专题02 碳和碳的氧化物（复习讲义）（广东专用）2026年中考化学一轮复习讲练测

该初中化学中考复习讲义聚焦“碳和碳的氧化物”专题，覆盖碳单质、一氧化碳和二氧化碳、碳排放影响及二氧化碳制取等核心考点，以“考情剖析-知识网络-考点解析-题型预测-分层练习”架构梳理知识联系，通过考点梳理（如碳单质结构与性质）、方法指导（如实验装置选择）、真题训练（结合广东中考真题）突破难点，体现复习系统性和针对性。 亮点在于融合科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养，设计跨学科实践活动（如基于碳中和理念设计低碳行动方案）和实验探究（如一氧化碳还原氧化铁实验分析），通过“考向预测+优题精选”保障复习效果，帮助学生建立知识应用能力，教师可依托分层练习和考情分析精准把控复习节奏，提升学生应考能力。

主题一 物质的性质与应用 专题02 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 3 03·考点解析·知识通关 4 考点一 碳单质 考点二 一氧化碳和二氧化碳 考点三 碳排放对生活的影响 考点四 二氧化碳的制取 跨学科实践活动1 基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 28 考点一 碳单质 考向01 碳单质物理性质及用途 考向02 碳单质化学性质 考向03 氧化铜的还原实验 考点二 一氧化碳和二氧化碳 考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 考向02 二氧化碳的性质实验 考点三 碳排放对生活的影响 考向01 二氧化碳对环境的影响 考向02 碳中和与低碳行动 考向03 自然界的碳循环 考点四 二氧化碳的制取 考向01 二氧化碳的实验室制取原理与装置及一般思路 考向02 二氧化碳的实验室制取装置、收集、检验、验满 05·优题精选·练能提分 46 考点要求 2025年 2024年 2023年 课标要求 碳单质 省卷T 广州T14、T16 深圳T 省卷T17 ① 认识碳的几种单质，掌握碳单质的物理和化学性质； ② 理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 一氧化碳和二氧化碳 省卷T9 省卷T18 广州T20 ① 了解二氧化碳的物理性质、化学性质及用途； ② 掌握一氧化碳的化学性质及用途； 碳排放对生活的影响 省卷T 广州T5 深圳T8 ① 了解二氧化碳与生活、环境间的关系及碳循环； ② 知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义。 二氧化碳的制取 深圳T5、T9、T10 广州T 深圳T13、 深圳T13、T14 ① 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； ② 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。 命题预测 广东中考考卷中，这部分的考点以选择题、科普题、实验题均有考查。预测以下几点： ① 在选择、填空题中以：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、低碳生活及碳循环考向为主 ② 实验题考查的命题点有：二氧化碳和一氧化碳化学性质的探究、二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验等 ③ 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。 考点一 碳单质 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 碳原子 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。 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；用于集成电路基板散热。 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 石墨 碳原子 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。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 C60分子 有特殊的物理性质 用于超导、催化、材料科学等领域 二、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。 3．活性炭、木炭的吸附性是物理性质。 三、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 2Cu+CO2↑（置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊） 常见应用：冶金工业。 2．实验：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＋2CuO2Cu＋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。 （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。 1．【新考法】（2025·广东深圳·一模）“见微知著，睹始知终”的智慧可用于化学学习。下图为碳单质的结构示意图，相关说法正确的是 A．六种碳单质都是由碳原子直接构成的 B．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 C．六种物质含有同种原子，但原子的排列方式不同 D．金刚石非常坚硬，除它之外，其余物质都能在氧气中燃烧 【答案】C 【详解】A、六种碳单质不都是由碳原子直接构成的，金刚石、石墨是由碳原子构成的，是由分子构成的，故A错误； B、石墨、石墨烯和石墨炔的物质结构不同，属于不同的物质，故B错误； C、六种物质含有同种原子（即碳原子），但原子的排列方式不同，导致物理性质差异较大，故C正确； D、虽然金刚石非常坚硬，也能在氧气中燃烧，故D错误； 故选：C。 2．【新情境】（2025·广东东莞·一模）石墨烯（C）是一种单层碳原子晶体，石墨烯的厚度只有，是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯具有优良的导电性、光学性和热传导性等，是目前人类已知强度最高的物质。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化，其工作原理如题图所示。 工业上可采用甲烷在高温和催化下分解制备石墨烯，同时产生氢气。 依据上文，回答下列问题。 （1）下列关于石墨烯的说法正确的是______。 A．石墨烯是由碳原子构成的 B．石墨烯在常温下的化学性质不活泼 C．石墨烯在任何条件下都不能燃烧 D．石墨烯和石墨是同一种物质 （2）石墨烯的物理性质有 （答一点）。 （3）石墨烯海水淡化膜允许 （填粒子符号）通过，该过程类似于 （填一种化学操作名称）操作，此过程为 变化。（填“物理”或者“化学”）。 （4）含有石墨烯纺织面料制成的衣服，在低温情况下对人体的好处是 。 （5）写出工业上制取石墨烯的化学方程式 。 【答案】(1)AB (2)优良的导电性（合理即可） (3) H2O 过滤 物理 (4)改善人体微循环系统，促进新陈代谢（合理即可） (5) 【详解】（1）A、石墨烯（C）是一种单层碳原子晶体，其是由碳原子构成的，故A正确； B、石墨烯属于碳单质，碳单质在常温下化学性质稳定，故B正确； C、石墨烯是碳单质，可以燃烧生成二氧化碳，故C错误； D、石墨烯和石墨的结构不同，不是同一种物质，故D错误。 故选AB； （2）不需要通过化学变化就能表现出来的性质属于物理性质，则石墨烯的物理性质有：具有优良的导电性、光学性和热传导性等，故填：优良的导电性（合理即可）； （3）根据图像可看出，石墨烯海水淡化膜允许水分子（H2O）通过，该过程类似于过滤操作，此过程中没有新物质生成，属于物理变化，故填：H2O；过滤；物理； （4）从材料可知，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢，故填：改善人体微循环系统，促进新陈代谢（合理即可）； （5）工业上可采用甲烷气体（CH4）在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气，反应的化学方程式为：，故填：。 考点二 一氧化碳和二氧化碳 一、一氧化碳 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+O22CO2 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 实验：一氧化碳还原氧化铁 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、氧化铜、澄清石灰水 实验原理 CuO＋COCu＋CO2 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 （1） 玻璃管内：黑色粉末逐渐变成红色。反应的化学方程式： CuO＋COCu＋CO2 （2） 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 （3） 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 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Cu在高温时会重新被氧化。 4.在CO还原CuO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。 （4）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。 二、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （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。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）与水反应：CO2+H2O===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===H2O+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↓+H2O，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）二氧化碳与水反应的实验探究 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。 3．二氧化碳的用途 （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。 4．一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 1．（2024·广东·中考真题节选）回答下列问题： ii.性质实验 操作 现象 性质 X为澄清石灰水时，现象为 CO2能与石灰水反应 X为 时，现象为 CO2能与水反应生成酸性物质 低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭 ；CO2不燃烧，也不支持燃烧 【答案】澄清石灰水变浑浊 紫色石蕊溶液 溶液变红色 CO2密度比空气大 【详解】ii.若X为澄清石灰水，澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀和水，故现象是：澄清石灰水变浑浊。二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，可以用紫色石蕊溶液检验，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，故填：紫色石蕊溶液；溶液变红色。将二氧化碳倒入烧杯中，观察到低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭，说明了二氧化碳密度比空气大；二氧化碳不燃烧、不支持燃烧； 2．（2023·广东广州·中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。    （1）制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。 （2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。 （3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。 ①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。 ②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。 （4）该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。    ①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”） ②图中：x＝ 。 ③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。 【答案】(1)C (2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (3) 反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解 (4) 800 33.6 4FeO Fe 【详解】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。 （2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 （3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。 ②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。 （4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。 ②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为，则x=33.6。 ③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。 考点三 碳排放对生活的影响 1．二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。 2．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。 3．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。 1．【新考法】（2025·广东汕头·一模）为了实现碳减排、碳中和目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施。 Ⅰ.碳捕捉和封存：该技术是实现这一目标的重要途径之一。流程如图1： （1）可以循环使用的物质A是 。 （2）捕捉室的氢氧化钠溶液采用浴霸喷淋，目的是 ；从微观的角度解释封存室气体变成液态的原因： 。 （3）已知：进入捕捉室的且真正被捕捉室吸收的质量为132g，则捕捉室中生成的碳酸钠质量是多少？（写出完整计算过程。） Ⅱ.化学吸收法： （4）将与碱性溶液发生反应，如图2所示，注入等体积的三种液体，测定烧瓶内的压强变化，得到图3，能反映出吸收二氧化碳效果最好的曲线对应的物质是_______（填字母）。 A． B．NaOH C． Ⅲ.光催化还原法：发生反应，该方法实现甲烷化。 （5）实紫外光验中测得催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图4。在，催化剂的催化效率下降，但甲烷生成速率反而加快，原因是 。 【答案】(1)CaO/氧化钙/生石灰 (2) 增大反应物间的接触面积，加快反应速率，提高吸收率 分子之间存在间隔或分子之间的间隔变小 (3)解：设捕室中生成的碳酸钠质量为x。 答：捕室中生成的碳酸钠质量为318g。 (4)B (5)温度比催化剂对甲烷的生成速率影响更大（其他合理即可） 【详解】（1）观察可知，煅烧炉中碳酸钙CaCO3高温分解生成氧化钙CaO和二氧化碳CO2，物质A参与了反应分离器中的反应，之后又在煅烧炉中生成，所以物质A是氧化钙CaO，它可以循环使用。 （2）捕捉室的氢氧化钠溶液采用浴霸喷淋，目的是增大氢氧化钠溶液与二氧化碳气体的接触面积，加快化学反应速率，从而使二氧化碳被充分吸收。 从微观角度来看，封存室气体变成液态，是因为分子间的间隔变小。在气态时，二氧化碳分子间间隔较大，当变为液态时，分子间的间隔减小。 （3）详见答案。 （4）A 、水也能吸收二氧化碳，但二氧化碳在水中的溶解度较小，吸收效果相对较差，压强变化不明显，A 错误。    B 、氢氧化钠是一种强碱，能与二氧化碳发生反应，吸收二氧化碳的能力较强，压强减小得较为显著。从图 3 中可以看到，曲线z对应的压强减小幅度最大，B 正确。    C 、 氢氧化钙也是碱，能与二氧化碳反应，但氢氧化钙在水中的溶解度很小，吸收二氧化碳的量有限，压强变化不如氢氧化钠溶液明显，C 错误。    故选B。 （5）在300 - 400℃这个温度区间，虽然催化剂的催化效率下降了，但是温度升高对反应速率的影响更为显著，所以甲烷生成速率反而加快。 2．（2025·广东广州·中考真题）化学在“低碳行动”中发挥着重要作用。一种用溶液对燃煤电厂排放的二氧化碳进行捕集和利用的方案如下： 注：“再生”是指 释放CO2后又变回K2CO3的过程。 （1）燃煤发电是将化学能最终转化为 。 （2）吸收塔中溶液发生反应的化学方程式是 。 （3）上述方案的相关举措中，体现低碳、循环发展理念的有___________。 A．使用高硫煤发电 B．设置热交换器 C．K2CO3循环再生 D．用粉煤灰制砖 （4）甲酸是一种重要的化工原料，分子微观示意图如图所示。请你设计一个由二氧化碳合成甲酸的化合反应，写出化学方程式 。 （5）某粉煤灰的主要成分如下表： 粉煤灰组成 MgO CaO Al2O3 SiO2 含量(质量分数) 2.0% 5.6% 20.4% 72.0% 往粉煤灰中加水制得湿料，再与CO2反应，制成粉煤灰砖以实现CO2的封存。该粉煤灰砖可看作是碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、二氧化硅的混合物，其组成可表示为： 。理论上100 吨粉煤灰可以封存 吨 CO2。(相对分子质量： MgO40    CaO56    Al2O3102    SiO260) 【答案】(1)电能 (2) (3)BCD (4) (5)6.6 【详解】（1）燃煤发电是将化学能最终转化为电能。 （2）由图示可知，吸收塔中发生的是与水、二氧化碳在40－50oC时反应生成KHCO3，反应的化学方程式。 （3）A、使用高硫煤发电会排放大量的二氧化硫、二氧化碳等气体，不能体现低碳发展理念，不符合题意。 B、设置热交换器，热交换器可以回收热量，提高能源的利用率，减少能源的消耗，从而间接减少二氧化碳的排放，能体现低碳发展理念，符合题意。 C、碳酸钾循环再生，实现了物质的循环利用，提高了资源的利用率，能体现循环发展理念，符合题意。 D、用粉煤灰制砖，将工业废弃物粉煤灰进行再利用，减少了废弃物的排放，同时实现了资源的循环利用，能体现低碳、循环发展理念，符合题意。 故选BCD。 （4）由化学反应前后原子种类不变可知，二氧化碳和氢气在一定条件下发生化合反应可生成甲酸，方程式为。 （5） 100 吨粉煤灰中含氧化镁质量为2t，含氧化钙质量为5.6t，由粉煤灰砖成分可知，氧化镁、氧化钙吸收二氧化碳转化碳碳酸镁、碳酸钙，氧化铝和二氧化硅没有吸收二氧化碳，由碳酸镁和碳酸钙的化学式可知，形成碳酸镁时氧化镁与二氧化碳质量比为40：44，则2t氧化镁封存二氧化碳质量为，形成碳酸钙时氧化钙和二氧化碳质量比为56：44，则5.6t氧化钙封存二氧化碳质量为， 即理论上100 吨粉煤灰可以封存2.2+4.4＝6.6吨CO2。 考点四 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 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3CaO+CO2↑ 装置 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 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。 三、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+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 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 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。 1．（2024·广东深圳·中考真题节选）俊宇想要做实验室制取二氧化碳实验： （1）实验室制取的方程式： ； （2）制取二氧化碳的发生和收集装置为 。（填序号） （3）干燥气体，从E中的 口通入。 【答案】(1) (2)BC (3)a 【详解】（1）实验室常用大理石和稀盐酸反应的方法制取二氧化碳，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （2）实验室常用大理石和稀盐酸反应的方法制取二氧化碳，选用固液常温型发生装置，故选B，二氧化碳的密度大于空气，能溶于水且能与水反应，故选用向上排空气法收集，故选C，故填BC； （3）使用E装置干燥二氧化碳气体，要使二氧化碳气体与浓硫酸充分接触，故从a口通入； 2．（2023·广东深圳·中考真题节选）实验室现有KMnO4，块状大理石，稀盐酸，棉花    （1）根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为 。 （3）实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴 （选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。 【答案】（1）块状大理石 （2）紫色石蕊溶液 【详解】（1）根据现有药品选用块状大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应制取CO2，碳酸钙与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； （2）根据酸性溶液可以使紫色石蕊变红，酸性溶液不能使无色酚酞变色，所以取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴紫色石蕊溶液，溶液变红，则溶液显酸性。 跨学科实践活动1• 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1．（24-25九年级上·广东惠州·期末）某学习小组对二氧化碳的来源、性质、吸收等开启了“低碳行动“项目化学习探究之旅。 （1）主题一：探究家庭中二氧化碳的来源 【实验设计】 同学用两个相同的塑料瓶分别收集了炒菜前后灶台旁的气体。放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。(在阳光照射下，富含二氧化碳气体的封闭环境比在普通空气环境中升温更快) 【实验现象】 红墨水水柱向 边移动。(填“左”或“右”)。 【实验结论】 炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。 （2）主题二：探究CO2的性质 操作 现象 性质 X为澄清石灰水时，现象为 CO2能与石灰水反应， 化学方程式为 X为紫色石蕊溶液时，现象为 CO2能与水反应生成 低处的蜡烛先熄灭， 高处的蜡烛后熄灭 ； CO2不燃烧，也不支持燃烧 【实践活动】 老师提供了自制汽水的标准配方：小苏打1.5g，柠檬酸1.5g，白糖10g，凉开水400mL。为改善口感，小组对标准配方进行了如下调整：增加小苏打、柠檬酸的用量，使汽水中的CO2更多，但可能会引发的问题是 。 A．汽水甜度过大    B．制作过程中，造成液体喷出    C．打开瓶盖时，瓶盖弹出伤人 （3）主题三：迈向碳中和 低碳途径 低碳行动具体措施 减少二氧化碳的排放 减少使用化石燃料，更多使用清洁能源。 促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用植物的 吸收大气中的CO2. 【答案】(1)左 (2) 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 紫色石蕊溶液会变红 碳酸/H2CO3 CO2密度比空气大 BC/CB (3)光合作用 【详解】（1）通过该实验现象及实验设计可知炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳，根据 “炒菜后空气中二氧化碳含量增多” 以及结合实验装置可知，右侧气体中二氧化碳含量高，在阳光照射下温度升高得快，压强增大，会将红墨水水柱向左推动，故红墨水水柱向左边移动；故答案为：左。 （2）主题二： 当X为澄清石灰水时，因为二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，所以观察到的现象是澄清石灰水会变浑浊，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O； 当X为紫色石蕊溶液时，因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，所以观察到的现象是紫色石蕊溶液会变红； 低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭，这表明CO2不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大； 实践活动： 增加小苏打、柠檬酸的用量会使产生的二氧化碳增多，在制作过程中可能会因为内部气压过大而造成液体喷出，打开瓶盖时，也可能因为气压过大导致瓶盖弹出伤人，而不是汽水甜度过大（因为增加的是小苏打和柠檬酸的量，不是白糖量）；故选： BC。 （3）植树造林，利用植物的光合作用（吸收二氧化碳释放氧气）吸收大气中的CO2。 2．（2025·广东深圳·二模）实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环。(如图1所示) （1）图1为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 (填序号)。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备。(如图2所示) （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。 （3）若要测量生成的二氧化碳气体体积，与d管连接的导管序号是 。 【活动三】探究二氧化碳的捕捉和封存。 （4）碳捕捉：我国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯()和水(化学反应方程式为)，利用该方法转化2.2t二氧化碳，可生产乙烯的质量是 。 【答案】(1)①②③⑤ (2) (3)b (4)解：设可生产乙烯的质量为x。 答：可生产乙烯的质量为0.7t。 【知识点】自然界碳循环、制取二氧化碳的原理、不含杂质的化学方程式计算、化学方程式的书写 【详解】（1）图中向大气中释放二氧化碳的途径有：①动物呼吸作用、②生物的分解作用、③植物的呼吸作用、④光合作用是消耗二氧化碳释放氧气、⑤化石燃料的燃烧，故填①②③⑤； （2）实验室制取二氧化碳是用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙CaCO3）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）二氧化碳的密度小于水，若要测量生成的二氧化碳气体体积，应短管进气，长管排水，排出水体积等于通入气体体积，与d管连接的导管序号是b； （4）见答案。 3．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环 （1）碳循环中的“碳”指的是 ，右图为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 （填序号），碳循环过程中发生的是 （填“物理变化”或“化学变化”）。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备 （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 ；使用上图装置C作为制取的发生装置的优点是 （答一点），若实验过程中关闭右侧止水夹，可观察到的现象是 。 （3）若用装置A和B测量生成二氧化碳气体体积时接口顺序为发生装置→ → →d（填导管口字母），装置A中植物油的作用是 。 【活动三】探究二氧化碳溶解能力的影响因素 实验1：标准大气压下，向试管中分别加入自制的无色碳酸饮料100mL，大烧杯中加入不同温度的水，小烧杯中加入适量澄清石灰水。 实验装置 实验序号 大烧杯内水温度 试管中现象 澄清石灰水的现象 实验① 0℃ 产生气泡速率缓慢 不浑浊 实验② 20℃ 产生气泡速率适中 不浑浊 实验③ 90℃ 产生气泡速率很快 变浑浊 （4）由实验1得到的结论是：温度升高，二氧化碳的溶解能力 （填“变大”、“变小”或“不变”）；小组同学建议：制好碳酸饮料后应 （填“低温”、“高温”或“常温”）保存。 实验2：室温下，向试管中分别加入自制无色碳酸饮料100mL（针筒体积为100mL）。 实验装置 实验序号 注射器活塞的位 置试管中产生气泡的速率 实验④ 不拉动活塞 适中 实验⑤ 向上拉活塞到25mL 变快 实验⑥ 向上拉活塞到50mL 变得更快 （5）由实验2可知、压强增大，二氧化碳的溶解能力 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 实验3：烧瓶中收集250mL的气体，分别加入50mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化（加入液体前烧瓶内压强为104.20kPa，实验过程中保持温度恒定）。 实验操作 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验⑦ 水 104.98kPa 实验⑧ 盐酸 106.67kPa 实验⑨ 小苏打溶液 103.40kPa （6）通过实验⑦数据可知，1体积水大约能溶解 （填整数）体积。 （7）根据实验3分析可知，收集选用排 液体效果更好。 【活动四】探究二氧化碳的捕捉和封存 （8）“碳捕捉”：中国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯（）和水，利用该方法转化176L二氧化碳，可生产乙烯的质量为 g（标准状况下，二氧化碳的密度约为2g/L）。 （9）“碳封存”目前正在研究的技术之一是海洋封存，利用庞大的水体使海洋成为封存的容器。海洋封存中会发生的反应化学方程式是 。 （10）“碳捕捉和碳封存”的意义是 。 （11）为了实现“碳达峰”“碳中和”的目标，我们都应该加入低碳行动的行列。下列行动符合低碳行动的是_______（填字母）。 A．使用一次性筷子 B．纸张双面使用 C．乘坐公交出行 D．购买新能源汽车 【答案】（1） 碳元素 ①②③⑤ 化学变化 （2） 可以控制反应的发生和停止（或废物利用） 瓶内液体被压入去底塑料瓶中，固液分离，反应停止 （3） 0 b 隔离水和二氧化碳，防止二氧化碳溶于水或与水反应 （4） 变小 低温 （5）变大 （6）1 （7）盐酸 （8）112 （9） （10）减缓温室效应加剧（合理即可） （11）BCD 【详解】（1）碳循环中的“碳”指的是碳元素，故填：碳元素； 由图可知，向大气中释放二氧化碳的途径为：①②③⑤； 碳循环过程中有新物质生成，属于化学变化； （2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，故方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； 用上图装置C作为制取的发生装置，关闭止水夹，内部气体增多，压强增大，液体被压入去底塑料瓶中，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体排出，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； 关闭右侧止水夹，现象为：瓶内液体被压入去底塑料瓶中，固液分离，反应停止； （3）A装置中水表面有一层植物油，能将二氧化碳与水隔绝，防止二氧化碳溶于水或与水反应，故可以用于收集二氧化碳，二氧化碳密度比水小，气体应短进长出，气体从c进入，将水从b排出，故接口顺序为发生装置→c→b→d； （4）实验1中，温度不同，其它因素相同，且温度越高，试管中产生气泡的速率越快，说明温度升高，二氧化碳的溶解能力变小； 温度升高，二氧化碳的溶解能力变小，故制好碳酸饮料后，应低温保存； （5）实验2中，向上拉活塞，压强减小，试管中的产生气泡的速率变慢，说明压强增大，二氧化碳溶解能力变大； （6）由实验⑦可知，加入50mL水，最终压强与实验前压强几乎相同，说明1体积水约能溶解1体积CO2； （7）由表可知，在相同条件下，二氧化碳在小苏打的水溶液、水、盐酸中压强依次增大，说明溶解性依次减小，故选用排盐酸液体收集二氧化碳效果更好； （8）将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯（）和水，方程式为：，176L二氧化碳质量为176L×2g/L=352g，设乙烯的质量为x （9）海洋封存二氧化碳过程中二氧化碳与水反应生成碳酸，方程式为：； （10）二氧化碳是温室效应的主要气体，“碳捕捉和碳封存”能减缓温室效应加剧； （11）A、使用一次性筷子，造成资源浪费，造成树木被砍伐，不符合低碳理念，选项错误； B、纸张双面使用，节约资源、能源，减少对树木的砍伐，符合低碳理念，选项正确； C、乘坐公交出行，减少私家车使用，减少化石燃料的燃烧，符合低碳理念，选项正确； D、购买新能源汽车，减少使用燃油车，减少化石燃料的燃烧，符合低碳理念，选项正确； 故选BCD。 考点一 碳单质 ►考向01 碳单质物理性质及用途 【典例】（2025·广东茂名·三模）（2025·广东茂名·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是 A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同 B．根据上述用途可推测金刚石硬度大 C．水转化为“热冰”过程中分子体积变小 D．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 【答案】C 【详解】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列方式不同，导致它们的物理性质存在明显差异，故选项说法正确； B、金刚石用于“对顶砧”技术，可推测其硬度大，故选项说法正确； C、水转化为“热冰”过程中，是分子间的间隔变小，而不是分子体积变小，故选项说法错误； D、“热冰”和水都是由水分子构成，同种分子，化学性质相同，故选项说法正确； 故选：C。 【变式】（2025·广东东莞·二模）天然采集的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。金刚石属于 A．单质 B．化合物 C．混合物 D．氧化物 【答案】A 【详解】A、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质，正确； B、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，错误； C、金刚石是由一种物质组成的，属于纯净物，错误； D、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不属于氧化物，错误； 故选A。 ►考向02 碳单质化学性质 【典例】（2025·广东河源·二模）《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑（ ） A．是黑色固体 B．具有吸附性 C．常温下性质稳定 D．具有还原性 【答案】C 【解析】A、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳是黑色固体无关，故选项错误； B、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的吸附性无关，故选项错误； C、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，故选项正确； D、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的还原性无关，故选项错误。 故选C。 【变式】（2025·广东深圳·一模）阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1。其中，石墨与金刚石虽物理性质有较大差异，但石墨可在一定条件下转化成为金刚石。 从石墨中分离出单层的石墨片，被称为石墨烯。石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，将石墨烯加入纺织面料中可起到保暖效果。将石墨烯向内卷起，又得到了一种管状结构的碳原子簇——碳纳米管。研究发现，碳纳米管是所有材料中“比强度”最高的。比强度越高，表明达到相应强度所用的材料质量越轻。 表1 几种不同物质的比强度 材料 混凝土 橡胶 尼龙 不锈钢 碳纳米管 比强度 5.22 16.3 69.0 254 46268 碳纳米管具有优良的力学、电学和化学性能。研究人员用碳纳米管修饰的石比强度墨作为电极材料，通过电解法去除溶液中的硝酸根离子（），比较了在酸性、中性和碱性三种条件下硝酸钠溶液中的去除效果，其结果如图2。 （1）生活中或实验室活性炭可用于（写1种即可）。由图1可知活性炭属于______（填序号）。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （2）石墨在一定条件下可转化成金刚石，此过程为 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）由表1推测，达到相同强度所用材料质量最轻的是 。 （4）由图2可知，在 条件时，硝酸钠溶液中去除率最高。 （5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”） ①可在纺织面料中添加石墨烯，达到防寒保暖的效果。 ②碳纳米管由碳原子构成。 【答案】(1)A (2)化学 (3)碳纳米管 (4)酸性 (5) 对 对 【详解】（1）由图1可知活性炭属于无定形碳，故选A； （2）石墨在一定条件下可转化为金刚石，石墨和金刚石为不同物质，故该过程为化学变化； （3）由表1可知，碳纳米管是所有材料中“比强度”最高的。比强度越高，表明达到相应强度所用的材料质量越轻。达到相同强度所用材料质量最轻的是碳纳米管； （4）由图2可知，在酸性条件时，硝酸钠溶液中去除率最高； （5）①由题文信息知，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，将石墨烯加入纺织面料中可起到保暖效果，故说法正确； ②由题文信息知，将石墨烯向内卷起，又得到了一种管状结构的碳原子簇——碳纳米管，故碳纳米管由碳原子构成，故说法正确。 ►考向03 氧化铜的还原实验 【典例】【数字传感器】（2025·广东深圳·一模）兴趣小组的同学开展“碳还原氧化铜”的探究活动。 资料：碳与氧化铜反应得到的固体中可能含有少量的红色氧化亚铜（Cu2O）固体，Cu2O能与稀硫酸发生反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu。 实验一：反应物碳的选择 同学们利用刚烘干的活性炭粉末、木炭粉末分别与氧化铜粉末进行反应（如图1，玻璃丝可使固体粉末铺匀），实验中可能会有一氧化碳产生，同学们用传感器检测，数据如图2、图3（cm3/m3表示有毒气体浓度，数值越大，有毒气体浓度越高）。 （1）实验前必须检查图1装置的气密性，操作方法为 。 （2）结合碳还原氧化铜的反应条件，分析图1中金属网罩的作用是 ，气球的作用为 。 （3）球形干燥管始终浸没在液面以下的原因是 。 （4）对比图2、图3中活性炭粉末和木炭粉末分别与氧化铜反应过程中产生一氧化碳的情况，在确保实验现象明显的基础上，应尽量减少一氧化碳的产生应择的反应物碳为 。 实验二：反应物质量对实验的影响 碳与氧化铜的质量比不同，产生的实验现象也不同。同学们利用实验一最终选择的反应物按图1装置进行实验，针对不同反应物质量比出现的实验现象记录如表1： 表1  碳与氧化铜不同质量比的实验记录 碳与氧化铜的质量比 1:6.7 1:10.6 1:13.3 实验现象 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 偶尔红热，有气泡，澄清石灰水变浑浊 实验结果 有较多黑色粉末 亮红色金属光泽 暗红色粉末 （5）分析上述实验结果，可得出该反应中碳与氧化铜的最佳质量比为 。 （6）理论上碳与氧化铜充分反应的质量比约为1:13.3，但实验中碳的用量比理论上要多，原因可能是 。 实验三：碳与氧化铜反应后的固体成分 （7）将图1实验中的试管冷却后，观察到黑色固体全部变为红色。取3.6g红色固体于试管中， 滴加足量稀硫酸，充分反应，观察到 ，时，再将试管中的物质过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，若称得滤渣的质量为mg，当 （填m的范围）时，则红色固体是Cu和Cu2O的混合物。 【答案】(1)连接装置，微热试管，观察到气球膨胀，停止加热一段时间后气球恢复原状，说明装置气密性良好 (2) 集中火焰 提高温度收集尾气和缓冲气压（答案不唯一，合理即可） (3)防止生成的铜再次被氧化（答案不唯一，合理即可） (4)活性炭粉末 (5)1:10.6 (6)碳会与空气中的氧气反应/生成的二氧化碳在高温条件下会与碳反应 (7) 红色固体部分溶解，溶液变蓝 1.6<m<3.6 【详解】（1）检查装置气密性通常根据密闭装置内的气压变化进行检测。连接装置，微热试管，观察到气球膨胀，停止加热一段时间后气球恢复原状，说明装置气密性良好。 （2）酒精灯火焰处加金属网罩，其作用是集中火焰，提高温度； 一氧化碳有毒，逸散到空气中会造成空气污染，且反应有气体生成，可能因气压过大导致橡胶塞弹出，气球的作用是收集尾气、缓冲气压等。 （3）根据实验目的分析，球形干燥管始终浸没在液面以下是为了防止生成的铜再次被氧化，也可以使CO2与澄清石灰水充分接触，反应现象更明显等。 （4）分析图2、图3信息，使用活性炭粉末进行实验时，产生一氧化碳量少，因此，应选择的反应物为活性炭粉末。 （5）分析表格内容，实验结果为“亮红色金属光泽”为最佳结果，此时碳与氧化铜的最佳质量比为1:10.6，故填写：1:10.6。 （6）碳会与空气中的氧气反应或生成的二氧化碳在高温条件下也会与碳反应，均会导致实际实验中碳的用量偏大。 （7）由结论可知，红色固体是铜和氧化亚铜的混合物，根据资料可知，氧化亚铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和铜，铜和稀硫酸不反应，取3.6g红色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，充分反应，观察到的现象为红色固体部分溶解，溶液变蓝。 采用极值法分析，假设红色固体全部是铜，则所得滤渣为铜，即m=3.6，假设红色固体全部是氧化亚铜，假设3.6g氧化亚铜完全反应生成铜的质量为m，，此时m=1.6，故当1.6<m<3.6时，红色固体是铜和氧化亚铜的混合物，故填写：1.6<m<3.6。 【变式】【新考法】（2025·广东揭阳·二模）化学方程式中包含很多的信息。关于反应的说法中正确的是（ ） A．反应后试管中固体质量减少，不遵守质量守恒定律 B．碳与氧化铜是反应物，参加反应的质量比为3∶20 C．反应前后各种元素的化合价都发生变化 D．该反应中表现出碳具有还原性 【答案】D 【解析】A、反应后试管中固体质量减少，是因为生成的二氧化碳气体逸出，该反应属于化学变化，遵守质量守恒定律，故A说法错误； B、碳与氧化铜是反应物，参加反应的质量比为12：（2×80）=3：40，故B说法错误； C、该反应中，反应前碳元素的化合价为0，铜元素为+2价，氧元素为-2价，反应后碳元素为+4价，铜元素的化合价为0，氧元素为-2价，故该反应前后铜、碳元素的化合价发生改变，氧元素的化合价不变，故C说法错误； D、该反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，具有还原性，故D说法正确； 故选：D。 考点二 一氧化碳和二氧化碳 ►考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 【典例】（2025·广东广州·三模）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是 A．碳的单质都是黑色固体 B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式相同 C．二氧化碳用于灭火，仅与化学性质有关 D．一氧化碳能燃烧，是水煤气的主要成分 【答案】D 【详解】A、碳的单质包括金刚石、石墨、C60等。金刚石是无色透明的固体，石墨是灰黑色固体。因此，并非所有碳单质都是黑色固体。A错误。 B、金刚石和石墨是碳的同素异形体，但碳原子排列方式不同，金刚石中碳原子排列成正四面体结构，石墨中碳原子排列成层状六边形结构。这种排列差异导致两者性质不同（如硬度、导电性）。B错误。 C、二氧化碳用于灭火，一方面是因为它不支持燃烧（化学性质），另一方面是因为其密度比空气大，能覆盖在燃烧物表面隔绝空气（物理性质）。因此，灭火作用不仅与化学性质有关，还涉及物理性质。C错误。 D、一氧化碳（CO）具有可燃性，燃烧时生成二氧化碳。水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭反应制得的气体，主要成分是一氧化碳和氢气，因此一氧化碳是水煤气的主要成分之一。D正确。 故选D。 【变式1】（2025·广东·二模）某同学描述了某化学符号的部分意义：①表示该物质由碳、氧元素组成；②表示一个分子由两个原子构成。下列有关该化学符号代表的物质的说法正确的是 A．该物质中碳元素化合价为+4 B．该物质属于空气污染物 C．该物质为有刺激性气味的气体 D．该物质易溶于水 【答案】B 【分析】该物质由碳、氧元素组成，且每个分子由两个原子构成，故该物质为一氧化碳，化学式为：CO。 【详解】A、一氧化碳中氧元素显-2价，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得碳元素显+2价，不符合题意； B、一氧化碳有毒，属于空气污染物，符合题意； C、一氧化碳是无色无味的气体，不符合题意； D、一氧化碳难溶于水，不符合题意。 故选B。 【变式2】【新考法】（2025·广东广州·二模）下列有关碳及其化合物的说法正确的是 A．mg金刚石和mg石墨所含原子个数相同 B．实验室常用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳 C．用点燃的方法除去中混有的少量CO D．舞台“烟雾缭绕”的效果主要是通过溶于水达成的 【答案】A 【详解】A、金刚石和石墨都是碳元素组成的同素异形体（同种元素组成的不同单质），由于它们都由碳原子构成，且碳原子质量相同，因此相同质量的金刚石和石墨所含碳原子个数相同，故A正确； B、实验室制取二氧化碳通常使用块状石灰石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸，而不是稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止反应继续进行，导致反应速率减慢或停止，故B错误； C、一氧化碳具有可燃性，点燃时能与氧气反应生成二氧化碳，但二氧化碳不支持燃烧，使少量CO难以点燃，故C错误； D、舞台烟雾效果通常利用干冰（固体二氧化碳）升华（固体直接变为气体）时吸收大量热，使周围水蒸气冷凝成小液滴，形成雾状效果，二氧化碳溶于水生成碳酸，不会产生明显烟雾，故D错误。 故选A。 ►考向02 二氧化碳的性质实验 【典例】（2025·广东云浮·一模节选）实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。 主题二：认识CO2的性质 如图是小组同学绘制的CO2性质思维导图的一部分，请补全相关内容。 、 、 、 、 。 【答案】溶液变红 不能燃烧也不支持燃烧 蜡烛燃烧放热，倾倒二氧化碳过慢，二氧化碳气体受热后逸散出烧杯 还原 【详解】①CO2能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，则实验现象是溶液变红； ②二氧化碳能够使燃烧的蜡烛熄灭，说明二氧化碳的化学性质是不能燃烧也不支持燃烧； 问题分析：蜡烛燃烧放热，倾倒二氧化碳过慢，二氧化碳气体受热后逸散出烧杯，可能导致两支蜡烛都没熄灭； ③澄清石灰水有效成分为Ca(OH)2，CO2能与Ca(OH)2反应生成碳酸钙沉淀、水，导致澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：； ④CO2能与碳在高温条件下反应生成CO，碳能夺取CO2中的氧，体现碳的还原性。 【变式】（2025·广东佛山·二模节选）兴趣小组设计了一套CO2的制备和性质探究于一体的实验装置。请回答下列问题： ii.CO2性质探究、 填空： 操作 现象 结论 打开K1，关闭K2，向烧瓶中注入稀盐酸 烧瓶内产生气泡，烧杯中澄清石灰水 大理石与盐酸反应产生CO2，写出该反应方程式 关闭K1，打开K2和K3，a为干燥的紫色石蕊试纸，b为湿润的紫色石蕊试纸 观察到硬质玻璃管中 说明二氧化碳与水反应生成了碳酸。 将燃着的木条分别放在塑料瓶上、下端的瓶口 下端的木条先熄灭 说明CO2 ，不能燃烧也不支持燃烧。 加热硬质玻璃管 可观察到变色的石蕊试纸变回紫色 说明 【答案】变浑浊 a处试纸不变红，b处试纸变红 密度比空气大 碳酸不稳定 【详解】打开K1，关闭K2，向烧瓶中注入稀盐酸，稀盐酸和大理石反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：，二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，所以烧瓶内产生气泡，烧杯中澄清石灰水变浑浊； 二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，闭K1，打开K2和K3，干燥的紫色石蕊试纸不变红，湿润的紫色石蕊试纸变红，说明二氧化碳与水反应生成了碳酸； 下端的木条先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧； 加热硬质玻璃管，碳酸分解生成二氧化碳和水，可观察到变色的石蕊试纸变回紫色，说明碳酸不稳定； 考点三 碳排放对生活的影响 ►考向01 二氧化碳对环境的影响 【典例】（2025·广东潮州·一模）下列能产生温室效应的气体是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂等。 【详解】A、一氧化碳使人中毒，不是产生温室效应的气体，故A不符合题意； B、氮气不是产生温室效应的气体，故B不符合题意； C、二氧化碳是产生温室效应的气体，故C符合题意； D、氦气不是产生温室效应的气体，故D不符合题意。 故选：C。 【变式】（2025·广东揭阳·一模节选）（1）由于人类的生产和生活(如下图)消耗大量的化石能源，导致大气层的二氧化碳急剧增加，二氧化碳过多会引起的环境问题是： 。 （2）实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，对于推动经济高质量发展、建设美丽中国具有重要意义。以下方法可以减少大气层的二氧化碳： ①绿色植物等的 可以减少空气中的二氧化碳； ②对产生的进行分离、回收，即二氧化碳的捕集、封存与利用。地质封存：将二氧化碳气体压缩成液态或固态，然后压入地层深处。从微观角度解释，二氧化碳气体能被压缩成液态或固态的原因是 。 【答案】（1）温室效应(全球变暖) （5） 光合作用 分子之间有间隔 【详解】 （1）CO2是能造成温室效应的气体，CO2排放过多会引起温室效应，进而使全球气候变暖。故填：温室效应（或全球变暖，答案合理即可）。 （2）①绿色植物通过叶绿体和光照进行光合作用，CO2和H2O是光合作用的原料，所以绿色植物能减少空气中的CO2。②从微观角度看，气体体积被压缩，是分子间的间隔变小了，因此CO2能被压缩为液态或者固态的原因是：分子间存在间隔。故填：分子之间有间隔。 ►考向02 碳中和与低碳行动 【典例】（2025·广东汕头·二模）CO2捕获、利用与封存技术(CCUS) 是实现碳中和目标的重要手段。CO2捕集方法可分为物理捕碳和化学捕碳，其中利用活性炭、沸石等对CO2进行吸收是目前研究的热点，两者吸附机理相似。 2024年科学家合成了一种新型CO2捕集材料COF (如图1)，具有疏松多孔的结构，能对空气中的 CO2实现循环捕捉，其效率为传统捕集方法的3倍，如图2为25℃时，不同空气湿度时，COF材料对 CO2的吸收量。 碳酸钾与H2O和CO2反应生成碳酸氢钾的原理也可用于CO2的吸收，得到的碳酸氢钾溶液只需加热至140℃就可释放出CO2，同时产生碳酸钾以便循环使用。CO2的利用途径多样，可直接加压液化使用，也可合成甲醇、尿素、碳酸盐等。 依据上文，回答问题。 （1）采用沸石对CO2进行吸收属于 (填“物理”或“化学”)捕碳。 （2）COF 能作为捕碳材料的原因是具有 的结构，相对于传统捕集方法，COF捕集具有的优点是 。 （3）由图2数据可知，当温度为25℃，空气湿度为 时 ，COF 捕集CO2效率最高。 （4）用碳酸钾吸收二氧化碳的化学方程式为： 。 （5）从微观角度解释，CO2能被加压液化的原理是： 。 （6）写出一条生活中助力实现碳中和目标的做法： 。 【答案】(1)物理 (2) 疏松多孔 能循环捕捉CO2，效率为传统捕集方法的3倍 (3)75% (4) (5)分子之间存在间隔，受压后，分子之间的间隔变小 (6)乘坐公共交通出行（合理即可） 【详解】（1）采用沸石对CO2进行吸收，只是将二氧化碳吸附在沸石的表面。无新物质生成，属于物理捕碳； （2）由题干信息可知，COF 能作为捕碳材料的原因是具有疏松多孔的结构； 由题干信息可知，相对于传统捕集方法，COF捕集具有的优点是：能对空气中的 CO2实现循环捕捉，其效率为传统捕集方法的3倍； （3）由图2可知，当温度为25℃，空气湿度为75%时 ，COF 捕集CO2效率最高； （4）由题干信息可知，碳酸钾用于吸收二氧化碳的反应为碳酸钾与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钾，该反应的化学方程式为：； （5）从微观角度解释，CO2能被加压液化的原理是：分子之间存在间隔，受压后，分子之间的间隔变小； （6）生活中助力实现碳中和目标的做法：乘坐公共交通出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放。 【变式】（2025·广东深圳·一模）阅读下列短文，回答问题。 “碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一。“碳捕捉技术”是指将工业中产生的CO2分离出来进行储存和利用的工艺和技术。“碳封存技术”是指将CO2捕捉、压缩后长期储存。目前正在研究的技术有:海洋封存-利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器;地质封存将CO2注入特定的地层等。被封存的CO2有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等，以此消除资源的浪费。我国正以超世界一流的目光发展经济，完善环保体制。 （1）根据二氧化碳的性质，可用水和某些溶液来“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小江同学设计了如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3 所示。(已知：)图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液，则X的数值为 。 （2）分析图3 可知在此实验中“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (选填“甲”或“乙”或“丙”)，写出乙瓶中的化学反应方程式: 。 （3）将CO2封入蓄水层中发生反应的化学方程式为 。 （4）有学者对海洋封存 CO2 的方法提出质疑，你认为海洋封存 CO2 对海洋环境可能造成的影响是 。(写一条即可)。 【答案】(1)30 (2) 丙 (3) (4)使海水酸性增强，影响海洋生物的生存（合理即可） 【详解】（1）在对比实验中，要控制单一变量，即只有试剂种类不同，其他条件应相同。甲、乙注射器内液体体积都是30mL，所以丙中X的数值也应为30。 （2）从图 3 可知，丙曲线压强下降幅度最大，说明瓶内二氧化碳被消耗得最多，即氢氧化钠溶液 “捕捉” 二氧化碳的效果最好； 乙瓶中是二氧化碳和澄清石灰水（氢氧化钙溶液）反应，生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为。 （3）将CO2封入蓄水层中，二氧化碳能和水反应生成碳酸，化学方程式为。 （4）二氧化碳和水反应生成碳酸，会导致海水酸性增强，可能会影响海洋生物的生存环境，对海洋生物的生存造成威胁。 ►考向03 自然界的碳循环 【典例】（2025·广东广州·二模）关于自然界中碳循环、氧循环，下列说法正确的是 A．植物呼吸作用吸收二氧化碳 B．化石燃料燃烧会降低空气中氧气的含量 C．CO2的循环导致了酸雨 D．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 【答案】D 【详解】A、植物呼吸作用是吸收氧气，释放二氧化碳，故说法错误； B、化石燃料燃烧会消耗氧气，产生二氧化碳等，但空气中氧气的含量基本不变，因为光合作用还会消耗二氧化碳，生成氧气，故说法错误； C、导致酸雨的主要是二氧化硫、氮氧化物等的排放，不是CO2的循环，CO2过多会导致温室效应，故说法错误； D、绿色植物通过光合作用，将二氧化碳和水转化为有机物，同时将太阳能转化成化学能储存起来，故说法正确。 故选D。 【变式】（2025·广东汕头·二模）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大本要循环。    请结合图示回答相关问题： （1）化石燃料主要包括 、石油和天然气；从物质分类角度看，属于 。 （2）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （3）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能；在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （4）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示：        则反应的化学方程式为 。 【答案】（1）煤 氧化物（非金属氧化物或化合物） （2）水 （3）化学 反应条件不同 （4） 【解析】（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气；二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物，又是由氧元素和碳元素组成的化合物，又属于氧化物，由于碳元素是非金属元素，所以又属于非金属氧化物。故填：煤；氧化物（非金属氧化物或化合物）。 （2）“水循环”主要是由水分子的运动引起的，发生的是物理变化；自然界“碳循环”中的“碳”是指二氧化碳发生的化学变化；“氧循环”是指氧气发生的化学变化。所以以物质变化及分子角度看，水循环与另外两种循环有本质区别。故填：水。 （3）绿色植物在光照的条件下，水和二氧化碳共同作用，生成植物生长所需要的养分，同时放出氧气。因此植物光合作用是将太阳能转化为化学能；在⑤中绿色植物在光照的条件下，水和二氧化碳共同作用，生成植物生长所需要的养分，同时放出氧气。在⑦中二氧化碳常温下和水反应生成碳酸，即在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是反应条件不同。故填：化学；反应条件不同。 （4）据微观示意图可知，甲是H2，乙是CO2，丙是CH3OH，丁是H2O。即H2与CO2在催化剂作用下，生成CH3OH和H2O。反应的化学方程式为。 考点四 二氧化碳的制取 ►考向01 二氧化碳的实验室制取原理与装置及一般思路 【典例】（2025·广东清远·二模）下列关于实验室制取气体的常见操作，不合理的是 A．制的试剂 B．制的发生装置 C．检查气密性 D．收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水，能选择大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，故选项合理； B、加热高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花，防止粉末状物质进入导管，且试管口应该略向下倾斜，防止水蒸气冷凝回流炸裂试管，故选项合理； C、装置中长颈漏斗下端管口已经液封，检查气密性的操作是向右拉活塞，锥形瓶内部气压减小，大气压将空气压入瓶中，则导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，故选项合理； D、二氧化碳的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，因此用多功能瓶收集时，二氧化碳应从长管通入，空气从短管排出，图示操作错误，故选项不合理； 故选D。 【变式】（2025·广东揭阳·一模节选）用下列装置完成初中化学最常见的气体的制取及性质实验。 （1）用高锰酸钾制取并收集较干燥的氧气，应选择的装置组合(上图)是 (填序号)，该装置需要做怎样的改进： ，反应的化学方程式是 。 （2）如果用排水法收集，当 时开始收集；如果要收集并测量的体积，应选用的装置(下图)是 (填“A”、“B”或“C”)。 （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，用上图B装置制取二氧化碳，应将大理石放在 (选填“a”、“b”或“c”)处。 【答案】(1) AC 在试管口放一团棉花 (2) 气泡连续均匀冒出 C (3)b 【详解】（1）高锰酸钾制氧气需要加热，选用发生装置A，要求收集干燥的氧气，则不能用排水法，只能用向上排空气法，选用收集装置C，则装置组合为AC。A中试管口没有棉花，高锰酸钾粉末可能会在加热时随热气流进入导管，因此需要在试管口放一团棉花，反应方程式为： 故填：AC；在试管口放一团棉花；。 （2）排水法收集氧气，需要等气泡连续均匀地从导管口冒出时开始收集，否则刚开始收集的是装置内的空气，导致收集的氧气不够纯。若要测量收集O2的体积，则需要将O2收集到瓶中，同时将水排至量筒，这样进入量筒的水的体积就是收集O2的体积，由于气体的密度比水要小，因此要将O2从短导管通入，同时水从下侧长导管口排出，因此选用C装置。 故填：气泡连续均匀冒出；C。 （3）B装置可利用多孔隔板和止水夹来实现固液分离，当关闭止水夹时，试管内产生的气体变多，压强变大，液体会被压入长颈漏斗，当液面降至多孔隔板以下时，可以使液体与多孔隔板上的固体分离开，从而使反应停止，当再次打开止水夹时，气体会进入导管，压强恢复，液体重新与固体接触，反应又会开始进行，因此利用B装置能随时控制反应发生或停止，固体需要放置在多孔隔板上。 故填：b。 ►考向02 二氧化碳的实验室制取装置、收集、检验、验满 【典例】【新考法】（2025·广东广州·二模）CO2的制备和性质，下列说法不正确的是 A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升 B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口 C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好 D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积 【答案】B 【详解】A、关闭 B 装置中的活塞，反应产生气体，装置内压强增大，会将液体压入长颈漏斗，使长颈漏斗中液体上升，该选项说法正确； B、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集。用 C 装置收集二氧化碳时，从 m 口进气，n 口出气，验满时燃着木条应放在 n 口，若木条熄灭，说明已收集满，该选项说法错误； C、由图 2 可知，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，不同浓度的NaOH溶液对应的压强下降幅度不同。相同条件下，浓度越高，参与反应的物质越多，说明氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好，该选项说法正确； D、用图 3 测定生成二氧化碳体积时，有气泡产生时，装置甲内气压增大，会将装置乙中的水推入到装置丙中，因此需要马上收集，才能准确测定产生气体的体积，该选项说法正确。 故选B。 【变式】（2025·广东惠州·二模）回答下列问题。 （1）实验室制取气体 ①写出加热高锰酸钾制氧气的反应方程式 ，写出仪器a的名称 ，可用装置E收集氧气的原因是 （写两点）。 ②实验室制取并收集二氧化碳时，应选择的发生装置是 （填字母），验满的方法是在C对应的集气瓶口处放一 。 （2）基于碳中和理念设计低碳行动方案： ①将图装置置于阳光下照射一段时间。观察到红墨水左移，证明图中两种气体中， 保温效果较差。 ②“碳中和”中的“碳”是指 。请你提出一条低碳生活的具体做法 。 【答案】(1) 长颈漏斗 氧气不易溶于水，氧气不与水反应 B 燃着的木条 (2) 空气 二氧化碳/CO2 骑车上学（合理即可） 【详解】（1）①高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式为；仪器a的名称是长颈漏斗；可用装置E（排水法）收集氧气的原因是氧气不易溶于水且不与水反应； ②实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，是固液常温型反应，应选择的发生装置是B；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，验满的方法是在C对应的集气瓶口处放一燃着的木条，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满； （2）①将图装置置于阳光下照射一段时间，观察到红墨水左移，说明左边装置内气体膨胀程度小，温度升高慢，即左边气体保温效果较差。左边是空气，右边是二氧化碳，所以证明两种气体中，空气保温效果较差； ②碳中和一般是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”；碳中和中的 “碳” 是指 二氧化碳（或CO2）；低碳生活的具体做法有很多，例如骑车上学，出行多乘坐公共交通工具（或减少使用一次性餐具、纸张双面使用等合理即可）。 1．（2025·广东·一模）如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，下列说法中错误的是 A．甲处的反应为 B．乙处观察到红色固体变黑 C．丙处试管可防止液体倒吸 D．丁既可吸收CO2，也可收集CO 【答案】B 【详解】A、甲处是碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：，故选项说法正确； B、乙处是一氧化碳和氧化铜在加热下生成铜和二氧化碳，现象是黑色固体变成红色，故选项说法错误； C、由丙装置的特点可知，丙处空试管的作用为防止氢氧化钠溶液倒流到热的玻璃管处，使玻璃棒炸裂，故选项说法正确； D、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，且一氧化碳难溶于水，可将溶液排出，即丁既可吸收CO2，也可收集CO，故选项说法正确。 故选B。 2．（2025·广东河源·二模）下列有关气体的实验室制取、收集、检验操作错误的是 A．高锰酸钾制取氧气 B．制取二氧化碳 C．收集氧气和二氧化碳 D．检验氧气 【答案】B 【详解】A、用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，可以选择该装置，加热时，应用外焰加热，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，且应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中操作正确，不符合题意； B、实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应属于固液不加热反应，但是长颈漏斗下端应伸入液面以下，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出，图中操作错误，符合题意； C、氧气和二氧化碳密度均大于空气，均可选择向上排空气法收集，图中操作正确，不符合题意； D、氧气具有助燃性，检验氧气：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，说明已经集满，图中操作正确，不符合题意。 故选B。 3．（2025·广东深圳·三模）加热常用除锈剂——草酸（化学式）产生的气体中含有和CO。设计如下实验方案（装置中试剂足量）验证混合气体。有关说法错误的是 A．装置甲Ⅰ、甲Ⅱ、甲Ⅲ中澄清石灰水都会变浑浊 B．装置乙NaOH饱和溶液目的是吸收混合气体中 C．实验方案中缺少对尾气的处理，尾气会污染空气 D．丁中的现象为黑色粉末变红 【答案】A 【详解】A、装置甲Ⅰ、甲Ⅲ中澄清石灰水都会变浑浊，乙中二氧化碳和氢氧化钠完全反应，所以甲Ⅱ澄清石灰水不会变浑浊，错误； B、装置乙NaOH饱和溶液目的是吸收混合气体中CO2，正确； C、实验会有一氧化碳残留，一氧化碳和石灰水不反应，方案中缺少对尾气的处理，尾气会污染空气，正确； D、一氧化碳还原氧化铜，生成铜和二氧化碳，丁中的现象是黑色的粉末变成光亮的红色，正确。 故选：A。 4．（2025·广东深圳·三模）化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验，并对生成气体的成分进行探究。 【猜想与假设】根据质量守恒定律，对生成气体的成分作如下猜想： (1)猜想一：只有CO猜想二：只有CO2猜想三： ； 【实验方案】用甲装置检验CO2，用乙装置检验CO： (2) 实验现象 实验分析 B处 气体成分中有CO2，B处化学方程式为 D处黑色粉末变红 气体成分中有 ，D处化学方程式为 【实验结论】猜想三正确。 【反思评价】 (3)从环保角度考虑，甲、乙装置中都有的缺点是 。 【拓展延伸】 (4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况，小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位；n（CuO）∶n（C）表示物质的量之比]。分析实验数据，能够得到的结论为 。 (5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。（可选用的试剂：稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水） 【答案】(1)既有CO，又有CO2 (2) 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CO/一氧化碳 (3)没有尾气处理装置 (4)其他条件相同时，CuO与C的质量比越大，产生的CO越少 (5)取实验后的固体，加入适量稀硫酸，反应后过滤，用蒸馏水洗涤后干燥 【详解】（1）反应物组成元素为碳元素、铜元素、氧元素，根据质量守恒定律，生成物组成元素也应为碳元素、铜元素、氧元素，则生成气体可能是CO、CO2的一种或两种，结合另两个猜想可知，猜想三：既有CO，又有CO2。 （2）气体成分中有CO2，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则B处现象为澄清石灰水变浑浊，B处发生的是二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应，方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。 CO具有还原性，能与氧化铜反应生成铜，D处黑色粉末变红，说明气体成分中有CO，D处发生的是一氧化碳与氧化铜加热生成二氧化碳和铜的反应，化学方程式为。 （3）该实验尾气中有一氧化碳，会污染空气，从环保角度考虑，甲、乙装置中都有的缺点没有尾气处理装置。 （4）由所给图像可知，其他条件相同时，CuO与C的物质的量之比越大，产生的CO越少。 （5）铜不与硫酸反应，氧化铜可与硫酸反应生成硫酸铜和水，可利用加硫酸的方法除去获得的铜中的氧化铜，实验方案为取实验后的固体，加入适量稀硫酸，反应后过滤，用蒸馏水洗涤后干燥。 5．（2025·广东深圳·一模）碳达峰、碳中和目标的提出彰显大国担当。某项目小组对CO2的吸收进行了相关探究。 (1)实验探究1：运用已有知识设计实验吸收CO2 实验序号 实验1 实验2 设计依据 （写两点） CO2能与澄清石灰石反应 实验过程 实验现象 塑料瓶变瘪 塑料瓶变瘪程度更大，澄清石灰水 根据上述实验现象，实验 （填实验序号）吸收CO2的效果更好。 (2)实验探究2：海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2，某小组开展如下探究： 【提出问题】CO2被水和食盐水（模拟海水）吸收的情况如何？ 【作出猜想】猜想I：水吸收的CO2更多；猜想II：食盐水吸收的CO2更多 【进行实验】分别将收集有100mL CO2的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中（如图1所示)，每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积，所测数据如表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 烧杯A量筒中CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 烧杯B量筒中CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 【解释与结论】 ①由上表数据分析，当其它条件相同时，吸收CO2更多的是 （填“水”或“食盐水”）。 ②地球表面71%被水覆盖，海水占全球储水量的96.5%，采取海洋吸收CO2，可有效减碳，涉及反应的化学方程式为 。 【拓展交流】用两个量筒分别收集100mL CO2倒置于水槽中，向1个量筒内注入少量的植物油，使CO2与水被植物油隔开（CO2与植物油不反应），测得量筒内CO体积随时间变化曲线如图2所示。 ③比较图2，说明植物油能 （填“增大”或“减少”）CO2溶于水。 si事实上实验室也可以用排水法收集CO2，请根据以上表格的实验数据分析理由是 。 【答案】(1) 二氧化碳能溶于水、二氧化碳能与水反应 变浑浊 2 (2) 水 减少 收集有100mL的量筒倒扣在水中，还能收集约60mL 【详解】（1）实验1将110mL蒸馏水倒入盛满二氧化碳的塑料瓶中，观察到塑料瓶变瘪，则其设计依据是二氧化碳能溶于水、二氧化碳能与水反应； 二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则实验2将110mL澄清石灰水倒入盛满二氧化碳的塑料瓶中，观察到塑料瓶变瘪程度更大，澄清石灰水变浑浊； 根据上述实验现象，说明实验2吸收的效果更好； （2）①由表格数据可知，烧杯A中二氧化碳减少更多，说明当其它条件相同时，吸收更多的是水； ②二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为； ③ 由图2可知，相同时间内，有植物油的实验中二氧化碳体积更大，说明植物油能减少溶于水； 由表格数据可知，收集有100mL的量筒倒扣在水中，还能收集约60mL，说明可以用排水法收集。 6．（2025·广东广州·二模）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。 (1)仪器②的名称是 。 (2)实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，如果选用装置A为发生装置，需要改进的地方是 。 (3)实验室选用装置C制取，实验室制取的化学方程式是 ，加入的稀盐酸的量不宜太多。若实验时，试管中液面处于m处（此时长颈漏斗中稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹可能导致的后果是 。 (4)2022年我国首个百万吨级碳捕集、利用与封存项目投产。该项目由齐鲁石化从排放源中分离并提纯二氧化碳，胜利油田把二氧化碳注入地层。 ①为方便运输，加压将二氧化碳变成介于气体和液体之间的超临界状态。下列关于超临界二氧化碳的说法正确的是 （填字母）。 A．超临界二氧化碳容易燃烧 B．超临界二氧化碳能和氢氧化钙溶液反应 C．加压将二氧化碳变成超临界状态时二氧化碳分子变小 D．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳气体更大 ②用图1装置模拟油田封存。连接A、B装置，将从 端（选填“a”或“b”）通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。 (5)一种捕集利用二氧化碳的原理如图2所示： ①写出转化Ⅱ的化学方程式 。 ②该转化过程中，生成的CO中碳元素的质量 （填“大于”、“小于”或“等于”）捕集到的中的碳元素的质量。 【答案】(1)分液漏斗 (2)试管要向上倾斜 (3) 稀盐酸从长颈漏斗上端溢出 (4) ①BD/DB b (5) 大于 【详解】（1）由图可知，仪器②的名称是分液漏斗； （2）实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，发生装置为固液加热型反应，防止液体流到试管口，故试管口应向上倾斜； （3）实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；若实验时，试管中液面处于m处，关闭弹簧夹后，试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗，由于加入的稀盐酸的量太多，可能导致的后果是液体从长颈漏斗上端溢出； （4）①A、二氧化碳不具有可燃性，超临界二氧化碳不容易燃烧，此选项错误； B、二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，超临界二氧化碳化学性质不变，也能和氢氧化钙溶液反应，此选项正确； C、加压将二氧化碳变成超临界状态，二氧化碳分子大小不变，只是分子间隔变小，此选项错误； D、相同条件下，超临界二氧化碳的密度比二氧化碳气体大，此选项正确。 故选BD。 ②用图1装置模拟油田封存，二氧化碳的密度比油小，应将二氧化碳从b端通入，这样能将油从a端压入烧杯中； （5）①由图可知，转化Ⅱ发生的反应是碳酸钙和甲烷在催化剂作用下反应生成氧化钙、一氧化碳和氢气，故化学反应方程式为：； ②根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，在整个转化过程中，碳元素来自捕捉到的二氧化碳和甲烷，生成的一氧化碳中的碳元素质量一部分来自二氧化碳、一部分来自甲烷，则生成的一氧化碳中碳元素的质量大于捕集到的二氧化碳中的碳元素的质量。 7．（2025·广东东莞·二模）回答下列问题： 一、实验室制取O2、CO2及性质检验 (1)图中仪器a的名称是 。 (2)若想在实验室用同一套装置制取O2和CO2，应选择图中的装置组合为 (填字母)，用该装置组合制取O2的化学方程式为 。 (3)用大理石和稀盐酸为原料制取得到一瓶CO2，并用如图装置进行CO2性质的实验。 ①CO2与水反应的化学方程式是 。 ②能证明CO2与水发生了反应的实验证据是 。 二、碳减排、碳捕集和封存技术与应用 (4)“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 。 (5)“碳捕集和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。某实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。从微观角度分析此封存技术可行的依据是 。 【答案】(1)分液漏斗 (2) BC (3) 干燥的紫色石蕊纸条不变色，湿润的紫色石蕊纸条变红色 (4) (5)二氧化碳分子间有间隔 【详解】（1）图中仪器a的名称是分液漏斗； （2）实验室分解过氧化氢溶液制取氧气，实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，以上反应中反应物均为固体和液体，反应条件均为常温，均可选择固液常温型发生装置，即装置B；氧气密度比空气略大、二氧化碳密度比空气大，均可采用向上排空气法收集，即装置C，综上可知，在实验室用同一套装置制取和，应选择图中的装置组合为BC； 用该装置组合制取氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； （3）①二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为； ②二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸条变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使湿润的紫色石蕊纸条变红色，因此能证明与水发生了反应的实验证据是：干燥的紫色石蕊纸条不变色，湿润的紫色石蕊纸条变红色； （4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有2个硼原子和6个X分子，反应后有2个硼原子、12个氢原子和6个氧原子，则6个X分子中含有12个氢原子和6个氧原子，则1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故X的化学式为； （5）某实验基地通过如图技术将压入地下实现的封存，从微观角度分析此封存技术可行的依据是二氧化碳分子间有间隔。 8．（2025·广东珠海·二模）I.二氧化碳的实验室制取和性质探究 (1)如图1甲中仪器①的名称是 。装药品时，应先装 （填药品名称，下同），再装 ，化学方程式为 。 (2)探究二氧化碳对环境温度的影响 i.如图1乙装置应确保 良好，实验才能成功。 ii.如图1乙所示实验中能说明二氧化碳比空气的保温效果更好的现象是 。 II.自制净水器及水质检测 化学社团开展“自制净水器及水质检测”实践活动。 (3)净水器如图2甲所示。活性炭作 剂，石英砂与活性炭位置 （填“适宜”或“不适宜”）交换。 (4)TDS值是水质的一项重要指标，TDS值和水质纯度的关系如图2乙。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图2丙，则净化后的水质纯度的等级为 。 【答案】(1) 长颈漏斗 石灰石（或大理石）/石灰石/大理石 稀盐酸 (2) 气密性 红墨水向左移 (3) 吸附 不适宜 (4)一般 【详解】（1）根据图示，图1甲中仪器①的名称是长颈漏斗。 如果向装置内加入的试剂既有固体，又有液体，一般先加固体后加液体。图1甲装置制取二氧化碳气体，所用试剂为：石灰石（或大理石）和稀盐酸，因此向图1甲装置中装药品时，应先向锥形瓶内装入石灰石（或大理石），然后通过长颈漏斗向锥形瓶内加入稀盐酸。 石灰石（或大理石）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，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）i.如图1乙装置，左右两瓶中分别装有气体进行实验，如果装置漏气，将不能比较两瓶内气体压强的变化，因此为了确保实验成功，装置应确保气密性良好。 ii.由于二氧化碳比空气的保温效果更好，同样强度的阳光照射后，右侧瓶内气体温度比左侧瓶内气体温度升高更多，导致右侧瓶内气体的压强比左侧瓶内大，因此玻璃管中的红墨水向左移。故图1乙所示实验中能说明二氧化碳比空气的保温效果更好的现象是：玻璃管中的红墨水向左移。 （3）活性炭疏松多孔，具有吸附性，在净水器中活性炭作吸附剂，能吸附水中的异味和色素。 如图2甲所示净水器中石英砂的作用是过滤，除去水中不溶性固体杂质。活性炭的作用主要是吸附异味、色素等可溶性杂质，也能过滤少量固体杂质。石英砂与活性炭位置不适宜交换，因为如果交换后石英砂起到的作用将减小，活性炭的负担将加重，活性炭的有效使用时间将缩短，从而影响净水效果。 （4）根据图2丙，某水样经自制净水器净化后的TDS值为159ppm，介于100ppm~300ppm之间，根据图2乙可确定净化后的水质纯度的等级为一般。 17 / 18 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 主题一 物质的性质与应用 专题02 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 3 03·考点解析·知识通关 4 考点一 碳单质 考点二 一氧化碳和二氧化碳 考点三 碳排放对生活的影响 考点四 二氧化碳的制取 跨学科实践活动1 基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 31 考点一 碳单质 考向01 碳单质物理性质及用途 考向02 碳单质化学性质 考向03 氧化铜的还原实验 考点二 一氧化碳和二氧化碳 考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 考向02 二氧化碳的性质实验 考点三 碳排放对生活的影响 考向01 二氧化碳对环境的影响 考向02 碳中和与低碳行动 考向03 自然界的碳循环 考点四 二氧化碳的制取 考向01 二氧化碳的实验室制取原理与装置及一般思路 考向02 二氧化碳的实验室制取装置、收集、检验、验满 05·优题精选·练能提分 26 考点要求 2025年 2024年 2023年 课标要求 碳单质 省卷T 广州T14、T16 深圳T 省卷T17 ① 认识碳的几种单质，掌握碳单质的物理和化学性质； ② 理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 一氧化碳和二氧化碳 省卷T9 省卷T18 广州T20 ① 了解二氧化碳的物理性质、化学性质及用途； ② 掌握一氧化碳的化学性质及用途； 碳排放对生活的影响 省卷T 广州T5 深圳T8 ① 了解二氧化碳与生活、环境间的关系及碳循环； ② 知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义。 二氧化碳的制取 深圳T5、T9、T10 广州T 深圳T13、 深圳T13、T14 ① 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； ② 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。 命题预测 广东中考考卷中，这部分的考点以选择题、科普题、实验题均有考查。预测以下几点： ① 在选择、填空题中以：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、低碳生活及碳循环考向为主 ② 实验题考查的命题点有：二氧化碳和一氧化碳化学性质的探究、二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验等 ③ 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。 考点一 碳单质 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 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。 制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ； 金刚石薄膜用作 ；用于 。 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 石墨 的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 有特殊的物理性质 用于 、 、材料科学等领域 二、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。 3．活性炭、木炭的吸附性是 性质。 三、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）（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） 常见应用：冶金工业。 2．实验：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 。 （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。 1．【新考法】（2025·广东深圳·一模）“见微知著，睹始知终”的智慧可用于化学学习。下图为碳单质的结构示意图，相关说法正确的是 A．六种碳单质都是由碳原子直接构成的 B．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 C．六种物质含有同种原子，但原子的排列方式不同 D．金刚石非常坚硬，除它之外，其余物质都能在氧气中燃烧 2．【新情境】（2025·广东东莞·一模）石墨烯（C）是一种单层碳原子晶体，石墨烯的厚度只有，是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯具有优良的导电性、光学性和热传导性等，是目前人类已知强度最高的物质。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化，其工作原理如题图所示。 工业上可采用甲烷在高温和催化下分解制备石墨烯，同时产生氢气。 依据上文，回答下列问题。 （1）下列关于石墨烯的说法正确的是______。 A．石墨烯是由碳原子构成的 B．石墨烯在常温下的化学性质不活泼 C．石墨烯在任何条件下都不能燃烧 D．石墨烯和石墨是同一种物质 （2）石墨烯的物理性质有 （答一点）。 （3）石墨烯海水淡化膜允许 （填粒子符号）通过，该过程类似于 （填一种化学操作名称）操作，此过程为 变化。（填“物理”或者“化学”）。 （4）含有石墨烯纺织面料制成的衣服，在低温情况下对人体的好处是 。 （5）写出工业上制取石墨烯的化学方程式 。 考点二 一氧化碳和二氧化碳 一、一氧化碳 1．物理性质： 、 的 气体， 溶于水，密度比空气 。 2．化学性质 （1）可燃性：2CO+O22CO2 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 实验：一氧化碳还原氧化铁 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、氧化铜、澄清石灰水 实验原理 CuO＋COCu＋CO2 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 （1） 玻璃管内：黑色粉末逐渐变成 。反应的化学方程式： （2） 试管内：澄清石灰水 。反应的化学方程式： （3） 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CuO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 。 （4）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 。 二、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）二氧化碳的物理性质 无色、 味的气体， 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 （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： 。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能 ，也不 。 （2）与水反应：CO2+H2O===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===H2O+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↓+H2O，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）二氧化碳与水反应的实验探究 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 结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸， ，显酸性。 b.生成的碳酸 ，很容易分解生成 和 。 实验改进 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。 3．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ① ：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）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（ ），又利用二氧化碳的化学性质（ ）。 （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。 4．一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 2．（2024·广东·中考真题节选）回答下列问题： ii.性质实验 操作 现象 性质 X为澄清石灰水时，现象为 CO2能与石灰水反应 X为 时，现象为 CO2能与水反应生成酸性物质 低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭 ；CO2不燃烧，也不支持燃烧 3．（2023·广东广州·中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。    （1）制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。 （2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。 （3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。 ①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。 ②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。 （4）该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。    ①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”） ②图中：x＝ 。 ③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。 考点三 碳排放对生活的影响 1．二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 ，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 。 2．温室效应 （1）加剧的原因：空气中的 含量过高。 【特别提醒】 。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： ，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。 3．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。 1．【新考法】（2025·广东汕头·一模）为了实现碳减排、碳中和目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施。 Ⅰ.碳捕捉和封存：该技术是实现这一目标的重要途径之一。流程如图1： （1）可以循环使用的物质A是 。 （2）捕捉室的氢氧化钠溶液采用浴霸喷淋，目的是 ；从微观的角度解释封存室气体变成液态的原因： 。 （3）已知：进入捕捉室的且真正被捕捉室吸收的质量为132g，则捕捉室中生成的碳酸钠质量是多少？（写出完整计算过程。） Ⅱ.化学吸收法： （4）将与碱性溶液发生反应，如图2所示，注入等体积的三种液体，测定烧瓶内的压强变化，得到图3，能反映出吸收二氧化碳效果最好的曲线对应的物质是_______（填字母）。 A． B．NaOH C． Ⅲ.光催化还原法：发生反应，该方法实现甲烷化。 （5）实紫外光验中测得催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图4。在，催化剂的催化效率下降，但甲烷生成速率反而加快，原因是 。 2．（2025·广东广州·中考真题）化学在“低碳行动”中发挥着重要作用。一种用溶液对燃煤电厂排放的二氧化碳进行捕集和利用的方案如下： 注：“再生”是指 释放CO2后又变回K2CO3的过程。 （1）燃煤发电是将化学能最终转化为 。 （2）吸收塔中溶液发生反应的化学方程式是 。 （3）上述方案的相关举措中，体现低碳、循环发展理念的有___________。 A．使用高硫煤发电 B．设置热交换器 C．K2CO3循环再生 D．用粉煤灰制砖 （4）甲酸是一种重要的化工原料，分子微观示意图如图所示。请你设计一个由二氧化碳合成甲酸的化合反应，写出化学方程式 。 （5）某粉煤灰的主要成分如下表： 粉煤灰组成 MgO CaO Al2O3 SiO2 含量(质量分数) 2.0% 5.6% 20.4% 72.0% 往粉煤灰中加水制得湿料，再与CO2反应，制成粉煤灰砖以实现CO2的封存。该粉煤灰砖可看作是碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、二氧化硅的混合物，其组成可表示为： 。理论上100 吨粉煤灰可以封存 吨 CO2。(相对分子质量： MgO40    CaO56    Al2O3102    SiO260) 考点四 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 CaCO3CaO+CO2↑ 装置 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 型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 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 ，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。 三、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+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 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 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。 1．（2024·广东深圳·中考真题节选）俊宇想要做实验室制取二氧化碳实验： （1）实验室制取的方程式： ； （2）制取二氧化碳的发生和收集装置为 。（填序号） （3）干燥气体，从E中的 口通入。 2．（2023·广东深圳·中考真题节选）实验室现有KMnO4，块状大理石，稀盐酸，棉花    （1）根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为 。 （3）实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴 （选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。 跨学科实践活动1• 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1．（24-25九年级上·广东惠州·期末）某学习小组对二氧化碳的来源、性质、吸收等开启了“低碳行动“项目化学习探究之旅。 （1）主题一：探究家庭中二氧化碳的来源 【实验设计】 同学用两个相同的塑料瓶分别收集了炒菜前后灶台旁的气体。放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。(在阳光照射下，富含二氧化碳气体的封闭环境比在普通空气环境中升温更快) 【实验现象】 红墨水水柱向 边移动。(填“左”或“右”)。 【实验结论】 炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。 （2）主题二：探究CO2的性质 操作 现象 性质 X为澄清石灰水时，现象为 CO2能与石灰水反应， 化学方程式为 X为紫色石蕊溶液时，现象为 CO2能与水反应生成 低处的蜡烛先熄灭， 高处的蜡烛后熄灭 ； CO2不燃烧，也不支持燃烧 【实践活动】 老师提供了自制汽水的标准配方：小苏打1.5g，柠檬酸1.5g，白糖10g，凉开水400mL。为改善口感，小组对标准配方进行了如下调整：增加小苏打、柠檬酸的用量，使汽水中的CO2更多，但可能会引发的问题是 。 A．汽水甜度过大    B．制作过程中，造成液体喷出    C．打开瓶盖时，瓶盖弹出伤人 （3）主题三：迈向碳中和 低碳途径 低碳行动具体措施 减少二氧化碳的排放 减少使用化石燃料，更多使用清洁能源。 促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用植物的 吸收大气中的CO2. 2．（2025·广东深圳·二模）实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环。(如图1所示) （1）图1为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 (填序号)。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备。(如图2所示) （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。 （3）若要测量生成的二氧化碳气体体积，与d管连接的导管序号是 。 【活动三】探究二氧化碳的捕捉和封存。 （4）碳捕捉：我国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯()和水(化学反应方程式为)，利用该方法转化2.2t二氧化碳，可生产乙烯的质量是 。 3．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环 （1）碳循环中的“碳”指的是 ，右图为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 （填序号），碳循环过程中发生的是 （填“物理变化”或“化学变化”）。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备 （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 ；使用上图装置C作为制取的发生装置的优点是 （答一点），若实验过程中关闭右侧止水夹，可观察到的现象是 。 （3）若用装置A和B测量生成二氧化碳气体体积时接口顺序为发生装置→ → →d（填导管口字母），装置A中植物油的作用是 。 【活动三】探究二氧化碳溶解能力的影响因素 实验1：标准大气压下，向试管中分别加入自制的无色碳酸饮料100mL，大烧杯中加入不同温度的水，小烧杯中加入适量澄清石灰水。 实验装置 实验序号 大烧杯内水温度 试管中现象 澄清石灰水的现象 实验① 0℃ 产生气泡速率缓慢 不浑浊 实验② 20℃ 产生气泡速率适中 不浑浊 实验③ 90℃ 产生气泡速率很快 变浑浊 （4）由实验1得到的结论是：温度升高，二氧化碳的溶解能力 （填“变大”、“变小”或“不变”）；小组同学建议：制好碳酸饮料后应 （填“低温”、“高温”或“常温”）保存。 实验2：室温下，向试管中分别加入自制无色碳酸饮料100mL（针筒体积为100mL）。 实验装置 实验序号 注射器活塞的位 置试管中产生气泡的速率 实验④ 不拉动活塞 适中 实验⑤ 向上拉活塞到25mL 变快 实验⑥ 向上拉活塞到50mL 变得更快 （5）由实验2可知、压强增大，二氧化碳的溶解能力 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 实验3：烧瓶中收集250mL的气体，分别加入50mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化（加入液体前烧瓶内压强为104.20kPa，实验过程中保持温度恒定）。 实验操作 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验⑦ 水 104.98kPa 实验⑧ 盐酸 106.67kPa 实验⑨ 小苏打溶液 103.40kPa （6）通过实验⑦数据可知，1体积水大约能溶解 （填整数）体积。 （7）根据实验3分析可知，收集选用排 液体效果更好。 【活动四】探究二氧化碳的捕捉和封存 （8）“碳捕捉”：中国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯（）和水，利用该方法转化176L二氧化碳，可生产乙烯的质量为 g（标准状况下，二氧化碳的密度约为2g/L）。 （9）“碳封存”目前正在研究的技术之一是海洋封存，利用庞大的水体使海洋成为封存的容器。海洋封存中会发生的反应化学方程式是 。 （10）“碳捕捉和碳封存”的意义是 。 （11）为了实现“碳达峰”“碳中和”的目标，我们都应该加入低碳行动的行列。下列行动符合低碳行动的是_______（填字母）。 A．使用一次性筷子 B．纸张双面使用 C．乘坐公交出行 D．购买新能源汽车 考点一 碳单质 ►考向01 碳单质物理性质及用途 【典例】（2025·广东茂名·三模）（2025·广东茂名·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是 A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同 B．根据上述用途可推测金刚石硬度大 C．水转化为“热冰”过程中分子体积变小 D．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 【变式】（2025·广东东莞·二模）天然采集的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。金刚石属于 A．单质 B．化合物 C．混合物 D．氧化物 ►考向02 碳单质化学性质 【典例】（2025·广东河源·二模）《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑（ ） A．是黑色固体 B．具有吸附性 C．常温下性质稳定 D．具有还原性 【变式】（2025·广东深圳·一模）阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1。其中，石墨与金刚石虽物理性质有较大差异，但石墨可在一定条件下转化成为金刚石。 从石墨中分离出单层的石墨片，被称为石墨烯。石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，将石墨烯加入纺织面料中可起到保暖效果。将石墨烯向内卷起，又得到了一种管状结构的碳原子簇——碳纳米管。研究发现，碳纳米管是所有材料中“比强度”最高的。比强度越高，表明达到相应强度所用的材料质量越轻。 表1 几种不同物质的比强度 材料 混凝土 橡胶 尼龙 不锈钢 碳纳米管 比强度 5.22 16.3 69.0 254 46268 碳纳米管具有优良的力学、电学和化学性能。研究人员用碳纳米管修饰的石比强度墨作为电极材料，通过电解法去除溶液中的硝酸根离子（），比较了在酸性、中性和碱性三种条件下硝酸钠溶液中的去除效果，其结果如图2。 （1）生活中或实验室活性炭可用于（写1种即可）。由图1可知活性炭属于______（填序号）。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （2）石墨在一定条件下可转化成金刚石，此过程为 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）由表1推测，达到相同强度所用材料质量最轻的是 。 （4）由图2可知，在 条件时，硝酸钠溶液中去除率最高。 （5）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”） ①可在纺织面料中添加石墨烯，达到防寒保暖的效果。 ②碳纳米管由碳原子构成。 ►考向03 氧化铜的还原实验 【典例】【数字传感器】（2025·广东深圳·一模）兴趣小组的同学开展“碳还原氧化铜”的探究活动。 资料：碳与氧化铜反应得到的固体中可能含有少量的红色氧化亚铜（Cu2O）固体，Cu2O能与稀硫酸发生反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu。 实验一：反应物碳的选择 同学们利用刚烘干的活性炭粉末、木炭粉末分别与氧化铜粉末进行反应（如图1，玻璃丝可使固体粉末铺匀），实验中可能会有一氧化碳产生，同学们用传感器检测，数据如图2、图3（cm3/m3表示有毒气体浓度，数值越大，有毒气体浓度越高）。 （1）实验前必须检查图1装置的气密性，操作方法为 。 （2）结合碳还原氧化铜的反应条件，分析图1中金属网罩的作用是 ，气球的作用为 。 （3）球形干燥管始终浸没在液面以下的原因是 。 （4）对比图2、图3中活性炭粉末和木炭粉末分别与氧化铜反应过程中产生一氧化碳的情况，在确保实验现象明显的基础上，应尽量减少一氧化碳的产生应择的反应物碳为 。 实验二：反应物质量对实验的影响 碳与氧化铜的质量比不同，产生的实验现象也不同。同学们利用实验一最终选择的反应物按图1装置进行实验，针对不同反应物质量比出现的实验现象记录如表1： 表1  碳与氧化铜不同质量比的实验记录 碳与氧化铜的质量比 1:6.7 1:10.6 1:13.3 实验现象 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 偶尔红热，有气泡，澄清石灰水变浑浊 实验结果 有较多黑色粉末 亮红色金属光泽 暗红色粉末 （5）分析上述实验结果，可得出该反应中碳与氧化铜的最佳质量比为 。 （6）理论上碳与氧化铜充分反应的质量比约为1:13.3，但实验中碳的用量比理论上要多，原因可能是 。 实验三：碳与氧化铜反应后的固体成分 （7）将图1实验中的试管冷却后，观察到黑色固体全部变为红色。取3.6g红色固体于试管中， 滴加足量稀硫酸，充分反应，观察到 ，时，再将试管中的物质过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，若称得滤渣的质量为mg，当 （填m的范围）时，则红色固体是Cu和Cu2O的混合物。 【变式】【新考法】（2025·广东揭阳·二模）化学方程式中包含很多的信息。关于反应的说法中正确的是（ ） A．反应后试管中固体质量减少，不遵守质量守恒定律 B．碳与氧化铜是反应物，参加反应的质量比为3∶20 C．反应前后各种元素的化合价都发生变化 D．该反应中表现出碳具有还原性 考点二 一氧化碳和二氧化碳 ►考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 【典例】（2025·广东广州·三模）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是 A．碳的单质都是黑色固体 B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式相同 C．二氧化碳用于灭火，仅与化学性质有关 D．一氧化碳能燃烧，是水煤气的主要成分 【变式1】（2025·广东·二模）某同学描述了某化学符号的部分意义：①表示该物质由碳、氧元素组成；②表示一个分子由两个原子构成。下列有关该化学符号代表的物质的说法正确的是 A．该物质中碳元素化合价为+4 B．该物质属于空气污染物 C．该物质为有刺激性气味的气体 D．该物质易溶于水 【变式2】【新考法】（2025·广东广州·二模）下列有关碳及其化合物的说法正确的是 A．mg金刚石和mg石墨所含原子个数相同 B．实验室常用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳 C．用点燃的方法除去中混有的少量CO D．舞台“烟雾缭绕”的效果主要是通过溶于水达成的 ►考向02 二氧化碳的性质实验 【典例】（2025·广东云浮·一模节选）实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。 主题二：认识CO2的性质 如图是小组同学绘制的CO2性质思维导图的一部分，请补全相关内容。 、 、 、 、 。 【变式】（2025·广东佛山·二模节选）兴趣小组设计了一套CO2的制备和性质探究于一体的实验装置。请回答下列问题： ii.CO2性质探究、 填空： 操作 现象 结论 打开K1，关闭K2，向烧瓶中注入稀盐酸 烧瓶内产生气泡，烧杯中澄清石灰水 大理石与盐酸反应产生CO2，写出该反应方程式 关闭K1，打开K2和K3，a为干燥的紫色石蕊试纸，b为湿润的紫色石蕊试纸 观察到硬质玻璃管中 说明二氧化碳与水反应生成了碳酸。 将燃着的木条分别放在塑料瓶上、下端的瓶口 下端的木条先熄灭 说明CO2 ，不能燃烧也不支持燃烧。 加热硬质玻璃管 可观察到变色的石蕊试纸变回紫色 说明 考点三 碳排放对生活的影响 ►考向01 二氧化碳对环境的影响 【典例】（2025·广东潮州·一模）下列能产生温室效应的气体是 A． B． C． D． 【变式】（2025·广东揭阳·一模节选）（1）由于人类的生产和生活(如下图)消耗大量的化石能源，导致大气层的二氧化碳急剧增加，二氧化碳过多会引起的环境问题是： 。 （2）实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，对于推动经济高质量发展、建设美丽中国具有重要意义。以下方法可以减少大气层的二氧化碳： ①绿色植物等的 可以减少空气中的二氧化碳； ②对产生的进行分离、回收，即二氧化碳的捕集、封存与利用。地质封存：将二氧化碳气体压缩成液态或固态，然后压入地层深处。从微观角度解释，二氧化碳气体能被压缩成液态或固态的原因是 。 ►考向02 碳中和与低碳行动 【典例】（2025·广东汕头·二模）CO2捕获、利用与封存技术(CCUS) 是实现碳中和目标的重要手段。CO2捕集方法可分为物理捕碳和化学捕碳，其中利用活性炭、沸石等对CO2进行吸收是目前研究的热点，两者吸附机理相似。 2024年科学家合成了一种新型CO2捕集材料COF (如图1)，具有疏松多孔的结构，能对空气中的 CO2实现循环捕捉，其效率为传统捕集方法的3倍，如图2为25℃时，不同空气湿度时，COF材料对 CO2的吸收量。 碳酸钾与H2O和CO2反应生成碳酸氢钾的原理也可用于CO2的吸收，得到的碳酸氢钾溶液只需加热至140℃就可释放出CO2，同时产生碳酸钾以便循环使用。CO2的利用途径多样，可直接加压液化使用，也可合成甲醇、尿素、碳酸盐等。 依据上文，回答问题。 （1）采用沸石对CO2进行吸收属于 (填“物理”或“化学”)捕碳。 （2）COF 能作为捕碳材料的原因是具有 的结构，相对于传统捕集方法，COF捕集具有的优点是 。 （3）由图2数据可知，当温度为25℃，空气湿度为 时 ，COF 捕集CO2效率最高。 （4）用碳酸钾吸收二氧化碳的化学方程式为： 。 （5）从微观角度解释，CO2能被加压液化的原理是： 。 （6）写出一条生活中助力实现碳中和目标的做法： 。 【变式】（2025·广东深圳·一模）阅读下列短文，回答问题。 “碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一。“碳捕捉技术”是指将工业中产生的CO2分离出来进行储存和利用的工艺和技术。“碳封存技术”是指将CO2捕捉、压缩后长期储存。目前正在研究的技术有:海洋封存-利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器;地质封存将CO2注入特定的地层等。被封存的CO2有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等，以此消除资源的浪费。我国正以超世界一流的目光发展经济，完善环保体制。 （1）根据二氧化碳的性质，可用水和某些溶液来“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小江同学设计了如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3 所示。(已知：)图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液，则X的数值为 。 （2）分析图3 可知在此实验中“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (选填“甲”或“乙”或“丙”)，写出乙瓶中的化学反应方程式: 。 （3）将CO2封入蓄水层中发生反应的化学方程式为 。 （4）有学者对海洋封存 CO2 的方法提出质疑，你认为海洋封存 CO2 对海洋环境可能造成的影响是 。(写一条即可)。 ►考向03 自然界的碳循环 【典例】（2025·广东广州·二模）关于自然界中碳循环、氧循环，下列说法正确的是 A．植物呼吸作用吸收二氧化碳 B．化石燃料燃烧会降低空气中氧气的含量 C．CO2的循环导致了酸雨 D．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 【变式】（2025·广东汕头·二模）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大本要循环。    请结合图示回答相关问题： （1）化石燃料主要包括 、石油和天然气；从物质分类角度看，属于 。 （2）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （3）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能；在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （4）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示：        则反应的化学方程式为 。 考点四 二氧化碳的制取 ►考向01 二氧化碳的实验室制取原理与装置及一般思路 【典例】（2025·广东清远·二模）下列关于实验室制取气体的常见操作，不合理的是 A．制的试剂 B．制的发生装置 C．检查气密性 D．收集 A．A B．B C．C D．D 【变式】（2025·广东揭阳·一模节选）用下列装置完成初中化学最常见的气体的制取及性质实验。 （1）用高锰酸钾制取并收集较干燥的氧气，应选择的装置组合(上图)是 (填序号)，该装置需要做怎样的改进： ，反应的化学方程式是 。 （2）如果用排水法收集，当 时开始收集；如果要收集并测量的体积，应选用的装置(下图)是 (填“A”、“B”或“C”)。 （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，用上图B装置制取二氧化碳，应将大理石放在 (选填“a”、“b”或“c”)处。 ►考向02 二氧化碳的实验室制取装置、收集、检验、验满 【典例】【新考法】（2025·广东广州·二模）CO2的制备和性质，下列说法不正确的是 A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升 B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口 C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好 D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积 【变式】（2025·广东惠州·二模）回答下列问题。 （1）实验室制取气体 ①写出加热高锰酸钾制氧气的反应方程式 ，写出仪器a的名称 ，可用装置E收集氧气的原因是 （写两点）。 ②实验室制取并收集二氧化碳时，应选择的发生装置是 （填字母），验满的方法是在C对应的集气瓶口处放一 。 （2）基于碳中和理念设计低碳行动方案： ①将图装置置于阳光下照射一段时间。观察到红墨水左移，证明图中两种气体中， 保温效果较差。 ②“碳中和”中的“碳”是指 。请你提出一条低碳生活的具体做法 。 1．（2025·广东·一模）如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，下列说法中错误的是 A．甲处的反应为 B．乙处观察到红色固体变黑 C．丙处试管可防止液体倒吸 D．丁既可吸收CO2，也可收集CO 2．（2025·广东河源·二模）下列有关气体的实验室制取、收集、检验操作错误的是 A．高锰酸钾制取氧气 B．制取二氧化碳 C．收集氧气和二氧化碳 D．检验氧气 3．（2025·广东深圳·三模）加热常用除锈剂——草酸（化学式）产生的气体中含有和CO。设计如下实验方案（装置中试剂足量）验证混合气体。有关说法错误的是 A．装置甲Ⅰ、甲Ⅱ、甲Ⅲ中澄清石灰水都会变浑浊 B．装置乙NaOH饱和溶液目的是吸收混合气体中 C．实验方案中缺少对尾气的处理，尾气会污染空气 D．丁中的现象为黑色粉末变红 4．（2025·广东深圳·三模）化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验，并对生成气体的成分进行探究。 【猜想与假设】根据质量守恒定律，对生成气体的成分作如下猜想： (1)猜想一：只有CO猜想二：只有CO2猜想三： ； 【实验方案】用甲装置检验CO2，用乙装置检验CO： (2) 实验现象 实验分析 B处 气体成分中有CO2，B处化学方程式为 D处黑色粉末变红 气体成分中有 ，D处化学方程式为 【实验结论】猜想三正确。 【反思评价】 (3)从环保角度考虑，甲、乙装置中都有的缺点是 。 【拓展延伸】 (4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况，小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位；n（CuO）∶n（C）表示物质的量之比]。分析实验数据，能够得到的结论为 。 (5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。（可选用的试剂：稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水） 5．（2025·广东深圳·一模）碳达峰、碳中和目标的提出彰显大国担当。某项目小组对CO2的吸收进行了相关探究。 (1)实验探究1：运用已有知识设计实验吸收CO2 实验序号 实验1 实验2 设计依据 （写两点） CO2能与澄清石灰石反应 实验过程 实验现象 塑料瓶变瘪 塑料瓶变瘪程度更大，澄清石灰水 根据上述实验现象，实验 （填实验序号）吸收CO2的效果更好。 (2)实验探究2：海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2，某小组开展如下探究： 【提出问题】CO2被水和食盐水（模拟海水）吸收的情况如何？ 【作出猜想】猜想I：水吸收的CO2更多；猜想II：食盐水吸收的CO2更多 【进行实验】分别将收集有100mL CO2的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中（如图1所示)，每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积，所测数据如表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 烧杯A量筒中CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 烧杯B量筒中CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 【解释与结论】 ①由上表数据分析，当其它条件相同时，吸收CO2更多的是 （填“水”或“食盐水”）。 ②地球表面71%被水覆盖，海水占全球储水量的96.5%，采取海洋吸收CO2，可有效减碳，涉及反应的化学方程式为 。 【拓展交流】用两个量筒分别收集100mL CO2倒置于水槽中，向1个量筒内注入少量的植物油，使CO2与水被植物油隔开（CO2与植物油不反应），测得量筒内CO体积随时间变化曲线如图2所示。 ③比较图2，说明植物油能 （填“增大”或“减少”）CO2溶于水。 si事实上实验室也可以用排水法收集CO2，请根据以上表格的实验数据分析理由是 。 6．（2025·广东广州·二模）化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。 (1)仪器②的名称是 。 (2)实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，如果选用装置A为发生装置，需要改进的地方是 。 (3)实验室选用装置C制取，实验室制取的化学方程式是 ，加入的稀盐酸的量不宜太多。若实验时，试管中液面处于m处（此时长颈漏斗中稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹可能导致的后果是 。 (4)2022年我国首个百万吨级碳捕集、利用与封存项目投产。该项目由齐鲁石化从排放源中分离并提纯二氧化碳，胜利油田把二氧化碳注入地层。 ①为方便运输，加压将二氧化碳变成介于气体和液体之间的超临界状态。下列关于超临界二氧化碳的说法正确的是 （填字母）。 A．超临界二氧化碳容易燃烧 B．超临界二氧化碳能和氢氧化钙溶液反应 C．加压将二氧化碳变成超临界状态时二氧化碳分子变小 D．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳气体更大 ②用图1装置模拟油田封存。连接A、B装置，将从 端（选填“a”或“b”）通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。 (5)一种捕集利用二氧化碳的原理如图2所示： ①写出转化Ⅱ的化学方程式 。 ②该转化过程中，生成的CO中碳元素的质量 （填“大于”、“小于”或“等于”）捕集到的中的碳元素的质量。 7．（2025·广东东莞·二模）回答下列问题： 一、实验室制取O2、CO2及性质检验 (1)图中仪器a的名称是 。 (2)若想在实验室用同一套装置制取O2和CO2，应选择图中的装置组合为 (填字母)，用该装置组合制取O2的化学方程式为 。 (3)用大理石和稀盐酸为原料制取得到一瓶CO2，并用如图装置进行CO2性质的实验。 ①CO2与水反应的化学方程式是 。 ②能证明CO2与水发生了反应的实验证据是 。 二、碳减排、碳捕集和封存技术与应用 (4)“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 。 (5)“碳捕集和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。某实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。从微观角度分析此封存技术可行的依据是 。 8．（2025·广东珠海·二模）I.二氧化碳的实验室制取和性质探究 (1)如图1甲中仪器①的名称是 。装药品时，应先装 （填药品名称，下同），再装 ，化学方程式为 。 (2)探究二氧化碳对环境温度的影响 i.如图1乙装置应确保 良好，实验才能成功。 ii.如图1乙所示实验中能说明二氧化碳比空气的保温效果更好的现象是 。 II.自制净水器及水质检测 化学社团开展“自制净水器及水质检测”实践活动。 (3)净水器如图2甲所示。活性炭作 剂，石英砂与活性炭位置 （填“适宜”或“不适宜”）交换。 (4)TDS值是水质的一项重要指标，TDS值和水质纯度的关系如图2乙。某水样经自制净水器净化后的TDS值如图2丙，则净化后的水质纯度的等级为 。 17 / 18 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 学科网（北京）股份有限公司 $