 若用G装置收集CO2，二氧化碳的密度比空气大，气体应从a端通入； （4）实验室常用块状电石（主要成分是CaC2）和水在常温下制取乙炔气体，属于固液不加热反应，该反应非常剧烈，为了得到平稳气流，发生装置可选B，B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； 乙炔（C2H2）是一种密度比空气小、难溶于水的气体，可用向下排空气法或排水法收集，故收集装置可选E或F或G。 举一反三 1．（2024·湖南·一模）根据下图回答下列问题： （1）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，反应的化学方程式为 ； （2）选择发生装置B可用于实验室制取CO2，若将发生装置改为C，其优点是 ； （3）实验室中常用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小；实验室欲制取氨气，可选择的发生装置是 （填序号），若用装置G收集一瓶氨气，则氨气应从 （填“a”或“b”）端通入，多余的氨气应进行处理，防止污染环境。 【答案】（1） （2）可以控制反应的发生和停止 （3）A b 【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化下，生成水和氧气，化学方程式为：，故填写：。 （2）将B装置改为C装置优点为可随时控制反应的发生和停止，故填写：可以控制反应的发生和停止。 （3）实验室中常用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，属于固固加热型反应，故发生装置选择A，故填写：A； 若用装置G收集一瓶氨气，因氨气密度比空气小，气体从b进入，从a排出来，故填写：b。 【点睛】本题为实验题，主要考查气体发生装置的选择与反应物的状态和反应条件有关，气体收集装置的选择与气体的密度、溶解性、是否与水或空气中其它成分反应，是否污染空气有关，过氧化氢制氧气的原理等知识点。 2．（2024·湖南长沙·一模）下图为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题。 （1）仪器a的名称是 。 （2）若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的收集装置是 （填装置序号）。 （3）若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是 。 （4）二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从 （填“b”或“c”）端导入。 【答案】（1）锥形瓶 （2）E （3）将燃着木条放到集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满二氧化碳 （4）c 【解析】（1）仪器a的名称是锥形瓶； （2）由于氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，由于氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，故若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的收集装置是E排水法； （3）若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，其验满的方法是：将燃着木条放到集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满二氧化碳； （4）若用F装置收集二氧化硫气体，二氧化硫密度比空气大，则气体应从c端导入。 考点四 碳的氧化物 1、 二氧化碳 1. 二氧化碳的物理性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气大 能溶于水 固体二氧化碳——干冰 在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。 （2）实验探究 ①倾倒二氧化碳实验 将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。 结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。 ②二氧化碳的溶解性实验 向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。 结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。 2. 二氧化碳的化学性质 性质 一般情况下，既不燃烧，也不支持燃烧 与水反应 与碱反应 与澄清石灰水反应 与氢氧化钠反应 实验 倾倒二氧化碳 现象 两支蜡烛自下而上依次熄灭 紫色石蕊溶液变红，加热后又变成无色 澄清石灰水变浑浊 结论或化 学方程式 蜡烛熄灭说明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧；下层蜡烛先熄灭说明二氧化碳的密度比空气大(物理性质) CO2＋H2O=== H2CO3(碳酸使紫色石蕊溶液变红)；加热后由红色变为无色，说明碳酸很不稳定，易分解H2CO3CO2↑＋H2O CO2＋Ca(OH)2 ===CaCO3↓＋H2O(检验二氧化碳) 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(吸收或除去二氧化碳) 3. 二氧化碳与水反应的实验探究 （1）实验操作 取四朵用石蕊溶液染成紫色的小花，分别进行以下操作： （2）实验现象及分析 Ⅰ.小花变红色，说明酸能使紫色石蕊变红。 Ⅱ.小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变色。 Ⅲ.小花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色。 Ⅳ.小花变红色，说明二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。 将Ⅳ中小花取出烘干，发现小花又变成紫色，说明碳酸不稳定，容易分解。 （3）实验结论 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。 4. 二氧化碳的用途 性质 用途 不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气 用于灭火 二氧化碳是光合作用的原料 能被植物光合作用利用 能溶于水并与水反应生成碳酸 制碳酸饮料 可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠） 作化工产品的原料 固体二氧化碳（干冰）升华吸热 作制冷剂、人工降雨 5．二氧化碳对人体健康的影响 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。 6．温室效应 （1）加剧的原因： 空气中的二氧化碳(或CO2)含量过高。 【特别提醒】 二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。 （2）危害： 全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化，造成农业减产等。 （3）防治措施 ①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧； ②开发新能源，如太阳能、风能、地热能等； ③促进节能产品和技术的进一步开发和普及； ④大力植树造林，严禁乱砍滥伐。 7．低碳生活 所谓“低碳”，就是较低的二氧化碳的排放。低碳生活可理解为减少二氧化碳的排放，就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。 2、 一氧化碳 1. 一氧化碳的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气密度略小 难溶于水 2. 一氧化碳的化学性质 （1）可燃性 一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应： 2CO+O2 2CO2 （2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物） CO+CuOCu+CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）毒性 一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。 3. 一氧化碳还原氧化铜实验 实验装置： 实验步骤： ①实验前，先检验CO的纯度； ②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）； ③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。 实验现象： 黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。 特别注意 像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。 4. 一氧化碳的用途 （1）作燃料（可燃性）； （2）用于冶炼金属（还原性）。 ( 煤炉中的化学变化 ) 考向01 碳的氧化物的性质 【例1】（2023·湖南衡阳）有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（ ） A．碳的单质都是黑色 B．植物光合作用可将转变为 C．CO和元素组成相同，它们的化学性质相似 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 【答案】B 【解析】A、碳的单质不一定都是黑色的，如纯净的金刚石是无色，故A说法错误； B、植物的光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，可将CO2转变为O2，故B说法正确； C、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，CO和CO2的组成元素相同，但一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，它们的分子构成不同，因此二者的化学性质不相似，故C说法错误； D、石墨和金刚石都是碳单质，属于两种不同的物质，所以它们的相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，故D说法错误； 故选B。 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）下列有关碳和碳的化合物说法错误的是 A．金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质 B．二氧化碳可用作灭火剂，因为二氧化碳不助燃、不可燃且密度比空气大 C．一氧化碳有毒，在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒 D．水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼 【答案】C 【解析】A、金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，说法正确； B、二氧化碳可用作灭火剂，因为二氧化碳不助燃、不可燃且密度比空气大，说法正确； C、一氧化碳难溶于水，也不能和水反应，煤炉上放水无法防止一氧化碳中毒，说法错误； D、水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼，说法正确。 故选C。 2．（2024·湖南怀化·一模）下列有关碳和碳的氧化物的说法中，正确的是 A．木炭、活性炭都具有吸附性 B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒 C．一氧化碳和二氧化碳都有毒 D．金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的粒子不同 【答案】A 【解析】A.木炭、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，故A正确； B.一氧化碳难溶于水，在有煤炭炉的室内放置一盆水不能防止一氧化碳中毒，故B不正确； C.一氧化碳有毒，二氧化碳没有毒性，故C不正确； D.金刚石和石墨都是由碳原子构成的，它们的物理性质不相同是因为碳原子的排列方式不同，故D不正确； 故选A。 考向02 探究碳的氧化物的性质 【例2】（2024·湖南长沙）碳中和是指碳的排放与吸收达到平衡，基本实现碳的零排放：碳“捕集”是助力碳中和的重要途径。为此，兴趣小组同学围绕着的吸收进行了实验探究。 活动一：寻找吸收的试剂 【设计与实验】 （1）甲、乙、丙三组分别利用所提供的实验用品设计了如下方案并进行实验： 组别 实验方案 现象 结论 甲组 向一个集满的软塑料瓶中加入适量的水，立即旋紧瓶盖，振荡 软塑料瓶变瘪 能被水吸收 乙组 向盛有饱和的澄清石灰水的试管中。通入适量的 能被澄清石灰水吸收 丙组 向盛有氢氧化钠溶液的试管中，通入适量的 无明显现象 不能被氢氧化钠溶液吸收 【解释与分析】 （2）甲组实验中软塑料瓶变瘪，是因为瓶内气压 ； （3）小礼同学对丙组的实验结论提出质疑，为了证明与氢氧化钠发生了反应，他向丙组所得溶液中滴加足量的 。观察到有气泡产生，从而证明能与氢氧化钠反应。 【得出结论】水、饱和石灰水和氢氧化钠溶液均能吸收。 活动二：比较吸收的效果 【提出问题】水、饱和石灰水和氢氧化钠浓溶液，哪个吸收的效果更好？ 【讨论交流】 （4）饱和石灰水、水吸收的效果差不多，从物质的溶解性的角度分析，原因是 。同学们一致认为，只需要比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。 【设计方案】 （5）请你利用下列提供的实验用品，帮助他们设计实验并写出实验方案： 。 （实验用品：氢氧化钠浓溶液、水、装满的软塑料瓶若干个，其它仪器自选） 【实验与结论】通过实验，同学们得出氢氧化钠浓溶液吸收的效果比水的好。 【迁移应用】气体排放到空气中也会造成环境问题。同学们查阅资料．并利用下图所示装置和用品进行实验，来比较氢氧化钠浓溶液、水吸收的效果。 （6）请你分析，该实验能否达到实验目的。并阐述理由 （已知实验装置气密性良好且操作均正确）。 【表达与交流】通过以上探究，同学们认识到科学探究需要严谨的思维。 【答案】（1）澄清石灰水变浑浊 （2）减小 （3）稀盐酸/稀硫酸 （4）常温下，氢氧化钙微溶于水 （5）将相同体积的水和浓溶液，分别加入两个充满二氧化碳且容积相同的软塑料瓶中，比较软塑料瓶变瘪的程度 （6）不能，倒吸进入瓶中的水，会继续吸收瓶内剩余的，最终充满整个集气瓶 【解析】（1）乙组：实验方案向盛有饱和的澄清石灰水的试管中，通入适量的，实验结论：能被澄清石灰水吸收，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，实验现象：澄清石灰水变浑浊。 （2）向一个集满的软塑料瓶中加入适量的水，立即旋紧瓶盖，振荡，软塑料瓶变瘪，是因为瓶内气压变小，大气压将软塑料瓶压瘪。 （3）向盛有氢氧化钠溶液的试管中，通入适量的，无明显现象，为了证明与氢氧化钠发生了反应，他向丙组所得溶液中滴加足量的某种溶剂，观察到有气泡产生，从而证明能与氢氧化钠反应，则加入的某种溶剂是稀盐酸或稀硫酸。 （4）饱和石灰水、水吸收的效果差不多，从物质的溶解性的角度分析，原因是氢氧化钙微溶于水，水中溶解氢氧化钙的质量较少，氢氧化钙溶液和水吸收二氧化碳效果差不多。 （5）我们知道二氧化碳可以和氢氧化钠溶液反应，也可以和氢氧化钠溶液中的水反应，二氧化碳也能溶于水，设计实验验证氢氧化钠、水对二氧化碳的吸收效果，可以利用对比实验记性验证，实验变量是氢氧化钠溶液、水，其它都是常量，实验方案：将相同体积的水和浓溶液，分别加入两个充满二氧化碳且容积相同的软塑料瓶中，比较软塑料瓶变瘪的程度。 （6）不能，通常状况下，1体积的水约能溶解40体积的二氧化硫，注射器注入5mL的水，约溶解200mL二氧化硫气体，此时倒吸进入瓶中的水，会继续吸收瓶内剩余的，最终充满整个集气瓶。 举一反三 1．为探究二氧化碳能否和水反应，用三朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图三个实验。实验Ⅰ、Ⅱ中小花不变色，实验Ⅲ中小花变红。下列说法不正确的是（ ） A．实验Ⅰ说明水不能使石蕊变红 B．实验Ⅱ说明二氧化碳不能使石蕊变红 C．仅凭实验Ⅰ和Ⅱ不能说明二氧化碳能与水发生化学反应 D．仅凭实验Ⅱ和Ⅲ就能说明二氧化碳能与水发生化学反应 【答案】D 【解析】A、实验Ⅰ中，小花不变色，说明水不能使石蕊变红，该选项说法正确； B、实验Ⅱ中，小花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变红，该选项说法正确； C、实验Ⅰ、Ⅱ只能说明水、小花均不能使石蕊变红，不能说明二氧化碳和水反应，该选项说法正确； D、实验Ⅲ中，小花变色，与实验Ⅰ、Ⅱ对比，可知二氧化碳和水能反应，且生成能使石蕊变红色的物质，该选项说法不正确。 故选D。 2．（2024·湖南怀化洪江二模）某同学设计的验证二氧化碳性质的实验装置如图所示，请结合实验装置回答下列问题。 （1）实验过程中a处紫色石蕊溶液变红，出现该现象的原因是 （用化学方程式解释）。 （2）烧杯中观察到的实验现象是 ，由此得出二氧化碳的化学性质是 。 （3）结合上述实验结论，实验室不能用 （填字母）的方法区别 CO 和 CO2。 A．闻气味 B．通入澄清的石灰水 C．点燃 D．通入紫色石蕊溶液 （4）由该实验可以得出二氧化碳在生活中的一种用途是 。 【答案】（1） （2）蜡烛自下而上依次熄灭 二氧化碳不燃烧也不支持燃烧 （3）A （4）灭火（制汽水饮料等，合理即可） 【解析】（1）二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应的化学方程式为：，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红。故填：。 （2）烧杯中观察到的实验现象是蜡烛自下而上依次熄灭，由此得出二氧化碳的化学性质是。故填：蜡烛自下而上依次熄灭；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。 （3）A.CO 和 CO2都是无色无味的气体，闻气味无法鉴别，故A符合题意； B.将气体分别通入澄清的石灰水，能使澄清的石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳，故B不符合题意； C.一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不能燃烧，用点燃的方法可以鉴别，故C不符合题意； D.将气体分别通入通入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳，故D不符合题意。 故选：A。 （4）由该实验可以得出二氧化碳在生活中的用途是灭火，制汽水饮料等。故填：灭火（制汽水饮料等，合理即可）。 考向03 碳中和与碳达峰 【例3】（2022·湖南怀化）海洋酸化与全球气候变暖并称“邪恶双子”。迄今为止，人类排人大气中的二氧化碳有三分之一左右被海洋吸收。海洋酸化可能会损伤诸如贝类、珊瑚类等海洋生物形成钙质骨骼和外壳的能力，进而影响整个海洋生态系统的结构和功能。下列措施不能有效减缓海洋酸化的是（ ） A．大力推广电动汽车替代汽油车 B．减少一次性塑料袋、泡沫饭盒的使用 C．积极植树造林 D．利用风能、太阳能、水能发电，减少火力发电 【答案】B 【解析】A、大力推广电动汽车替代汽油车，可减少化石燃料的燃料，减少二氧化碳排放，减少污染，能减缓海洋酸化，不符合题意； B、减少一次性塑料袋、泡沫饭盒的使用，可以减少白色污染，但不是能减缓海洋酸化的措施，符合题意； C、积极植树造林可以吸收二氧化碳生成氧气，利于环境保护，能减缓海洋酸化，不符合题意； D、利用风能、太阳能、水能发电，减少火力发电，可减少化石燃料的燃料，减少二氧化碳排放，能减缓海洋酸化，不符合题意； 故选B。 举一反三 1．（2024·湖南永州李达中学二模）为了完成“碳中和”“碳达峰”的目标，了解二氧化碳的来源和去处势在必行。下列有关二氧化碳的说法错误的是 A．绿色植物的光合作用有利于减少自然界中的二氧化碳 B．化石燃料燃烧是二氧化碳的主要来源之一 C．固态二氧化碳称为“干冰”，可用于人工降雨 D．将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液不变色 【答案】D 【解析】A、绿色植物的光合作用是吸收二氧化碳释放氧气的过程，有利于减少自然界中的二氧化碳，故说法正确； B、化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，是二氧化碳的主要来源之一，故说法正确； C、固态二氧化碳称为“干冰”，干冰升华吸热，可用于人工降雨，故说法正确； D、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，故说法错误。 故选D。 2．（2022·湖南永州）为了保护地球的生态环境，我国向全世界庄严宣告，争取2060年前实现“碳中和”的目标（“碳中和”是指在规定时期内实现排放多少CO2就做多少抵消措施来达到平衡，实现CO2净零排放）。如图是“碳中和”部分过程示意图。 请回答下列问题： （1）大气中CO2含量的不断上升，从而导致 __________效应增强，使全球气候变暖。 （2）生物固碳：绿色植物光合作用的主要化学反应原理为：6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2，该过程中将太阳能转化为 __________能。 （3）化学固碳；以CO2和NH3为原料生产尿素[CO（NH2）2）]是实现“碳中和”范例之一，其中合成的尿素在农业生产中常用作 _____肥（填“氮”、“磷”或“钾”）。 （4）减少CO2排放：氢气是21世纪正在开发利用的一种新能源。使用氢能源能有效减少CO2的排放。我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为AlH3，其中释放氢能原理是利用AlH3与H2O发生反应生成Al（OH）3和H2，其反应的化学方程式是 _________________________。 （5）为了控制大气中CO2的含量相对稳定，下列采取的措施可行的是_____。 A．积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园 B．提高煤炭产量，增加火力发电在电力生产中的比例 C．鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设 D．积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能 【答案】（1）温室 （2）化学 （3）氮 （4）AlH3+3H2O= Al(OH)3+3H2↑ （5）ACD 【解析】（1）大气中CO2含量的不断上升，从而导致温室效应增强，故填温室。 （2）绿色植物光合作中，绿色植物将太阳能转化为有机物中的化学能，故填化学。 （3）尿素中仅含氮、磷、钾三种元素中的氮元素，属于氮肥，故填氮。 （4）AlH3与H2O发生反应生成Al（OH）3和H2，故反应的化学方程式写为：AlH3+3H2O= Al(OH)3+3H2↑。 （5）A  积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园，能够吸收更多的二氧化碳，选项正确； B  增加火力发电在电力生产中的比例会燃烧更多的煤炭，会释放更多的二氧化碳，选项错误； C  鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设，减少机动车尾气的排放量，也减少了二氧化碳的排放，选项正确； D  积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能，代替化石燃料的燃烧，减少二氧化碳的排放量，选项正确，故填ACD。 考向04 二氧化碳和一氧化碳的对比 【例4】（2023·湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ） A．元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B．分类观：CO和CO2都属于氧化物 C．变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D．结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 【答案】D 【解析】A、由化学式可知，一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的纯净物，均属于化合物，不符合题意； B、一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的化合物，均属于氧化物，不符合题意； C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故CO和CO2在一定条件下可以相互转化，不符合题意； D、一氧化碳和二氧化碳均是由分子构成，一氧化碳分子和二氧化碳分子均是由碳原子和氧原子构成，一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同，符合题意。 故选D。 举一反三 1．（2024·湖南长沙市南雅中学二模）下列关于碳及其化合物的说法，正确的是 A．金刚石、石墨、C60都是由原子构成的物质 B．在室内放一盆澄清石灰水可防止CO中毒 C．CO2用于灭火既利用了其化学性质又利用了其物理性质 D．CO和CO2都具有还原性 【答案】C 【解析】A、金刚石、石墨都是由碳原子构成的物质，C60是由C60分子构成的物质，说法错误，不符合题意； B、一氧化碳与澄清石灰水不反应，在室内放一盆澄清石灰水不能防止CO中毒，说法错误，不符合题意； C、CO2用于灭火利用了二氧化碳密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧的性质，其中密度比空气大属于物理性质，不能燃烧且不支持燃烧属于化学性质，说法正确，符合题意； D、CO具有还原性，CO2不具有还原性，说法错误，不符合题意。 故选：C。 1．（2022·湖南株洲）为应对气候变化，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严目标。下列措施中不利于实现该目标的是（　　） A．绿色出行 B．植树造林 C．发展氢能源 D．推广燃煤发电 【答案】D 【解析】A、绿色出行，减少化石燃料的使用从而减少二氧化碳的排放，选项措施正确，但不符合题意； B、植树造林，可以利用植物的光合作用消耗二氧化碳产生氧气，选项措施正确，但不符合题意； C、发展氢能源，氢气燃烧后生成的是水，无污染，选项措施正确，但不符合题意； D、煤含有碳元素，燃烧生成大量的二氧化碳，选项措施错误，但符合题意； 故选：D。 2．（2023·湖南长沙）在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（ ） A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 【答案】A 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，符合题意； B、木炭（主要成分是碳）常温下化学性质不活泼，不符合题意； C、金刚石不具有导电性，不能用作电极，不符合题意； D、石墨质软，不能用作钻探机钻头，不符合题意； 故选A。 3．“碳海绵”具有高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管。下列关于“碳海绵”的说法中正确的是 A．“碳海绵”是一种单质 B．“碳海绵”在常温下就可还原氧化铜 C．“碳海绵”常温下化学性质活泼 D．“碳海绵”具有吸附性 【答案】D 【解析】A、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，属于混合物，不符合题意； B、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，故“碳海绵”在高温条件下可还原氧化铜，在常温下，化学性质稳定，不符合题意； C、“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，常温下，化学性质稳定，不符合题意； D、“碳海绵”具有疏松多孔的结构，故“碳海绵”具有吸附性，符合题意。 故选D。 4．（2023·湖南郴州）关于碳及其化合物的说法正确的是（ ） A．一氧化碳有还原性，没有毒性 B．二氧化碳是一种污染性气体 C．含碳酸根或碳酸氢根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳气体 D．活性炭具有吸附性，木炭没有吸附性 【答案】C 【解析】A、一氧化碳有还原性，也有毒性。A不正确； B、二氧化碳无毒不是一种污染性气体。B不正确； C、组成里含有碳酸根离子或者碳酸氢根离子的盐都能和酸反应生成二氧化碳，如碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。C正确； D、活性炭具有吸附性，木炭也有吸附性。D不正确。 综上所述：选择C。 5．（2024·湖南长沙二模）下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是 A．可以将中的Cu还原出来 B．在一定条件下能够转变成 C．能使被石蕊染成紫色的干花变红 D．金刚石，石墨和都是碳元素的单质 【答案】C 【解析】A、CO具有还原性，可以将CuO中的Cu还原出来，选项说法正确； B、在高温条件下碳和CO2能够转变成CO，选项说法正确； C、二氧化碳不能使被石蕊染成紫色的干花变红，CO2能使被石蕊染成紫色的湿润花变红，是因为二氧化碳要与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，选项说法错误； D、金刚石，石墨和C60都是碳元素的单质，选项说法正确； 故选：C。 6．（2022·湖南湘潭）2022年北京冬奥会兑现了“绿色办奥”承诺，科技创新发挥了重要作用。 （1）氢能源汽车是本届冬奥会的交通工具。氢气作为能源的优点是_________________（答一条即可）。 （2）首次采用二氧化碳制冷剂进行制冰，为实现“碳中和”目标向世界提供“中国方案”： ①碳减排：控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓____________（填字母序号）。 A．温室效应          B．白色污染           C．空气污染 ②碳“捕捉”与封存：捕捉并回收二氧化碳再利用，请写出一条二氧化碳的用途____________。 ③碳转化：我国科学家首次在实验室成功利用水和二氧化碳人工合成了淀粉。淀粉属于营养素中的___________。（填字母序号）。 A．蛋白质            B．糖类          C．维生素 【答案】（1）产物无污染，原料来源广或热值大 （2） A 用于灭火、可作气体肥料等 B 【解析】（1）氢气燃烧只生成水，燃烧产物无污染，可用水制取，原料来源广，另外氢气热值大也是其作为能源的优点。 （2）①二氧化碳排放过多会加剧温室效应，所以控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓温室效应。故选A。 ②二氧化碳不可燃不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火。是光合作用的原料，可作气体肥料。其他合理均可。 ③淀粉属于营养素中的糖类。故选B。 7．（2024·湖南郴州资兴二模）2023年2月23日，新建厦门北站建筑面积约1400平方米的天窗施工调试成功，标志着中国高铁站房面积最大智能天窗建成。根据厦门地区以往天气计算，智能天窗投入使用后，预计每年可节省约40天的通风系统运转，相当于每年减少14.13吨二氧化碳排放。减少二氧化碳的排放，实现“碳中和”，已成为全球共识。请回答下列问题：    （1）图1是产生二氧化碳的部分途径，大气中的二氧化碳排放过多会引发的环境问题是 。图甲是天然气的主要成分，乙为有毒气体，丙可用于实验室制取二氧化碳。则甲的化学式为 。 （2）小威同学利用所学化学知识，为净化空气，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图2所示。根据捕捉器流程图。图2中将固体和液体分离的操作方法是 ；请用化学方程式表示图2中捕捉CO2的原理： 。 【答案】（1）温室效应 CH4 （2）过滤 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 【解析】（1）大气中的二氧化碳过多会引发的环境问题是温室效应；甲是天然气的主要成分，所以甲是甲烷，化学式为CH4； （2）图2中固体和液体分离的操作方法是过滤；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。 8．（2023·湖南邵阳）根据下列装置图回答问题。    （1）B装置中仪器①的名称是______； （2）实验室常用A、C装置制取二氧化碳，其反应原理是________________________________（用化学方程式表示）； （3）实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在装入药品前应先检查装置的______；若需收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是______（填字母）。 【答案】（1）试管 （2） （3）气密性 D 【解析】（1）B装置中仪器①的名称是试管； （2）实验室常用A、C装置制取二氧化碳，常用药品是稀盐酸和大理石或石灰石，生成氯化钙、水和二氧化碳， 该反应化学方程式：； （3）实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在装入药品前应先检查装置的气密性，对于有气体生成或有气体参与反应的发生装置，都要检查装置的气密性；若需收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是D，因为排水法收集气体纯度高，排空气法收集气体是干燥气体。 9．如图为“氧三角”和“碳三角”。其中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质。以下说法中正确的是（ ） A．甲中的氧气和乙中的二氧化碳不可以相互转化 B．甲中的 H2O2、H2O 都可以用于实验室制取氧气 C．乙中的碳燃烧时既可以生成CO也可以生成CO2 D．C→CO2的基本反应类型一定为化合反应 【答案】C 【解析】A、氧气与碳点燃生成二氧化碳，二氧化碳通过光合作用生成氧气，甲中的氧气和乙中的二氧化碳可以相互转化，错误； B、甲中的 H2O2可以用于实验室制取氧气，H2O 不可以用于实验室制取氧气，错误； C、乙中的碳完全燃烧生成CO2，不完全燃烧时可以生成CO，正确； D、C→CO2的反应可以是碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳（属于化合反应），也可以是碳还原氧化铜或者氧化铁等（属于置换反应），所以不一定为化合反应，错误。 故选：C。 10．下图是利用弯曲的玻璃管设计的微型实验，有关该实验的说法错误的是（ ） A．微型实验的优点是节约药品、环保等 B．该实验缺少尾气处理装置 C．实验结束时应先停止加热，继续通入CO2，直到玻璃管冷却 D．乙处发生的反应属于置换反应 【答案】D 【解析】A、该实验属于微型实验，微型实验的优点是节约药品、环保等，说法正确； B、该实验尾气中含有一氧化碳气体，不能直接排放到空气中，故该实验缺少尾气处理装置，说法正确； C、实验结束时应先停止加热，继续通入CO2，直到玻璃管冷却，否则，空气中氧气进入会把铜氧化为氧化铜，说法正确； D、乙处发生的反应是一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，反应物为两种化合物，故不属于置换反应，说法错误。故选D。 11．（2022·湖南娄底）如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图，请根据所给装置图回答问题。 （1）请写出图中标号a的仪器名称 _____。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气，请写出该反应的化学方程式 ___________________。 （3）从A→E中选用装置完成实验室CO2的制取和收集，可选择的装置组合是 _____（填字母序号）。 （4）氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气，可以选择的发生装置是 _____（填字母序号）。若用I装置收集氨气，应从 _____（填“m”或“n”）端管口通入气体。 （5）若实验室无稀硫酸，改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的H2，应选择的装置组合是B→_____→E（填入数字序号）。 ①G→H    ②H→G     ③F→H     ④H→F 【答案】（1）长颈漏斗 （2） （3）BD （4） A n （5） ③ 【解析】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗； （2）氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选D，故填：BD； （4）实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气，属于固体加热反应，发生装置可选A； 若用I装置收集氨气，氨气的密度比空气小，应从n端管口通入气体； （5）盐酸具有挥发性，会使制得的氢气中混有氯化氢气体，氢氧化钠能与氯化氢反应生成氯化钠和水，且氢氧化钠与氢气不反应，可用氢氧化钠溶液除去氯化氢气体，不选择饱和碳酸氢钠溶液，是因为碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，会引入新的杂质二氧化碳，浓硫酸具有吸水性，且与氢气不反应，可用浓硫酸干燥氢气，且应先除杂，后干燥，故应选择的装置组合是B→F→H→E。 故选③。 12．（2022·湖南张家界）阅读下列材料，结合所学的化学知识回答问题： 2021年11月，第26届联合国气候大会在英国格拉斯哥召开，讨论的核心物质仍是CO2，如何降低大气中CO2浓度，是人类一直在研究的重要议题。全球碳循环如图所示： 对二氧化碳的综合利用是国际研究的热点，如：工业上可以将CO2转化成尿素、甲醇等资源；科学家还发现了一种镍与有机物组成的混合催化剂，利用太阳光能，可将水中溶解的CO2转化成CO和O2；我国科学家在实验室首次实现了利用CO2直接人工合成淀粉[（C6H10O5）n]，这是中国科学家在人工合成淀粉方面取得的颠覆性、原创性突破。 （1）在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来源有____________________（写一条），降低大气中二氧化碳含量的途径有____________________（写一条）。 （2）工业上将二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为：，其中X的化学式为__________。 （3）CO2在一定条件下生成CO和O2，该反应的基本反应类型是__________。 （4）“我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀粉”的意义：____________________（写一条）。 【答案】（1）化石燃料的燃烧 大力植树造林 （2） （3）分解反应 （4）缓解温室效应 【解析】（1）由全球碳循环图可知：在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来源有化石燃料的燃烧，降低大气中二氧化碳含量的途径有大力植树造林； （2）由质量守恒定律可知：化学变化前后原子的个数和种类不变，工业上将二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为：，反应前有1个C、2个O、3个X；生成物有1个C、2个O、6个H，则X的化学式为； （3）二氧化碳在一定条件下反应生成一氧化碳和氧气，一种物质参与反应生成多种物质的反应叫做分解反应，该反应属于分解反应； （4）“我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀粉”可以减少二氧化碳的排放，可以缓解温室效应。 13．碳的世界丰富多彩。 【识碳】含碳物质之间的转化关系如下： （1）自来水厂常用活性炭的 性来除去水中的色素和异味。 （2）请在图上用“→”再标注一组转化关系 。 【固碳】 （3）生物固碳 实验内容 现象 结论    A中蜡烛燃烧一会儿，熄灭。B中蜡烛一直燃烧至蜡烛燃尽。 确保该实验成功需要注意： 等条件控制。 （4）物理固碳 重庆合川实验基地将 CO2转化成液态压入地下实现碳封存。从微粒的观点解释，该过程主要改变的是 。 （5）化学固碳水与石灰水效果比较 实验内容 现象 结论    （迅速拧紧两个瓶盖，充分振荡软塑料瓶） 相同条件下石灰水比水吸收二氧化碳效果更好。 【零碳】 中科院大连化学物理研究所研制出一种新型多功能复合催化剂，通过下图的转化将二氧化碳成功转化为汽油。    （6）CO2中 O 的化合价为-2， C 的化合价为 。 （7）此转化中使用催化剂的目的是 反应速率。 （8）对于二氧化碳变汽油还需要解决的问题，认识科学的是 。 A．捕集空气中的二氧化碳比捕集直接排放的二氧碳难度大 B．氢气的制取成本高，并且也要消耗大量的能源 C．积极提高催化剂的催化效果、降低催化剂生产成本 【答案】（1）吸附 （2）/（标出其中任意一种转化即可） （3）植物的光合作用能产生氧气 控制玻璃罩容积相同，装置密闭性良好、光照强度、温度、蜡烛长短和粗细等 （4）分子间间隔 （5）甲乙塑料瓶变瘪，且乙变瘪的程度大于甲，乙中澄清石灰水变浑浊 （6）+4 （7）加快 （8）ABC 【解析】（1）活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味； （2），，碳酸钙可以转化为二氧化碳，二氧化碳可以转化为一氧化碳，（合理即可）； （3）蜡烛燃烧需要氧气，实验A中蜡烛燃烧一会儿，熄灭；B中蜡烛一直燃烧至蜡烛燃尽，说明植物的光合作用会产生氧气；对比实验中只能有一组变量，其余的实验量均需要相同，则还需要控制玻璃罩容积相同，装置密闭性良好、光照强度、温度、蜡烛长短和粗细等实验数据相同； （4）二氧化碳分子之间有间隔，所以可以将气态的二氧化碳加压转化为液体封存，过程中分子之间的间隔减小，导致体积减小； （5）二氧化碳能溶于水，且能与水反应生成碳酸，二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与水，但CO2与水反应的量较少，所以实验中观察到两个瓶子都变瘪，乙瓶明显比甲瓶瘪，且乙中澄清石灰水会变浑浊； （6）根据化合物中元素的正负化合价代数和为0，CO2中O为-2价，设C的化合价为x，则x＋(-2×2)=0，x=+4，故C为+4价； （7）使用催化剂的目的是为了加快反应速率； （8）A、直接排放的二氧化碳含量比空气中的二氧化碳大，则捕集空气中的二氧化碳比捕集直接排放的二氧化碳难度大，说法正确，符合题意； B、在目前的技术条件下氢气的制取成本高，并且也要消耗大量的能源，说法正确，符合题意； C、提高催化剂的催化效果可以降低催化剂生产成本，说法正确，符合题意； 故选ABC。 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1．实现“碳中和”，从我做起。下列做法不合理的是（ ） A．积极参与植树造林 B．出行多乘坐公共交通工具 C．不用一次性餐具 D．为增加节日气氛大量燃放烟花爆竹 【答案】D 【解析】A、积极参与植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，利于实现"碳中和"，选项正确； B、出行多乘坐公共交通工具，减少化石能源的消耗，减少二氧化碳排放，利于实现"碳中和"，选项正确； C、不用一次性餐具，减少化石能源的消耗，减少二氧化碳排放，利于实现"碳中和"，选项正确； D、为增加节日气氛大量燃放烟花爆竹，增加二氧化碳、二氧化硫等物质排放，不利于实现"碳中和"，选项错误。 故选D。 2．“碳中和”，我们一直在行动。 I.碳封存 （1）近年来，我国在海上二氧化碳封存技术领域取得突破，该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。 ①二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对 (填“较大”或“较小”)，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 ②超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等。下列有关说法错误的有 。 A．超临界二氧化碳极易燃烧 B．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比气态二氧化碳小 C．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 （2）氢氧化钙吸收CO2可以“固碳”。某科研小组将氢氧化钙粉末与少量蒸馏水均匀混合，压制成固碳样品块；测定不同CO2浓度下样品质量增加率随时间的变化情况，结果如图1。 ①氢氧化钙“固碳”的反应原理为 (用化学方程式表示)。 ②据图可知CO2浓度越高，固碳速率越 。 II.碳转化 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，主要过程为：CO2→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。 （3）推测分子中氧原子的数目：甲醇 (填“＞”“＜”或“=”)甲醛。 （4）为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充H2O2。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充 个H2O2分子。 【答案】（1）较大 物理 AB （2） 快 （3）= （4）1 【解析】（1）①气体分子间间隔大，二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对较大； 该过程无新物质生成，属于物理变化过程； ②A、二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，说法错误； B、超临界状态二氧化碳密度高、粘度小、流动快，同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比气态二氧化碳大，说法错误； C、超临界二氧化碳存在于特定的条件下，介于气态和液态之间，条件改变，状态改变，说法正确。 故选AB。 （2）①氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，则氢氧化钙“固碳”的反应原理是； ②据图可知CO2浓度越高，质量增加率越低，则固碳速率越快； （3）反应a中甲醇与氧气（O2）反应生成甲醛和H2O2，反应a中四种物质的化学计量数均为1，可知氧气与过氧化氢中氧原子数目相等，则甲醇与甲醛中氧原子数目相等； （4）一个甲醇分子转化为1个甲醛分子，会生成1个H2O2分子，根据可知，反应a每生成一个H2O2分子，反应b需要补充一个H2O2分子，则理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充1个H2O2分子。 3．扎实做好“碳达峰”“碳中和”各项工作，体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。请回答： （1）“碳”减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为：2B+6X2B（OH）3+3H2↑，则X的化学式为 。 （2）“碳捕捉和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 （填“物理”或“化学”）过程。 （3）转化法是实现“碳中和”的措施之一，下图为根据初中化学有关知识、结合有关资料，得到的碳的转化关系。 ①若甲为单质，自然界通过光合作用完成转化I，则甲为 。 ②转化Ⅱ反应可以用来检验 。 ③二氧化碳与碳反应，完成转化Ⅲ，反应的化学方程式为 。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，是目前研究的热点，该反应的化学方程式为 。 （4）在日常生活中，你如何践行“低碳生活”理念 （写一条即可）。 【答案】（1）H2O （2）物理 （3）氧气/O2 二氧化碳/CO2 （4）出门乘坐公交车 【解析】（1）化学反应前后原子种类数目不变，反应后硼、氧、氢原子数目分别为2、6、12，反应前硼、氧、氢原子数目分别为2、0、0，所以X的化学式为H2O。 故填：H2O。 （2）通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存，这里的CO2捕集没有新物质生成，是一个物理过程。故填：物理。 （3）①自然界通过光合作用完成转化I，光合作用是将二氧化碳和水转化为氧气和有机物（C6H12O6）若甲为单质，则甲为氧气。故填：氧气。 ②转化Ⅱ中氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，可以用来检验CO2。故填：二氧化碳。 ③二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，完成转化Ⅲ，化学方程式为：。故填：。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，化学方程式为：。 故填：。 （4）首先是践行绿色生活理念。节约粮食，践行光盘行动；绿色出行，尽量乘坐公共交或者骑自行车或步行；自觉购买节能产品，降低能耗。其次是践行绿色办公理念。尽量采用无纸化办公方式，电器设备长时间不用要及时切断电源。故填：出门乘坐公交车。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 ( zxxk.com )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$