专题05 碳和碳的氧化物(复习讲义)2026年中考化学一轮复习讲练测(江苏专用)
2026-01-04
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2份
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70页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 碳和碳的氧化物 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.90 MB |
| 发布时间 | 2026-01-04 |
| 更新时间 | 2026-01-04 |
| 作者 | 大卫化学 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-01-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55773948.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中化学讲义聚焦“碳和碳的氧化物”专题,覆盖碳的单质、碳的氧化物、二氧化碳实验室制取、二氧化碳对环境影响四大中考核心考点,按“组成结构-性质用途-制备实践-环境意义”逻辑构建知识网络,通过考情剖析、知识导航、考点解析(分4考点12考向)、真题典例与变式训练,形成系统复习链条。
亮点在于融合化学观念(结构决定性质)、科学探究(如木炭还原氧化铜实验分析)与科学思维(一氧化碳和二氧化碳比较归纳),采用“考点-考向-真题”三层突破策略,如二氧化碳制取中装置选择与气密性检查的实验探究,配合分层优题训练和近3年考情数据,助力学生高效突破难点,教师可据此精准把控复习节奏,提升应考能力。
内容正文:
主题二 物质的性质与应用
专题05 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 碳的单质
考点二 碳的氧化物
考点三 二氧化碳的实验室制取
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
04·题型洞悉·考向预测 13
考点一 碳的单质
考向01碳单质的物理性质及用途
考向02碳单质的化学性质
考向03木炭还原氧化铜实验
考点二 碳的氧化物
考向01 二氧化碳的性质和用途
考向02 一氧化碳的性质和用途
考向03 一氧化碳和二氧化碳的比较
考点三 二氧化碳的实验室制取
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仪器、装置和步骤
考向03 实验室制取气体的综合考查
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
考向01 碳达峰与碳中和
考向02 碳循环
考向03 二氧化碳的资源化利用
05·优题精选·练能提分 20
考点要求
2025年
2024年
2023年
课标要求
碳的单质
无锡卷T1
南通卷T4
盐城卷T6-8
徐州卷T4
扬州卷T10
盐城卷T13
连云港卷T1
南通卷T4
以金刚石、石墨为例,探讨物质组成、结构与物质性质的关系,知道单质碳的化学性质
碳的氧化物
南通卷T5
宿迁卷T7、T13
连云港T5
南京卷T17
徐州卷T14
常州卷T25
连云港卷T11
南京卷T21
苏州卷T25
通过实验探究认识二氧化碳的主要性质,认识二氧化碳和一氧化碳的性质与用途的关系
二氧化碳的实验室制取
淮安卷T3
南通卷T3
连云港卷T3
泰州卷T17
无锡卷T7
淮安卷T13
泰州卷T16
盐城卷T17
徐州卷T14
苏州卷T22
盐城卷T17
南通卷T14
宿迁卷T13
镇江卷T27
泰州卷T17
初步学习二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法
二氧化碳对生活和环境的影响
淮安卷T1
苏州卷T11
宿迁卷T8
盐城卷T13
连云港卷T14
镇江卷T23
常州卷T22
宿迁卷T7
徐州卷T8
常州卷T16
扬州卷T17
苏州卷T20
泰州卷T14
无锡卷T28
镇江卷T24
连云港卷T14
泰州卷T6-7
徐州卷T10
常州卷T26
无锡卷T24
以自然界中的碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义
命题预测
碳的单质考点常以选择题形式进行考查,考查的命题点有:金刚石、石墨的性质和用途及其对应关系。 碳的氧化物的命题点有:二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途等,常以选择题和填空题等形式呈现。二氧化碳的实验室制取相关内容常以选择题和实验探究题的形式进行考查,且常结合氧气的实验室制取考查仪器的名称、装置的选择、反应原理、检验和验满等。二氧化碳对生活和环境的影响主要以选择题形式进行考查,考查的命题点有碳循环、碳达峰和碳中和、低碳生活等。
考点一 碳的单质
一、金刚石、石墨和C60
1.金刚石、石墨和C60的结构、物理性质及性质存在差异的原因
物质
金刚石
石墨
C60
结构模型
宏观组成
都是由 元素组成的单质
构成物质的粒子
化学式
物理性质
外观
无色透明的固体
灰黑色的固体
光泽
加工后璀璨夺目
硬度
天然存在的 的物质
导电性
不导电
物理性质存在差异的原因
2.金刚石、石墨和C60的性质及用途
物质
性质
用途
金刚石
加工后璀璨夺目
裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等
金刚石薄膜透光性好、硬度大
作透镜等光学仪器的涂层
金刚石薄膜导热性好
用于集成电路基板散热,提高芯片性能
石墨
很软、有滑腻感,且为灰黑色
作电极
导电性好、有滑腻感、熔点高
制高铁列车的受电弓滑板
C60
具有一些特殊的物理和化学性质
可应用于超导、催化、能源及医学等领域
物质
物质性质与用途的关系: 决定 , 反映
二、其它碳单质
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。
三、碳单质的化学性质
1.在常温下,碳单质的化学性质 (碳原子的最外层电子数为 ,不易得失)
2.可燃性(碳单质与氧气反应)
燃烧是否充分
化学方程式
基本反应类型
用途
充分燃烧
作燃料
不充分燃烧
3.还原性
(1)木炭还原氧化铜实验
木炭还原氧化铜实验装置
实验现象
实验结论
黑色粉末变成 色
实验现象说明反应生成了 和 ,反应的化学方程式为
澄清石灰水
实验分析
在酒精灯上加网罩的目的: 。
反应结束时,要先撤出导管,再停止加热的目的: 。
用弹簧夹夹紧乳胶管后,要待试管冷却后再将粉末倒出: 。
(2)碳与二氧化碳反应: ( 反应)
1. 同种元素组成的物质 是单质,可能是混合物(如金刚石和石墨混合等)。同种元素组成的 才是单质。
2. 金刚石、石墨都是由 构成的,C60是由 构成的,一个C60分子由 构成。
3. 石墨在一定条件下可以转化为金刚石,二者是碳元素组成的不同单质,该转化是 。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)金刚石和石墨具有相同的
A.组成 B.结构 C.性质 D.应用
2.(2024·江苏扬州·中考真题)下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A.铜呈紫红色,可用作导线 B.石墨能导电,可用作润滑剂
C.金刚石无色透明,可用于切割玻璃 D.稀有气体化学性质稳定,可用作保护气
考点二 碳的氧化物
一、二氧化碳
1.二氧化碳的性质
(1)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气 , 溶于水,固态二氧化碳叫 。
实验:证明二氧化碳物理性质
倾倒CO2
CO2的溶解性实验
现象:
现象:
分析:
分析:
(2)化学性质:
①二氧化碳不能 ,也不 。
②二氧化碳与水反应生成碳酸:
实验:证明二氧化碳与水反应
实验
操作
Ⅰ.喷水
Ⅱ.放入CO2中
Ⅲ.喷水后放入CO2中
Ⅳ.吹干第三朵纸花
现象
分析
结论
CO2与水反应生成了碳酸,使紫色石蕊溶液变成红色
(3)二氧化碳与碱溶液反应:
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应: ;
该反应用于检验 气体:将气体通入澄清石灰水,若 ,则为二氧化碳气体。
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应: ;应用: 二氧化碳。
3.二氧化碳的用途
CO2的用途
依据的性质
①干冰(固体二氧化碳)作 ,
用于食品冷藏、制造舞台雾景、 。
干冰 ( 变化)
②
①二氧化碳不能燃烧,②不支持燃烧,③密度比空气的大
③温室肥料(气肥),可以增大农作物的产量
CO2是 ,能促进光合作用
④制汽水饮料(碳酸饮料)
CO2 ;且
⑤化工原料,制纯碱、尿素等
能与多种物质反应
二、一氧化碳
1.物理性质:无色,无臭的气体,密度比空气 , 溶于水。
2.化学性质:
可燃性
还原性
毒性
现象
产生 火焰,罩在火焰上方的烧杯内壁的澄清石灰水 。(点燃前一定要检验 )
黑色的氧化铜逐渐变成 ,产生的气体能使澄清的石灰水 。
CO极易与人体血液中的
结合,使其不能再与氧气结合,造成人体 ,严重时会危及生命。冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意 ,防止CO中毒。
结论
一氧化碳燃烧生成二氧化碳
一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳
化学方程式
应用
许多气体燃料的主要成分
工业做还原剂
三、一氧化碳与二氧化碳的比较
1.一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因: 不同。
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
溶解性
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
2.鉴别二氧化碳和一氧化碳
鉴别方法
现象及结论
通入澄清石灰水
分别点燃
通入紫色石蕊溶液
还原金属氧化物
3.除杂(括号内为杂质)
CO【CO2】方法: ;原理:
CO2【CO】方法: ;原理:
构建物质网络——以二氧化碳为核心
①C→CO:
② CO2 →CO:
③ CO→CO2:
④ C→CO2:
⑤ CO2→H2CO3:
⑥ H2CO3 →CO2:
⑦ CO2 →CaCO3:
⑧ CaCO3 →CO2:
⑨CO2 →O2:
判断对错:
1.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。( )
2.可用燃着的木条检验CO2。( )
3.CO2能扑灭所有可燃物引起的火灾。( )
4.在炉子旁放一盆水,可放在CO中毒。( )
1.(2025·江苏宿迁·一模)性质决定用途,用途体现性质。下列物质的性质与用途对应关系一致的是
A.氧气能助燃,可作燃料
B.稀有气体化学性质稳定,可用于制造电光源
C.浓硫酸有吸水性,可做某些气体的干燥剂
D.二氧化碳密度比空气大,可用于灭火
2.(2025·江苏淮安·一模)化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列有关认识正确的是
A.分类观念:生铁、矿泉水、液氮都属于混合物
B.宏微结合:一氧化碳可燃、二氧化碳不可燃,是因为它们的分子构成不同
C.证据推理:氢氧化钠和盐酸反应无明显现象,中和反应都没有明显现象
D.守恒思想:过氧化氢分解生成氧气质量等于参加反应的过氧化氢中氧元素质量
考点三 二氧化碳的实验室制取
一、实验室制取二氧化碳
1.制取二氧化碳的化学反应原理
1.试剂的选择: 。
2.反应的化学方程式: 。
(1)实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2,是因为 。
(2)不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2,是因为 。
(3)不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2,是因为 。
2.制取二氧化碳的步骤
步骤
(1)连接装置,检查气密性
(2)加入固体试剂
(3)加入液体试剂
(4)收集并验满
示意图
操作及注意事项
用弹簧夹夹紧乳胶管,向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱,若 ,说明装置气密性良好
将锥形瓶横放,用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口,再把锥形瓶慢慢竖立起来
长颈漏斗下端要在液面之下,形成“液封”,目的是
收集: ;验满: ,则已集满
2.实验室里制取制取气体的一般思路和方法
(1)发生装置 (选择依据: 和 )
固固加热型
固液常温型
高锰酸钾制氧气
稀盐酸和大理石(石灰石)制二氧化碳
试管口略
倾斜
适合制取
气体
适合制取
气体
长颈漏斗可 ,注意下端管口液封
分液漏斗可控制加入液体的速率,从而
注射器可控制加入液体的速率,从而
发生装置改进的优点:可实现固液的分离和接触,从而 。
开始:打开弹簧夹,液体从长颈漏斗流下,淹没过石灰石,反应开始
开始:
打开弹簧夹
开始:打开弹簧夹,液体淹没固体
开始:将铜网浸入溶液中
开始:打开弹簧夹
停止:夹紧弹簧夹,液体由于气体压强回流回长颈漏斗,液体液面低于隔板固液分离,反应停止
停止:
关闭弹簧夹
停止:关闭弹簧夹,液体压入左侧
停止:拉动铜丝离开液面
停止:关闭弹簧夹
(2)收集装置 (选择依据: 和 )
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项:导管口出现 的气泡时开始收集; 时气体收集满
注意事项:导管 ,以保证 。
注意事项:导管 ,以保证 。
(3)“多功能瓶”收集气体(比较原瓶内物质和即将进入瓶内的物质的密度:凡是密度大的,始终都从装置
进出;凡是密度小的,始终都从装置 进出。)
排水法
向上排空气法
向下排空气法
瓶内装满水
空瓶
空瓶
所有气体都从 进,水从 出
密度大的气体从容器 进,密度小的空气从容器 出
密度小的气体从容器 进,密度大的空气从容器 出
1.实验室制取二氧化碳的试剂只能写“大理石(或石灰石)”和“稀盐酸”,不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是 ,不能用化学式表示,它们的主要成分是 。纯碳酸钙是粉末状,反应速度太快,来不及收集,也不能使用; “HCl”既可以表示盐酸,还可以表示氯化氢气体。
2.气体验满:验满时燃着的木条应放在集气瓶 ,不能伸入集气瓶 。
3.当使用“多功能瓶”收集气体时,若用排空气法收集,应结合被收集气体的 来判断;若用排水法收集,应按“ 进气、 排水”连接。
1.(2025·江苏南通·中考真题)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2
C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
2.(2025·江苏连云港·中考真题)实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2,涉及的装置和操作正确的是
A.制取CO2 B.除去CO2中HCl
C.干燥CO2 D.收集CO2
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
1.自然界中的碳循环
(1)产生CO2:人和动植物 、石油和天然气等化石燃料的 等。
(2)消耗CO2:植物的 、海水 。
2.二氧化碳对人体和环境的影响
(1)CO2对人体健康的影响:CO2本身 毒性,但不能供给呼吸。人群密集的地方需注意 。
进入久未开启的菜窖和山洞、深井前,需做 。
(2)CO2对环境的影响:空气中CO2含量过高,会使 加剧,造成全球变暖等。
3.碳达峰碳中和目标的实现
(1) 是人类应对全球变暖的重要措施。
(2)实现“双碳”目标的措施主要有:
①各国签署限制二氧化碳排放的国际公约,并严格执行。
② 使用化石燃料,更多地利用 等清洁能源。
③大力 ,严禁乱砍滥伐。
④采用物理、化学方法, 二氧化碳。
1.CO2不是空气污染物,但大气中CO2含量过高,会使 加剧。
2.能产生温室效用的气体有: 等。
1.(2025·江苏常州·中考真题)
考点一 碳的单质
►考向01 碳单质的物理性质及用途
【典例】(2024·江苏徐州·中考真题)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是
A.生石灰具有吸水性,可作干燥剂 B.红磷能燃烧产生白烟,可作烟幕弹
C.一氧化碳具有毒性,可用于炼铁 D.金刚石硬度大,可用于切割玻璃
【变式】(2024·江苏盐城·中考真题)金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质,它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子
A.种类不同 B.大小不同 C.质量不同 D.排列方式不同
►考向02 碳单质的化学性质
【典例】(2023·江苏连云港·中考真题)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳
A.化学性质不活泼 B.硬度高 C.导电性能好 D.吸附能力强
【变式】(2025·江苏徐州·一模)徐州美食文化历史悠久,是烧烤的发源地,下列有关化学知识说法不正确的是
A.烧烤时闻到烤肉的香味,因为微观粒子是不断运动的
B.为保持营养均衡,可选择生菜一起食用,补充维生素
C.烧烤使用木炭,木炭在空气中燃烧有白色火焰同时放出热量
D.烤肉蘸醋可以缓解油腻,食醋呈酸性pH<7
►考向03 木炭还原氧化铜实验
【典例】(2024·江苏盐城·中考真题)下列化学方程式反映的物质性质与后面所述用途不具有对应关系的是
A. 木炭可用于吸附色素
B. 生石灰可用作食品干燥剂
C. 小苏打可用于治疗胃酸过多症
D. 酒精可用作火锅燃料
【变式】(2025·江苏宿迁·一模)如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图,下列说法正确的是
A.实验过程中,可观察到红棕色粉末逐渐变黑
B.给酒精灯加网罩的目的是集中火焰、提高温度
C.木炭使氧化铜还原为铜,木炭具有氧化性
D.实验结束后,先停止加热,再将导气管从澄清石灰水中撤出
考点二 碳的氧化物
►考向01二氧化碳的性质和用途
【典例】(2023·江苏连云港·中考真题)取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花上喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是
A.步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B.步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C.步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D.上述实验可证明与水反应生成酸
【变式】(2024·江苏苏州·中考真题)将纯净干燥的CO2缓慢通入下列装置,观察到现象:
a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;
b.塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。
(1)根据上述现象,得出关于CO2性质的结论是: 、 。
(2)将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)将CO2通入澄清石灰水,生成白色沉淀,该过程参加反应的离子有 (填离子符号)。
►考向02 一氧化碳的性质和用途
【典例】(2024·江苏连云港·中考真题)下列有关碳及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.石墨很软有滑腻感,可制造石墨电极
B.CO2能与NaOH反应,可用于人工降雨
C.具有还原性,可用于炼铁
D.NaHCO3呈白色,可用于治疗胃酸过多症
【变式】(2024·江苏南京·中考真题)下列含碳物质的性质与用途之间具有对应关系的是______(填字母)。
A.石墨具有优良的导电性能,可用作电极
B.一氧化碳具有还原性,可用于冶金工业
C.干冰升华时会吸收大量的热,可作制冷剂
D.甲醛(HCHO)会与蛋白质发生反应,其水溶液可用来浸泡动物标本
►考向03 一氧化碳和二氧化碳的比较
【典例】(2025·江苏南通·中考真题)下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A.CO2和CO均具有可燃性
B.减少化石燃料的使用可减少碳排放
C.CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D.利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
【变式】(2025·江苏宿迁·中考真题)物质的鉴别、检验、分离和提纯是重要的实验技能。下列实验方案设计不正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
取样,分别加入稀盐酸
B
检验稀盐酸中是否含有硫酸
取样,加入氯化钡溶液
C
分离一氧化碳和二氧化碳
将混合气体通入氢氧化钠溶液
D
除去氧化铜中少量木炭粉
在空气中充分灼烧
A.A B.B C.C D.D
考点三 二氧化碳的实验室制取
►考向01实验室制取二氧化碳的原理
【典例】(2024·江苏淮安·中考真题)实验室中可用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)图示为实验室制取的发生装置。实验中,若关闭止水夹,可观察到 (填实验现象),反应停止。
【变式】(2025·江苏常州·中考模拟)下图是实验室制取气体的部分装置,回答下列问题。
(1)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,发生反应的化学方程式为 。
(2)用上述装置制取二氧化碳时,选择发生装置和收集装置的组合是 。
(3)证明二氧化碳是否集满的方法是 。
►考向02 实验室制取二氧化碳的仪器、装置和步骤
【典例】(2025·江苏淮安·中考真题)下列关于实验室制取CO2的操作,不能达到实验目的的是
A.检查气密性 B.制备CO2
C.干燥CO2 D.收集CO2
【变式】(2024·江苏无锡·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,不需要选用的仪器是
A.锥形瓶 B.导管 C.集气瓶 D.酒精灯
►考向03 实验室制取气体的综合考查
【典例】(2023·江苏宿迁·中考真题)下图为实验室常用仪器和装置的示意图,根据题意回答问题。
(1)写出标号①的仪器名称: 。
(2)实验室制取时,可用装置收集,说明具有的物理性质是 ;若要测量产生的体积,应将装置的 (填“a”或“b”)端与量筒连接。
(3)实验室制取的化学方程式为 。若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置是 (填字母);若要获得干燥的,可将发生装置与装置连接,中应盛放的试剂是 (填名称)。
【变式】(2024·江苏泰州·中考真题)走进实验室,利用下列装置开展化学实验。
I.二氧化碳的制备与性质一体化研究
(1)装置B中,仪器①的名称是 ,用大理石与稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为 ,属于 (填基本反应类型)。
(2)连接装置B、C,向塑料瓶内通入CO2, (填操作方法、现象),证明CO2已集满;取出导管,迅速加水至塑料瓶容积的处,滴入几滴紫色石蕊试液,拧紧瓶盖振荡,塑料瓶变瘪,石蕊变红。由此可得出的结论有 。
II.氧气的制备与燃烧条件一体化研究
(3)用装置A加热KMnO4制氧气,为防止粉末堵塞导管,采取的措施是 。用装置D制氧气,二氧化锰的作用是 ,反应的化学方程式为 。
(4)向装置E的长颈漏斗中注入80℃的水,接近燃烧匙,白磷燃烧,红磷不燃烧,证明可燃物燃烧须具备的条件是 ;为证明可燃物燃烧还须具备的条件,继续注入热水浸没燃烧匙,白磷熄灭,连接D、E装置,将双氧水注入试管中,观察到E中现象为 。
(5)白磷燃烧的产物P2O5对人体有危害,常用氢氧化钠溶液吸收,产物中含有磷酸根离子(PO),反应的化学方程式为 。
考点四 二氧化碳队生活和环境的影响
►考向01碳达峰与碳中和
【典例】(2025·江苏常州·中考真题)光伏发电驱动电解水制氢是目前最为可行的大规模制氢技术之一。
(1)发展光伏发电能大幅减少 的排放,助力我国实现“双碳”目标。
(2)电解水制氢的化学反应方程式为 。
(3)科研人员发现,γ-MnO2可作为酸性条件下电解水的催化剂,则反应前后γ-MnO2的质量和 没有发生变化。
【变式】(2023·江苏泰州·中考真题)下列对节能减排的建议可行的是
A.生活垃圾集中焚烧 B.大力推广燃油汽车
C.推广使用光伏发电 D.禁止使用化石燃料
►考向02 碳循环
【典例】(2025·江苏苏州·中考真题)自然界能减少大气中含量的途径是
A.火山喷发 B.森林着火 C.光合作用 D.碳酸分解
【变式】(2023·江苏泰州·中考真题)下列不属于CO2吸收或转化途径的是
A.光合作用 B.加高烟囱
C.聚合成塑料 D.通入氢氧化钠溶液
►考向03 二氧化碳的资源化利用
【典例】(2025·江苏盐城·中考真题)我国科研人员研制出一种新型催化剂,在该催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示。下列有关说法错误的是
A.反应Ⅰ属于化合反应 B.反应Ⅱ将无机化合物转化为有机化合物
C.该成果将二氧化碳变废为宝 D.该成果有利于达成碳中和的目标
【变式】(2024·江苏徐州·中考真题)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.X的化学式为H2O2 B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C.反应前后分子的数目不变 D.参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
1.(2024·江苏苏州·中考真题)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇,又称“液态阳光”技术。其合成项目示意图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅰ化学方程式为
B.反应Ⅱ中和的分子个数比为1∶1
C.生产48t甲醇,理论上可以吸收66tCO2
D.实现了CO2的资源化利用和“零碳”排放
3.(2024·江苏徐州·中考真题)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 。用B装置收集CO2,气体应从导管 (填“a”或“b”)端通入,因为CO2的密度是 。
(2)连接装置A和C,将CO2通入滴有酚酞试液的澄清石灰水中,观察到澄清的石灰水变浑浊,还可能观察到的现象为 ,装置D可用来证实植物的光合作用,通入适量CO2后,进行光照,试管内有气泡产生,检验试管内气体的方法是 。
(3)实验室用A装置还可以制备氧气或氢气,请写出其中一个反应的化学方程式: 。
(4)用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水,并不断振荡,装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据,如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上升的原因是 ,曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是 。
4.(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下实验装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
(1)用装置B制取CO2,关闭弹簧夹,反应停止后,液面应位于 (填“1”“2”或“3”)处。将纯净干燥的CO2缓缓通入装置C中,玻璃管内纸花始终未变色,塑料瓶内下面的纸花较上面的纸花先变红,可得出CO2的化学性质是 。
(2)高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)都可以作为化学制氧剂,是因为 。
①若用装置A制取O2,反应的化学方程式为 。
②装置D是某家用供氧器的原理示意图,向反应仓中依次加入过碳酸钠和二氧化锰,迅速产生O2并从过滤仓的水中逸出,可得出O2的性质是 。
5.(2025·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,捕集、高效制氢与综合利用是重要课题。
Ⅰ.的捕集。制备捕集及再生的过程如下。
(1)转化①产生一种有毒气体,其化学式为 。
(2)与直接热解生成相比,“再生”反应的优点是 。
Ⅱ.的制取。
(3)光催化水制氢,原理如图1所示。整个过程中产生和的体积比为 。
(4)硼氢化钠水解制氢,原理为。
①不同钛(Ti)的氧化物催化水解产生的速率如图2所示。催化效率最好的是 。
②水解制氢方便,制得的纯度高,但价格昂贵阻碍其工业化发展。写出一条可能化解阻碍的发展路线 。
Ⅲ.综合利用。下列流程可实现、的贮存、释放和利用。
(5)“催化加氢”发生反应的化学方程式为 。
(6)利用“催化释氢”的产物催化合成乙酸时需添加 (填“”或“”)促进另一气体完全反应。
1.(2024·江苏常州·中考真题)如图装置可用于制取二氧化碳并验证其性质。
(1)仪器a的名称是 。
(2)用该套装置进行实验的优点是 。
(3)实验中可观察到 (选填“干燥”或“湿润”)的紫色石蕊小纸花变红;澄清石灰水 (填现象),化学方程式为 。
(4)实验中用含的质量分数为80%的大理石2.5g与足量的稀盐酸反应,该实验条件下的密度为2,理论上能生成的体积是多少?写出计算过程。
2.(2024·江苏盐城·中考真题)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
Ⅰ 了解二氧化碳排放
(1)排放量增加可能引发的后果有______(选填字母序号,下同)。
A.冰川融化,海平面上升 B.极端天气频发
C.土地沙漠化,造成农业减产 D.影响自然生态系统,改变生物多样性
(2)空气中的主要来自于______。
A.动植物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.植物的光合作用
(3)实验室制备。根据下列仪器装置,回答问题。
①写出标号仪器的名称:a. ,b. 。
②制取可在A~E中选用装置 ;装置F是在装置B基础上的改进,其优点是 。
Ⅱ 探究二氧化碳转化
(4)的吸收是其转化的有效方法。现有三种试剂:水、澄清石灰水、溶液,你认为最佳的吸收剂是 ,设计实验方案证明你的结论: 。
Ⅲ 研制低碳行动方案
(5)低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”,写出你的一个行动打算: 。
3.(2024·江苏连云港·中考真题)CO2的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集CO2是目前很有前景的技术之一。
(1)制备CaO。
以蛋壳(主要成分为CaCO3,还有少量有机物等杂质)为原料可采用两种方法制备CaO:
方法一:将蛋壳粉碎后,800℃煅烧,得到CaO。
方法二:将蛋壳粉碎后,用醋酸(CH3COOH)将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙[Ca(CH3COO)2]后,800℃煅烧,得到CaO。
已知:
a.醋酸钙在空气中800℃煅烧时,反应的化学方程式为
b.制得的CaO固体越疏松多孔,捕集CO2的效果越好。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 (填字母)。
a.蛋白质 b.糖类 c.油脂
②含有Ca2+的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应,说法正确的是 (填字母)。
a.CaCO3和Ca(CH3COO)2均属于钙盐
b.无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有CO2气体生成
③研究表明:方法二制得的CaO捕集CO2的效果比方法一的更好,原因是 。
(2)捕集CO2。640℃时CaO能与CO2反应生成CaCO3,固定封存CO2。28gCaO最多能捕集CO2的质量是多少?(写出计算过程,否则不得分)
(3)CO2的资源化利用。光照条件下,将捕集的CO2催化转化为高价值燃料的反应过程如题图所示。该转化过程分两步进行:
第一步:光照时,H2在催化剂表面失去转化为H+。
第二步:CO2在催化剂表面获得不同数目的e-和H+,分别转化为甲、乙、丙等含一个碳原子的分子。
①图中产物甲的化学式为 。
②已知生成1个乙分子时有2e-参加反应,则生成一个丙分子时,需要有 e-参加反应。
4.(2025·江苏连云港·中考真题)自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2,反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A.有机物 B.无机物 C.氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2,产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A.化石能源只能通过燃烧加以利用
B.石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C.与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低,实验如下:
取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表:
实验内容
现象
结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,观察现象。
A中无明显现象,C中 。
呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中,观察现象。
B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭。
呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨?(写出计算过程)
5.(2024·江苏无锡·中考真题)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
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主题二 物质的性质与应用
专题05 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 5
考点一 碳的单质
考点二 碳的氧化物
考点三 二氧化碳的实验室制取
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
04·题型洞悉·考向预测 15
考点一 碳的单质
考向01碳单质的物理性质及用途
考向02碳单质的化学性质
考向03木炭还原氧化铜实验
考点二 碳的氧化物
考向01 二氧化碳的性质和用途
考向02 一氧化碳的性质和用途
考向03 一氧化碳和二氧化碳的比较
考点三 二氧化碳的实验室制取
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仪器、装置和步骤
考向03 实验室制取气体的综合考查
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
考向01 碳达峰与碳中和
考向02 碳循环
考向03 二氧化碳的资源化利用
05·优题精选·练能提分 28
考点要求
2025年
2024年
2023年
课标要求
碳的单质
无锡卷T1
南通卷T4
盐城卷T6-8
徐州卷T4
扬州卷T10
盐城卷T13
连云港卷T1
南通卷T4
以金刚石、石墨为例,探讨物质组成、结构与物质性质的关系,知道单质碳的化学性质
碳的氧化物
南通卷T5
宿迁卷T7、T13
连云港T5
南京卷T17
徐州卷T14
常州卷T25
连云港卷T11
南京卷T21
苏州卷T25
通过实验探究认识二氧化碳的主要性质,认识二氧化碳和一氧化碳的性质与用途的关系
二氧化碳的实验室制取
淮安卷T3
南通卷T3
连云港卷T3
泰州卷T17
无锡卷T7
淮安卷T13
泰州卷T16
盐城卷T17
徐州卷T14
苏州卷T22
盐城卷T17
南通卷T14
宿迁卷T13
镇江卷T27
泰州卷T17
初步学习二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法
二氧化碳对生活和环境的影响
淮安卷T1
苏州卷T11
宿迁卷T8
盐城卷T13
连云港卷T14
镇江卷T23
常州卷T22
宿迁卷T7
徐州卷T8
常州卷T16
扬州卷T17
苏州卷T20
泰州卷T14
无锡卷T28
镇江卷T24
连云港卷T14
泰州卷T6-7
徐州卷T10
常州卷T26
无锡卷T24
以自然界中的碳循环为例,认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义
命题预测
碳的单质考点常以选择题形式进行考查,考查的命题点有:金刚石、石墨的性质和用途及其对应关系。 碳的氧化物的命题点有:二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途等,常以选择题和填空题等形式呈现。二氧化碳的实验室制取相关内容常以选择题和实验探究题的形式进行考查,且常结合氧气的实验室制取考查仪器的名称、装置的选择、反应原理、检验和验满等。二氧化碳对生活和环境的影响主要以选择题形式进行考查,考查的命题点有碳循环、碳达峰和碳中和、低碳生活等。
考点一 碳的单质
一、金刚石、石墨和C60
1.金刚石、石墨和C60的结构、物理性质及性质存在差异的原因
物质
金刚石
石墨
C60
结构模型
宏观组成
都是由 碳 元素组成的单质
构成物质的粒子
碳原子
碳原子
C60分子
化学式
C
C
C60
物理性质
外观
无色透明的固体
灰黑色的固体
光泽
加工后璀璨夺目
有金属光泽
硬度
天然存在的 最硬 的物质
很软
导电性
不导电
优良
物理性质存在差异的原因
碳原子的排列方式不同
2.金刚石、石墨和C60的性质及用途
物质
性质
用途
金刚石
加工后璀璨夺目
作装饰品
硬度大
裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等
金刚石薄膜透光性好、硬度大
作透镜等光学仪器的涂层
金刚石薄膜导热性好
用于集成电路基板散热,提高芯片性能
石墨
很软、有滑腻感,且为灰黑色
制铅笔芯
导电性好
作电极
导电性好、有滑腻感、熔点高
制高铁列车的受电弓滑板
C60
具有一些特殊的物理和化学性质
可应用于超导、催化、能源及医学等领域
物质
物质性质与用途的关系: 性质 决定 用途,用途 反映 性质
二、其它碳单质
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。
三、碳单质的化学性质
1.在常温下,碳单质的化学性质不活泼(碳原子的最外层电子数为 4 ,不易得失)
2.可燃性(碳单质与氧气反应)
燃烧是否充分
化学方程式
基本反应类型
用途
充分燃烧
C+O2 点燃 CO2
化合反应
作燃料
不充分燃烧
2C+O2 点燃 2CO
3.还原性
(1)木炭还原氧化铜实验
木炭还原氧化铜实验装置
实验现象
实验结论
黑色粉末变成 红 色
实验现象说明反应生成了 铜 和 二氧化碳 ,反应的化学方程式为
C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑ 。
澄清石灰水 变浑浊
实验分析
在酒精灯上加网罩的目的:集中火焰,提高温度。
反应结束时,要先撤出导管,再停止加热的目的:防止石灰水倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
用弹簧夹夹紧乳胶管后,要待试管冷却后再将粉末倒出:防止热的铜重新被氧化。
(2)碳与二氧化碳反应: C+CO2 高温 2CO (吸热反应)
1. 同种元素组成的物质不一定是单质,可能是混合物(如金刚石和石墨混合等)。同种元素组成的纯净物才是单质。
2. 金刚石、石墨都是由碳原子构成的,C60是由C60分子构成的,一个C60分子由60个碳原子构成。
3. 石墨在一定条件下可以转化为金刚石,二者是碳元素组成的不同单质,该转化是化学变化。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)金刚石和石墨具有相同的
A.组成 B.结构 C.性质 D.应用
【答案】A
【解析】A、组成指的是构成物质的元素种类。金刚石和石墨都由碳元素(C)组成,没有其他元素,因此组成相同,A正确。
B、结构指的是金刚石和石墨碳原子的排列方式,金刚石中碳原子以正四面体结构排列,石墨中碳原子以六边形层状结构排列,层间作用力弱,结构不同,B错误。
C、性质包括物理性质和化学性质。由于结构不同,金刚石硬度高、不导电、不易发生化学反应;石墨软、导电、层间易滑动,性质不同,C错误。
D、应用基于性质。金刚石用于切割工具、钻头、珠宝等(利用其硬度);石墨用于铅笔芯、润滑剂、电极等(利用其软度和导电性),应用不同,D错误。
故选A。
2.(2024·江苏扬州·中考真题)下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A.铜呈紫红色,可用作导线 B.石墨能导电,可用作润滑剂
C.金刚石无色透明,可用于切割玻璃 D.稀有气体化学性质稳定,可用作保护气
【答案】D
【解析】A、铜具有导电性,可用作导线,与铜呈紫红色无关,故A不符合题意;
B、石墨具有滑腻感,可用作润滑剂,与石墨能导电无关,故B不符合题意;
C、金刚石硬度大,可用于切割玻璃,与金刚石无色透明无关,故C不符合题意;
D、稀有气体化学性质稳定,可用作保护气,故D符合题意;
故选D。
考点二 碳的氧化物
一、二氧化碳
1.二氧化碳的性质
(1)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,固态二氧化碳叫干冰。
实验:证明二氧化碳物理性质
倾倒CO2
CO2的溶解性实验
现象:下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
现象:塑料瓶变瘪
分析:CO2的密度比空气大;不能燃烧,也不支持燃烧
分析:部分CO2溶于水中,使瓶内的气体减少,导致瓶内压强减小,大气压强使塑料瓶变瘪
(2)化学性质:
①二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。
②二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O===H2CO3
实验:证明二氧化碳与水反应
实验
操作
Ⅰ.喷水
Ⅱ.放入CO2中
Ⅲ.喷水后放入CO2中
Ⅳ.吹干第三朵纸花
现象
纸花不变色
纸花不变色
纸花变红
纸花由红色变成紫色
分析
水不能使紫色石蕊变红
CO2不能使紫色石蕊变红
CO2与水反应生成了酸性物质,使紫色石蕊变红
生成的酸性物质不稳定,受热易分解
结论
CO2与水反应生成了碳酸,使紫色石蕊溶液变成红色 CO2+H2O=H2CO3
H2CO3 ∆ H2O+CO2↑
(3)二氧化碳与碱溶液反应:
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;
该反应用于检验CO2气体:将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,则为二氧化碳气体。
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应:CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O;应用:吸收或除去二氧化碳。
3.二氧化碳的用途
CO2的用途
依据的性质
①干冰(固体二氧化碳)作制冷剂,
用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。
干冰升华吸热(物理变化)
②灭火
①二氧化碳不能燃烧,②不支持燃烧,③密度比空气的大
③温室肥料(气肥),可以增大农作物的产量
CO2是光合作用的原料,能促进光合作用
④制汽水饮料(碳酸饮料)
CO2能溶于水;且与水反应生成碳酸
⑤化工原料,制纯碱、尿素等
能与多种物质反应
二、一氧化碳
1.物理性质:无色,无臭的气体,密度比空气略小,难溶于水。
2.化学性质:
可燃性
还原性
毒性
现象
产生蓝色火焰,罩在火焰上方的烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊。(点燃前一定要检验纯度)
黑色的氧化铜逐渐变成光亮的红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
CO极易与人体血液中的血红蛋白结合,使其不能再与氧气结合,造成人体缺氧,严重时会危及生命。冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意室内通风,防止CO中毒。
结论
一氧化碳燃烧生成二氧化碳
一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳
化学方程式
2CO+O2 点燃 2CO2
CO+CuO ∆ Cu+CO2
应用
许多气体燃料的主要成分
冶金工业做还原剂
三、一氧化碳与二氧化碳的比较
1.一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因:分子的构成不同。
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
溶解性
难溶于水
能溶于水
化学性质
可燃性
2CO+O2 点燃 2CO2
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+CuO ∆ Cu+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+O2 点燃 2CO2 ;C+ CO2 高温 2CO
2.鉴别二氧化碳和一氧化碳
鉴别方法
现象及结论
通入澄清石灰水
能使澄清石灰水变浑浊的是CO2,无明显现象的是CO
分别点燃
在空气中能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2
通入紫色石蕊溶液
能使紫色石蕊溶液变红的是CO2,无明显现象的是CO
还原金属氧化物
通入灼热的氧化铜中,使黑色粉末变红的是CO,没有明显现象的是CO2
3.除杂(括号内为杂质)
CO【CO2】方法:通入足量的石灰水(或氢氧化钠溶液)吸收; 原理:Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
CO2【CO】方法:通过灼热的氧化铜; 原理:CO+CuO △ Cu+CO2
构建物质网络——以二氧化碳为核心
①C→CO:2C+O2 点燃 2CO C+CO2 高温 2CO
② CO2 →CO:C+CO2高温 2CO
③ CO→CO2:2CO+O2 点燃 2CO2
CO+CuO △ Cu+CO2
3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
④ C→CO2:C+O2 点燃 CO2
C+2CuO高温 2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O3 高温3CO2↑+4Fe
⑤ CO2→H2CO3:CO2+H2O === H2CO3
⑥ H2CO3 →CO2:H2CO3 === CO2↑+H2O
⑦ CO2 →CaCO3:CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O
⑧ CaCO3 →CO2:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 高温 CO2↑+CaO
⑨CO2 →O2:
判断对错:
1.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。( )
错。酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红,将CO2气体通入紫色石蕊溶液中,CO2与溶液中的水反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红,并不是CO2使之变红。
2.可用燃着的木条检验CO2。( )
错。CO2能使燃着的木条熄灭,但能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2,如N2等也能使燃着的木条熄灭。检验CO2一般用澄清石灰水,燃着的木条一般用于检验CO2是否收集满。
3.CO2能扑灭所有可燃物引起的火灾。( )
错。一般情况下,CO2不可燃,也不助燃,因此CO2可用于一般可燃物燃烧的火灾,但CO2却能支持镁等活泼金属的燃烧,所以,由活泼金属燃烧引起的火灾不能用CO2灭火。
4.在炉子旁放一盆水,可放在CO中毒。( )
错。CO难溶于水,所以水不能吸收CO。
1.(2025·江苏宿迁·一模)性质决定用途,用途体现性质。下列物质的性质与用途对应关系一致的是
A.氧气能助燃,可作燃料
B.稀有气体化学性质稳定,可用于制造电光源
C.浓硫酸有吸水性,可做某些气体的干燥剂
D.二氧化碳密度比空气大,可用于灭火
【答案】C
【解析】A、氧气具有助燃性,但没有可燃性,不能用作燃料,故选项性质与用途对应关系不正确;
B、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,可用于制造多种用途的电光源,故选项性质与用途对应关系不正确;
C、浓硫酸具有吸水性,可做某些气体的干燥剂,故选项性质与用途对应关系正确;
D、二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,且密度比空气大,可用于灭火,故选项性质与用途对应关系不正确。
故选C。
2.(2025·江苏淮安·一模)化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列有关认识正确的是
A.分类观念:生铁、矿泉水、液氮都属于混合物
B.宏微结合:一氧化碳可燃、二氧化碳不可燃,是因为它们的分子构成不同
C.证据推理:氢氧化钠和盐酸反应无明显现象,中和反应都没有明显现象
D.守恒思想:过氧化氢分解生成氧气质量等于参加反应的过氧化氢中氧元素质量
【答案】B
【解析】A、生铁是铁的合金,矿泉水中含有水、可溶性钙、镁化合物、矿物质等,都属于混合物;液氮是液态的氮气,只含有一种物质,属于纯净物,故选项说法错误;
B、一氧化碳可燃、二氧化碳不可燃,一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同,是因为它们的分子构成不同,故选项说法正确;
C、稀盐酸和氢氧化钠溶液中和时无明显现象,但并不是所有酸碱中和反应都没有明显现象,如硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀,故选项说法错误;
D、根据可知,反应中消耗的过氧化氢中氧元素的质量等于生成的氧气的质量和生成水中氧元素的质量之和,故选项说法错误。
故选B。
考点三 二氧化碳的实验室制取
一、实验室制取二氧化碳
1.制取二氧化碳的化学反应原理
1.试剂的选择:稀盐酸和石灰石(或大理石)。
2.反应的化学方程式:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(1)实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2,是因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物,会覆盖在石灰石或大理石的表面,阻止反应继续进行。
(2)不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2,是因为浓盐酸挥发性强,挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。
(3)不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2,是因为反应速率太快,不便于收集气体。
2.制取二氧化碳的步骤
步骤
(1)连接装置,检查气密性
(2)加入固体试剂
(3)加入液体试剂
(4)收集并验满
示意图
操作及注意事项
用弹簧夹夹紧乳胶管,向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱,若水柱高度保持一段时间不变,说明装置气密性良好
将锥形瓶横放,用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口,再把锥形瓶慢慢竖立起来
长颈漏斗下端要在液面之下,形成“液封”,目的是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
收集:向上排空气法;验满:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则已集满
2.实验室里制取制取气体的一般思路和方法
(1)发生装置 (选择依据:反应物的状态和反应条件 )
固固加热型
固液常温型
高锰酸钾制氧气
稀盐酸和大理石(石灰石)制二氧化碳
试管口略
向下倾斜
适合制取
少量气体
适合制取
大量气体
长颈漏斗可随时添加液体药品,注意下端管口液封
分液漏斗可控制加入液体的速率,从而控制反应速率
注射器可控制加入液体的速率,从而控制反应速率
发生装置改进的优点:可实现固液的分离和接触,从而控制反应的开始和停止。
开始:打开弹簧夹,液体从长颈漏斗流下,淹没过石灰石,反应开始
开始:
打开弹簧夹
开始:打开弹簧夹,液体淹没固体
开始:将铜网浸入溶液中
开始:打开弹簧夹
停止:夹紧弹簧夹,液体由于气体压强回流回长颈漏斗,液体液面低于隔板固液分离,反应停止
停止:
关闭弹簧夹
停止:关闭弹簧夹,液体压入左侧
停止:拉动铜丝离开液面
停止:关闭弹簧夹
(2)收集装置 (选择依据:气体的溶解性和气体的密度 )
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项:导管口出现连续均匀的气泡时开始收集;集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满
注意事项:导管伸入集气瓶底部,以保证排尽集气瓶中空气。
注意事项:导管伸入集气瓶底部,以保证排尽集气瓶中空气。
(3)“多功能瓶”收集气体(比较原瓶内物质和即将进入瓶内的物质的密度:凡是密度大的,始终都从装置下端进出;凡是密度小的,始终都从装置上端进出。)
排水法
向上排空气法
向下排空气法
瓶内装满水
空瓶
空瓶
所有气体都从上端进,水从下端出
密度大的气体从容器下端进,密度小的空气从容器上端出
密度小的气体从容器上端进,密度大的空气从容器下端出
1.实验室制取二氧化碳的试剂只能写“大理石(或石灰石)”和“稀盐酸”,不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物,不能用化学式表示,它们的主要成分是碳酸钙。纯碳酸钙是粉末状,反应速度太快,来不及收集,也不能使用; “HCl”既可以表示盐酸,还可以表示氯化氢气体。
2.气体验满:验满时燃着的木条应放在集气瓶口,不能伸入集气瓶中。
3.当使用“多功能瓶”收集气体时,若用排空气法收集,应结合被收集气体的密度来判断;若用排水法收集,应按“短进气、长排水”连接。
1.(2025·江苏南通·中考真题)“二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是
A.制备CO2 B.收集CO2
C.干燥CO2 D.证明CO2能溶于水
【答案】D
【解析】A、制取二氧化碳时,长颈漏斗应伸到液面以下,避免生成的二氧化碳气体沿长颈漏斗逸散到空气中,选项错误;
B、二氧化碳的密度都比空气大,收集二氧化碳时应选择向上排空气法,选项错误;
C、二氧化碳能够与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,干燥二氧化碳不能选择氢氧化钠溶液,可选择浓硫酸,选项错误;
D、向盛满二氧化碳气体的软质塑料瓶中加入水,旋紧瓶塞振荡,软质塑料瓶变瘪,说明瓶中的二氧化碳气体减少,证明CO2能溶于水,选项正确;
故选D。
2.(2025·江苏连云港·中考真题)实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2,涉及的装置和操作正确的是
A.制取CO2 B.除去CO2中HCl
C.干燥CO2 D.收集CO2
【答案】A
【解析】A、实验室通常用石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可以选择该装置,符合题意;
B、氢氧化钠能与氯化氢反应生成氯化钠和水,但是氢氧化钠也能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,不但除去了杂质,也除去了原物质,不能用氢氧化钠除去二氧化碳中的氯化氢,不符合题意;
C、浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可用浓硫酸干燥二氧化碳,但是应“长进短出”,这样干燥的比较充分,不符合题意;
D、二氧化碳的密度比空气大, 用该装置收集二氧化碳,应从长管通入,不符合题意。
故选A。
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
1.自然界中的碳循环
(1)产生CO2:人和动植物呼吸、石油和天然气等化石燃料的燃烧等。
(2)消耗CO2:植物的光合作用、海水吸收。
2.二氧化碳对人体和环境的影响
(1)CO2对人体健康的影响:CO2本身 没有 毒性,但不能供给呼吸。人群密集的地方需注意通风换气。
进入久未开启的菜窖和山洞、深井前,需做灯火实验。
(2)CO2对环境的影响:空气中CO2含量过高,会使温室效应加剧,造成全球变暖等。
3.碳达峰碳中和目标的实现
(1)低碳行动是人类应对全球变暖的重要措施。
(2)实现“双碳”目标的措施主要有:
①各国签署限制二氧化碳排放的国际公约,并严格执行。
②减少使用化石燃料,更多地利用太阳能、风能等清洁能源。
③大力植树造林,严禁乱砍滥伐。
④采用物理、化学方法,捕集、利用、封存二氧化碳。
1.CO2不是空气污染物,但大气中CO2含量过高,会使温室效应加剧。
2.能产生温室效用的气体有:CO2、O3、CH4(甲烷)、N2O(一氧化二氮)、氟氯代烷等。
1.(2025·江苏常州·中考真题)
考点一 碳的单质
►考向01 碳单质的物理性质及用途
【典例】(2024·江苏徐州·中考真题)下列物质的性质和用途对应关系不正确的是
A.生石灰具有吸水性,可作干燥剂 B.红磷能燃烧产生白烟,可作烟幕弹
C.一氧化碳具有毒性,可用于炼铁 D.金刚石硬度大,可用于切割玻璃
【答案】C
【解析】A、生石灰具有吸水性,可用作干燥剂,这是因为生石灰,即氧化钙能与水反应,吸收水分,因此常被用作食品和其它物品的干燥剂,故A选项不符合题意;
B、红磷能燃烧产生白烟,可作烟幕弹,故B选项不符合题意;
C、一氧化碳具有还原性,能和金属氧化物反应生成金属单质和二氧化碳,在工业上可用于炼铁,故C选项符合题意;
D、金刚石硬度大,可用于切割玻璃,故D选项不符合题意。
故选C。
【变式】(2024·江苏盐城·中考真题)金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质,它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子
A.种类不同 B.大小不同 C.质量不同 D.排列方式不同
【答案】D
【解析】金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但是由于它们的原子排列方式不同,因此它们的性质存在着明显差异,故选D。
►考向02 碳单质的化学性质
【典例】(2023·江苏连云港·中考真题)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳
A.化学性质不活泼 B.硬度高 C.导电性能好 D.吸附能力强
【答案】A
【解析】A、常温下单质碳化学性质不活泼,不易发生反应,所以所画的画能保存至今,故A正确;
B、碳可作为墨,硬度较小,故B错误;
C、用碳画的画保存至今与导电性无关,故C错误;
D、用碳画的画保存至今与吸附能力无关,故D错误。
故选A。
【变式】(2025·江苏徐州·一模)徐州美食文化历史悠久,是烧烤的发源地,下列有关化学知识说法不正确的是
A.烧烤时闻到烤肉的香味,因为微观粒子是不断运动的
B.为保持营养均衡,可选择生菜一起食用,补充维生素
C.烧烤使用木炭,木炭在空气中燃烧有白色火焰同时放出热量
D.烤肉蘸醋可以缓解油腻,食醋呈酸性pH<7
【答案】C
【解析】A、烧烤时闻到烤肉的香味,是因为烤肉中含有的香味分子在不断运动,向四周扩散,使人们闻到烤肉的香味,故选项说法正确;
B、烤肉中富含蛋白质、油脂,生菜中富含维生素,因此为保持营养均衡,可选择生菜一起食用,补充维生素,故选项说法正确;
C、烧烤使用木炭,木炭在空气中燃烧发出红光,同时放出热量,故选项说法不正确;
D、烤肉蘸醋可以缓解油腻,食醋呈酸性pH<7,故选项说法正确。
故选C。
►考向03 木炭还原氧化铜实验
【典例】(2024·江苏盐城·中考真题)下列化学方程式反映的物质性质与后面所述用途不具有对应关系的是
A. 木炭可用于吸附色素
B. 生石灰可用作食品干燥剂
C. 小苏打可用于治疗胃酸过多症
D. 酒精可用作火锅燃料
【答案】A
【解析】A、木炭可用于吸附色素,是利用了木炭的吸附性,属于木炭的物理性质,C还原CuO是C的化学性质,不具有对应关系,符合题意;
B、生石灰可用作食品干燥剂,是因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,具有对应关系,不符合题意;
C、胃酸的成分是盐酸,小苏打可用于治疗胃酸过多症,是因为碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,具有对应关系,不符合题意;
D、酒精可用作火锅燃料,是因为酒精在空气中燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量热,具有对应关系,不符合题意;
故选A。
【变式】(2025·江苏宿迁·一模)如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图,下列说法正确的是
A.实验过程中,可观察到红棕色粉末逐渐变黑
B.给酒精灯加网罩的目的是集中火焰、提高温度
C.木炭使氧化铜还原为铜,木炭具有氧化性
D.实验结束后,先停止加热,再将导气管从澄清石灰水中撤出
【答案】B
【解析】A、碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,可观察都黑色固体变红色,该选项说法不正确;
B、酒精灯火焰上加网罩,能集中火焰,提高温度,该选项说法正确;
C、氧化铜中的氧被木炭夺走,体现了木炭的还原性,该选项说法不正确;
D、为了防止澄清石灰水倒吸,实验结束时,先将导管移出澄清石灰水,再停止加热,该选项说法不正确。
故选B。
考点二 碳的氧化物
►考向01二氧化碳的性质和用途
【典例】(2023·江苏连云港·中考真题)取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花上喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是
A.步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B.步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C.步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D.上述实验可证明与水反应生成酸
【答案】D
【解析】A、稀硫酸显酸性,能使石蕊变红,步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+,故A错误;
B、氢氧化钠溶液显碱性,能使石蕊变蓝,故B错误;
C、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,故C错误;
D、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,步骤④中二氧化碳和水反应生成一种酸,酸使石蕊变红,所以上述实验可证明CO2与水反应生成酸,故D正确。
故选D。
【变式】(2024·江苏苏州·中考真题)将纯净干燥的CO2缓慢通入下列装置,观察到现象:
a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;
b.塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。
(1)根据上述现象,得出关于CO2性质的结论是: 、 。
(2)将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)将CO2通入澄清石灰水,生成白色沉淀,该过程参加反应的离子有 (填离子符号)。
【答案】(1)CO2与水反应生成碳酸 CO2密度比空气大
(2)
(3)Ca2+、OH-
【解析】(1)由于玻璃管内的干燥纸花始终未变色;塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。所以得出关于CO2性质的结论是:CO2与水反应生成碳酸;CO2密度比空气大。故填:CO2与水反应生成碳酸;CO2密度比空气大。
(2)将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,说明碳酸受热分解生成二氧化碳和水,化学方程式。故填:
。
(3)由于将CO2通入澄清石灰水,生成白色沉淀,即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。根据化学方程式可知,该过程参加反应的物质是二氧化碳和氢氧化钙,二氧化碳由二氧化碳分子构成,以分子的形式参加反应,氢氧化钙溶液可解离出钙离子和氢氧根离子,所以该过程参加反应的离子有钙离子和氢氧根离子,离子符号分别为Ca2+、OH-。故填:Ca2+、OH-。
►考向02 一氧化碳的性质和用途
【典例】(2024·江苏连云港·中考真题)下列有关碳及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.石墨很软有滑腻感,可制造石墨电极
B.CO2能与NaOH反应,可用于人工降雨
C.具有还原性,可用于炼铁
D.NaHCO3呈白色,可用于治疗胃酸过多症
【答案】C
【解析】A、石墨具有良好的导电性,故可用于制造电极,不符合题意;
B、干冰(固体二氧化碳)升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨,不符合题意;
C、一氧化碳具有还原性,能与金属氧化物反应,可用于炼铁,符合题意;
D、碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故可用于治疗胃酸过多,不符合题意。
故选C。
【变式】(2024·江苏南京·中考真题)下列含碳物质的性质与用途之间具有对应关系的是______(填字母)。
A.石墨具有优良的导电性能,可用作电极
B.一氧化碳具有还原性,可用于冶金工业
C.干冰升华时会吸收大量的热,可作制冷剂
D.甲醛(HCHO)会与蛋白质发生反应,其水溶液可用来浸泡动物标本
【答案】ABCD
【解析】A、石墨具有良好的导电性,可作电极,该选项正确;
B、一氧化碳具有还原性,可还原金属氧化物,则可用于冶金工业,该选项正确;
C、干冰(固体二氧化碳)升华吸热,可作制冷剂,该选项正确;
D、甲醛能与蛋白质发生反应,破坏蛋白质的结构,使其变质,则其水溶液可用来浸泡动物标本,该选项正确。
故选ABCD。
►考向03 一氧化碳和二氧化碳的比较
【典例】(2025·江苏南通·中考真题)下列有关CO2和CO的说法不正确的是
A.CO2和CO均具有可燃性
B.减少化石燃料的使用可减少碳排放
C.CO2和CO在一定条件下可以相互转化
D.利用CO2人工合成淀粉对解决粮食危机和减少碳排放意义重大
【答案】A
【解析】A、二氧化碳没有可燃性,说法不正确;
B、减少化石燃料的使用可减少二氧化碳气体的排放,说法正确;
C、二氧化碳和碳单质高温生成一氧化碳,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,故CO2和CO在一定条件下可以相互转化,说法正确;
D、利用CO2人工合成淀粉可以消耗二氧化碳减少排放,同时合成淀粉可以解决粮食危机,说法正确。
故选A。
【变式】(2025·江苏宿迁·中考真题)物质的鉴别、检验、分离和提纯是重要的实验技能。下列实验方案设计不正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
取样,分别加入稀盐酸
B
检验稀盐酸中是否含有硫酸
取样,加入氯化钡溶液
C
分离一氧化碳和二氧化碳
将混合气体通入氢氧化钠溶液
D
除去氧化铜中少量木炭粉
在空气中充分灼烧
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A、黄铜中锌能与稀盐酸反应产生气泡(),黄金不与稀盐酸反应,可鉴别,方案正确;
B、硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀(),盐酸与氯化钡不反应,可检验,方案正确;
C、将混合气体通入氢氧化钠溶液,一氧化碳不反应,二氧化碳与氢氧化钠反应(),会导致二氧化碳转化为其它物质,方案错误;
D、木炭粉在空气中充分灼烧生成二氧化碳(),氧化铜不反应,可除去木炭粉,方案正确。
故选C。
考点三 二氧化碳的实验室制取
►考向01实验室制取二氧化碳的原理
【典例】(2024·江苏淮安·中考真题)实验室中可用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)图示为实验室制取的发生装置。实验中,若关闭止水夹,可观察到 (填实验现象),反应停止。
【答案】(1)
(2)稀盐酸被压入长颈漏斗中,液面降至多孔
【解析】(1)该反应是大理石或石灰石中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)图示为实验室制取CO2的发生装置,实验中,若关闭止水夹,装置中的气体增多,压强增大,可观察到稀盐酸被压入长颈漏斗中,液面降至多孔隔板以下,反应停止。
【变式】(2025·江苏常州·中考模拟)下图是实验室制取气体的部分装置,回答下列问题。
(1)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,发生反应的化学方程式为 。
(2)用上述装置制取二氧化碳时,选择发生装置和收集装置的组合是 。
(3)证明二氧化碳是否集满的方法是 。
【答案】(1)
(2)BD
(3)将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已集满
【解析】(1)大理石主要成分是碳酸钙,它与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,该反应是固体和液体在常温下进行,不需要加热,所以发生装置应选 B;二氧化碳密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集,所以收集装置选 D,组合为 BD。
(3)因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,所以将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,就表明集气瓶内二氧化碳已充满。
►考向02 实验室制取二氧化碳的仪器、装置和步骤
【典例】(2025·江苏淮安·中考真题)下列关于实验室制取CO2的操作,不能达到实验目的的是
A.检查气密性 B.制备CO2
C.干燥CO2 D.收集CO2
【答案】C
【解析】A、检查气密性时,关闭弹簧夹,向长颈漏斗中注水,若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好,该操作能达到实验目的,故不符合题意;
B、实验室制取二氧化碳是用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,属于固液不加热型反应,图中装置是固液不加热型发生装置,该操作能达到实验目的,故不符合题意;
C、用浓硫酸干燥二氧化碳时,气体应从长管进、短管出,让二氧化碳与浓硫酸充分接触,达到干燥效果,而图中气体从短管进,无法充分干燥,该操作不能达到实验目的,故符合题意;
D、二氧化碳密度比空气大,可用向上排空气法收集,该操作能达到实验目的,故不符合题意;
故选C。
【变式】(2024·江苏无锡·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,不需要选用的仪器是
A.锥形瓶 B.导管 C.集气瓶 D.酒精灯
【答案】D
【解析】A、实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,属于“固液常温型”,可以使用锥形瓶,故不符合题意;
B、实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,收集二氧化碳一定用到导管,故不符合题意;
C、实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,需要用集气瓶收集二氧化碳,故不符合题意;
D、实验室用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,反应不需要加热,不需要使用酒精灯,故符合题意;
故选D。
►考向03 实验室制取气体的综合考查
【典例】(2023·江苏宿迁·中考真题)下图为实验室常用仪器和装置的示意图,根据题意回答问题。
(1)写出标号①的仪器名称: 。
(2)实验室制取时,可用装置收集,说明具有的物理性质是 ;若要测量产生的体积,应将装置的 (填“a”或“b”)端与量筒连接。
(3)实验室制取的化学方程式为 。若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置是 (填字母);若要获得干燥的,可将发生装置与装置连接,中应盛放的试剂是 (填名称)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)密度比空气大 a
(3) B 浓硫酸
【解析】(1)①是锥形瓶;
(2)D是向上排空气法,适用于收集密度比空气大的气体。所以使用D收集氧气,说明氧气具有的物理性质是密度比空气大。氧气密度比水小,所以从F的短管b通入,水从长管a排出,排出水的体积为生成氧气的体积,所以应将 E 装置的a端与量筒连接。
(3)实验室可使用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳,大理石或石灰石的主要成分碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。化学方程式为。
B装置有多孔隔板。将块状固体药品放置在多孔隔板上,打开弹簧夹,液体药品从长颈漏斗加入,固液接触反应开始。关闭弹簧夹,气体无法排除,试管内压强变大,将液体压入长颈漏斗,液面低于隔板后固液分离反应停止。打开活塞气体排出,试管内压强减小,液体流下,固液接触反应开始。所以装置的优点是可以随时控制反应的发生和停止。
要获得干燥的二氧化碳则需要除去二氧化碳中的水蒸气,浓硫酸具有吸水性且不和二氧化碳反应,所以C中应盛放的试剂是浓硫酸。
【变式】(2024·江苏泰州·中考真题)走进实验室,利用下列装置开展化学实验。
I.二氧化碳的制备与性质一体化研究
(1)装置B中,仪器①的名称是 ,用大理石与稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为 ,属于 (填基本反应类型)。
(2)连接装置B、C,向塑料瓶内通入CO2, (填操作方法、现象),证明CO2已集满;取出导管,迅速加水至塑料瓶容积的处,滴入几滴紫色石蕊试液,拧紧瓶盖振荡,塑料瓶变瘪,石蕊变红。由此可得出的结论有 。
II.氧气的制备与燃烧条件一体化研究
(3)用装置A加热KMnO4制氧气,为防止粉末堵塞导管,采取的措施是 。用装置D制氧气,二氧化锰的作用是 ,反应的化学方程式为 。
(4)向装置E的长颈漏斗中注入80℃的水,接近燃烧匙,白磷燃烧,红磷不燃烧,证明可燃物燃烧须具备的条件是 ;为证明可燃物燃烧还须具备的条件,继续注入热水浸没燃烧匙,白磷熄灭,连接D、E装置,将双氧水注入试管中,观察到E中现象为 。
(5)白磷燃烧的产物P2O5对人体有危害,常用氢氧化钠溶液吸收,产物中含有磷酸根离子(PO),反应的化学方程式为 。
【答案】(1)锥形瓶 复分解反应
(2)用燃着的木条靠近瓶口,木条熄灭 不支持燃烧,能与水反应生成酸
(3)试管口处塞一团棉花 催化作用
(4)温度达到着火点 白磷燃烧
(5)
【解析】(1) 装置 B 中仪器①的名称是锥形瓶;
大理石(主要成分为)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为;
该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应。
故填:锥形瓶;;复分解反应。
(2) 证明已集满的操作:将燃着的木条放在塑料瓶瓶口,若木条熄灭,说明已集满;
加水振荡后塑料瓶变瘪(说明能溶于水,使瓶内压强减小),石蕊变红(说明与水反应生成酸性物质),则可得出:不支持燃烧,能与水反应生成酸。
故填:用燃着的木条靠近瓶口,木条熄灭;不支持燃烧,能与水反应生成酸。
(3)加热制氧气时,为防止粉末堵塞导管,需在试管口放一团棉花;
装置D中二氧化锰在过氧化氢分解反应中起催化作用,加快过氧化氢分解;
反应的化学方程式为。
故填:试管口处塞一团棉花;催化作用;。
(4)白磷燃烧、红磷不燃烧,说明可燃物燃烧须具备的条件是温度达到可燃物的着火点;
继续注入热水浸没燃烧匙,白磷因隔绝氧气熄灭;连接D、E装置,注入双氧水产生氧气,白磷重新与氧气接触且温度达到着火点,则观察到白磷燃烧。
故填:温度达到着火点;白磷燃烧。
(5) 白磷燃烧产物与氢氧化钠溶液反应,生成磷酸钠(含)和水,化学方程式为。
故填:。
考点四 二氧化碳队生活和环境的影响
►考向01碳达峰与碳中和
【典例】(2025·江苏常州·中考真题)光伏发电驱动电解水制氢是目前最为可行的大规模制氢技术之一。
(1)发展光伏发电能大幅减少 的排放,助力我国实现“双碳”目标。
(2)电解水制氢的化学反应方程式为 。
(3)科研人员发现,γ-MnO2可作为酸性条件下电解水的催化剂,则反应前后γ-MnO2的质量和 没有发生变化。
【答案】(1)二氧化碳
(2)
(3)化学性质
【解析】(1)发展光伏发电能大幅减少二氧化碳的排放,故填:二氧化碳;
(2)水在通电下生成氢气和氧气,故填:;
(3)催化剂在化学反应前后化学性质和质量不发生改变,故填:化学性质。
【变式】(2023·江苏泰州·中考真题)下列对节能减排的建议可行的是
A.生活垃圾集中焚烧 B.大力推广燃油汽车
C.推广使用光伏发电 D.禁止使用化石燃料
【答案】C
【解析】A、生活垃圾集中焚烧会产生大量的空气污染,不利于节能减排;
B、燃油汽车行驶过程中会排出大量的CO2及空气污染物,则大力推广燃油汽车不利于节能减排;
C、使用光伏发电可以减少火力发电,则可以减少CO2的排放,有利于节能减排;
D、合理的使用化石燃料可以达到节能减排的效果,禁止使用化石燃料不符合实际情况;
故选C。
►考向02 碳循环
【典例】(2025·江苏苏州·中考真题)自然界能减少大气中含量的途径是
A.火山喷发 B.森林着火 C.光合作用 D.碳酸分解
【答案】C
【解析】A、火山喷发会释放大量CO2等气体,增加大气中的CO2含量,故A错误;
B、森林着火时,燃烧有机物会生成CO2,增加大气中的CO2含量,故B错误;
C、光合作用是植物吸收CO2,将其转化为有机物和氧气的过程,直接减少大气中的CO2,故C正确;
D、碳酸分解会释放CO2,增加大气中的CO2含量,故D错误。
故选C。
【变式】(2023·江苏泰州·中考真题)下列不属于CO2吸收或转化途径的是
A.光合作用 B.加高烟囱
C.聚合成塑料 D.通入氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析A、植物的光合作用吸收二氧化碳释放出氧气,则可以吸收CO2;
B、加高烟囱无法吸收或转化排出的CO2;
C、用CO2作为原料合成塑料,可以转化CO2为可利用物质;
D、NaOH可以与CO2反应生成Na2CO3与H2O,则NaOH溶液可以吸收CO2;
故选B。
►考向03 二氧化碳的资源化利用
【典例】(2025·江苏盐城·中考真题)我国科研人员研制出一种新型催化剂,在该催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示。下列有关说法错误的是
A.反应Ⅰ属于化合反应 B.反应Ⅱ将无机化合物转化为有机化合物
C.该成果将二氧化碳变废为宝 D.该成果有利于达成碳中和的目标
【答案】A
【解析】A、反应Ⅰ的反应物是CO2和H2,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,推知产物除了CO外,还有一种含有氢元素的物质,反应Ⅰ不符合“多变一”的特征,不属于化合反应,A错误;
B、反应II将CO和H2转化为(CH2)n,CO属于无机化合物中的氧化物,(CH2)n表示一类有机化合物,B正确;
C、整个转化过程实现了二氧化碳转化为汽油,能将二氧化碳变废为宝,C正确;
D、该转化有二氧化碳参与,利用化学变化增加了二氧化碳的吸收量,有利于达成碳中和,D正确。
故选A。
【变式】(2024·江苏徐州·中考真题)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A.X的化学式为H2O2 B.甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C.反应前后分子的数目不变 D.参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
【答案】B
【解析】A、反应前碳、氢、氧原子个数分别为1、8、2,反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为1、4、0,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O,,故A错误;
B、甲烷中碳、氢元素的质量比为:12∶4=3∶1,故B正确;
C、微观上,该反应是1个二氧化碳分子和4个氢分子反应生成1个甲烷分子和2个水分子,反应前后分子的数目减少,故C错误;
D、参加反应的CO2和H2的质量比为:44∶(4×2)=11∶2,故D错误。
故选B。
1.(2024·江苏苏州·中考真题)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应②中,生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,实现“零碳”排放
【答案】C
【解析】A、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,由化学方程式可知,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1,故A说法正确;
B、反应②中,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,根据碳元素质量守恒,则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为,故B说法正确;
C、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为: ,反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为:,综合方程式为:,故转化过程中,H2O和H2虽然可循环转化,但是也需额外补充,故C说法错误;
D、甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为:,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为: ,由化学方程式可知,甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1:1,故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,可实现“零碳”排放,故D说法正确;
故选C。
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇,又称“液态阳光”技术。其合成项目示意图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.反应Ⅰ化学方程式为
B.反应Ⅱ中和的分子个数比为1∶1
C.生产48t甲醇,理论上可以吸收66tCO2
D.实现了CO2的资源化利用和“零碳”排放
【答案】B
【解析】A、反应1为水在光合发电作用下生成氢气和氧气,化学方程式为:,说法正确;
B、反应2为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为:CO2+3H2H2O+CH3OH,故二氧化碳和氢气的分子个数比为1:3,说法错误;
C、设生产48t甲醇,理论上吸收二氧化碳的质量为x,,说法正确;
D、该项目能消耗二氧化碳,可以有效降低空气中CO2含量,可以实现CO2的资源化利用和“零碳”排放,说法正确。
故选B。
3.(2024·江苏徐州·中考真题)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 。用B装置收集CO2,气体应从导管 (填“a”或“b”)端通入,因为CO2的密度是 。
(2)连接装置A和C,将CO2通入滴有酚酞试液的澄清石灰水中,观察到澄清的石灰水变浑浊,还可能观察到的现象为 ,装置D可用来证实植物的光合作用,通入适量CO2后,进行光照,试管内有气泡产生,检验试管内气体的方法是 。
(3)实验室用A装置还可以制备氧气或氢气,请写出其中一个反应的化学方程式: 。
(4)用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水,并不断振荡,装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据,如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上升的原因是 ,曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是 。
【答案】(1)锥形瓶 b 比空气大
(2)溶液由红色变成无色 把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气
(3)或
(4)注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大 能溶于水
【解析】(1)实验室用A装置制取CO2,先向锥形瓶中加入石灰石(主要成分是碳酸钙),再向长颈漏斗中注入稀盐酸,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;二氧化碳的密度比空气大,用B装置收集CO2,气体应从导管b端通入;
(2)滴有无色酚酞溶液的澄清石灰水呈红色,通入二氧化碳后,二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水,当二氧化碳恰好和氢氧化钙反应或二氧化碳过量时,溶液呈中性或酸性,红色溶液变成无色;通入适量CO2后,进行光照,绿色植物进行光合作用,消耗二氧化碳生成氧气,氧气具有助燃性,检验氧气的方法是:把带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则是氧气;
(3)A装置属于固、液常温型,可用作过氧化氢制取氧气的发生装置,也可用作锌和稀硫酸反应生成氢气的发生装置,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:;
(4)如图2,图中曲线EF段气体压强迅速上开的原因是注射器中的水进入集气瓶中,使气体的体积缩小,压强增大;
曲线FG段气体压强逐渐减小,说明CO2具有的性质是能溶于水,装置内气体减少,压强减小。
4.(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下实验装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
(1)用装置B制取CO2,关闭弹簧夹,反应停止后,液面应位于 (填“1”“2”或“3”)处。将纯净干燥的CO2缓缓通入装置C中,玻璃管内纸花始终未变色,塑料瓶内下面的纸花较上面的纸花先变红,可得出CO2的化学性质是 。
(2)高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)都可以作为化学制氧剂,是因为 。
①若用装置A制取O2,反应的化学方程式为 。
②装置D是某家用供氧器的原理示意图,向反应仓中依次加入过碳酸钠和二氧化锰,迅速产生O2并从过滤仓的水中逸出,可得出O2的性质是 。
【答案】(1)3 二氧化碳能与水反应
(2)它们均含氧元素 氧气不溶于水且与水不反应
【解析】(1)用装置B制取CO2,关闭弹簧夹,由于生成了气体,装置内压强增大,液体被压入长颈漏斗中,试管中液面下降,长颈漏斗中液面上升,固液分离,反应停止,故反应停止后,液面应位于3处;
将纯净干燥的CO2缓缓通入装置C中,玻璃管内纸花始终未变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色,塑料瓶内纸花变红,说明二氧化碳能与水反应,下面的纸花先变红,说明二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳能与水反应,需要通过化学变化才能表现出来,属于化学性质;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,氧气由氧元素组成,则高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)都可以作为化学制氧剂,是因为它们均含氧元素;
①若用装置A制取氧气,A装置适用于固体加热反应制取气体,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:;
②向反应仓中依次加入过碳酸钠和二氧化锰,迅速产生O2并从过滤仓的水中逸出,说明氧气不溶于水且与水不反应。
5.(2025·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,捕集、高效制氢与综合利用是重要课题。
Ⅰ.的捕集。制备捕集及再生的过程如下。
(1)转化①产生一种有毒气体,其化学式为 。
(2)与直接热解生成相比,“再生”反应的优点是 。
Ⅱ.的制取。
(3)光催化水制氢,原理如图1所示。整个过程中产生和的体积比为 。
(4)硼氢化钠水解制氢,原理为。
①不同钛(Ti)的氧化物催化水解产生的速率如图2所示。催化效率最好的是 。
②水解制氢方便,制得的纯度高,但价格昂贵阻碍其工业化发展。写出一条可能化解阻碍的发展路线 。
Ⅲ.综合利用。下列流程可实现、的贮存、释放和利用。
(5)“催化加氢”发生反应的化学方程式为 。
(6)利用“催化释氢”的产物催化合成乙酸时需添加 (填“”或“”)促进另一气体完全反应。
【答案】(1)CO
(2)能耗低
(3)
(4)/三氧化二钛 将反应产物还原为原料或寻找价格低廉的硼氢化物
(5)
(6)
【解析】(1)转化①中,加热后生成的同时还生成一种有毒的气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,则生成的有毒气体中含C元素,即该有毒气体是CO;
(2)由转化②可以看出,直接热解生成CaO需加热至800~1000℃,而“再生”反应只需600℃即可完成,因此“再生”反应较直接热解生成CaO所需的能耗低;
(3)由图示可知,该过程的实质是光催化分解水生成氢气和氧气,即,则分解生成和的体积比为;
(4)①由图2可以看出,钛的三种氧化物催化水解产生时,相同条件下三氧化二钛()作催化剂时,产生速率最高,即催化效果最好;
②由硼氢化钠水解制氢的反应可以看出,若能将反应产物还原为原料或寻找价格低廉的硼氢化物水解制氢,可有效化解价格昂贵的问题;
(5)“催化加氢”的过程是将和在催化剂的作用下合成甲醇()和的过程,反应的化学方程式为:;
(6)“催化释氢”过程是“催化加氢”的逆反应,即发生反应的化学方程式为,该反应生成和的分子个数比为;而由和合成乙酸()的过程中,发生反应的化学方程式为,该反应中参加反应的和的分子个数比为,则由催化释氢的产物催化合成乙酸时过量,因此需添加以促进完全反应。
1.(2024·江苏常州·中考真题)如图装置可用于制取二氧化碳并验证其性质。
(1)仪器a的名称是 。
(2)用该套装置进行实验的优点是 。
(3)实验中可观察到 (选填“干燥”或“湿润”)的紫色石蕊小纸花变红;澄清石灰水 (填现象),化学方程式为 。
(4)实验中用含的质量分数为80%的大理石2.5g与足量的稀盐酸反应,该实验条件下的密度为2,理论上能生成的体积是多少?写出计算过程。
【答案】(1)铁架台
(2)操作简便,可以控制反应速率,节约药品
(3)湿润 变浑浊
(4)设理论上能生成二氧化碳的质量为,
解得的体积为
答:理论上能生成的体积是0.44L。
【解析】(1)仪器a的名称为铁架台,故填:铁架台;
(2)该套实验装置将活塞旋开可以验证二氧化碳能是澄清石灰水变浑浊,可以验证二氧化碳能使湿润的紫色纸花变红,因此用该套装置进行实验的优点是操作简便,可以控制反应速率,节约药品,故填:操作简便,可以控制反应速率,节约药品;
(3)二氧化碳与水反应生成碳酸,能使紫色石蕊小纸花变红,实验中可观察到湿润的紫色石蕊小纸花变红,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为氢氧化钙与二氧化碳反应生成水和碳酸钙沉淀,化学方程式为,故填:湿润;变浑浊;;
(4)见答案。
2.(2024·江苏盐城·中考真题)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
Ⅰ 了解二氧化碳排放
(1)排放量增加可能引发的后果有______(选填字母序号,下同)。
A.冰川融化,海平面上升 B.极端天气频发
C.土地沙漠化,造成农业减产 D.影响自然生态系统,改变生物多样性
(2)空气中的主要来自于______。
A.动植物的呼吸作用 B.化石燃料的燃烧 C.植物的光合作用
(3)实验室制备。根据下列仪器装置,回答问题。
①写出标号仪器的名称:a. ,b. 。
②制取可在A~E中选用装置 ;装置F是在装置B基础上的改进,其优点是 。
Ⅱ 探究二氧化碳转化
(4)的吸收是其转化的有效方法。现有三种试剂:水、澄清石灰水、溶液,你认为最佳的吸收剂是 ,设计实验方案证明你的结论: 。
Ⅲ 研制低碳行动方案
(5)低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”,写出你的一个行动打算: 。
【答案】(1)ABCD
(2)AB
(3)试管 集气瓶 BC 可以控制反应发生与停止
(4)2%NaOH溶液 用三只相同的塑料瓶收集二氧化碳,分别注入等体积的水、澄清石灰水、2%NaOH溶液,盖上瓶盖,充分振荡,若注入2%氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪程度最大,说明2%氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果最好
(5)出行乘坐公交车(合理即可)
【解析】(1)A、空气中二氧化碳含量过高,会导致温室效应加剧。会导致全球变暖,冰川融化,海平面上升,正确;
B、温室效应会导致气候异常,发生极端天气,正确;
C、地球温度升高,会使地球上的水分加速蒸发到大气层中,地面变得干旱,植被退化,进而导致土地沙漠化,正确;
D、温度升高会影响生物的生长,影响生态系统,导致某些物种灭绝,正确;
故填:ABCD;
(2)A、动植物呼吸作用产生二氧化碳和水,符合题意;
B、化石燃料含有碳元素,完全燃烧会产生二氧化碳,符合题意;
C、植物光合作用消耗二氧化碳和水,不符合题意;
故填:AB;
(3)①图中可知,仪器a是试管,仪器b是集气瓶,故填:试管;集气瓶;
②实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,选择固液常温型发生装置,二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,二氧化碳的密度比空气的密度大,选择向上排空气法收集,故填:BC;
多孔隔板可以将固体放在试管中部,通过开关止水夹控制固体液体接触和分离,当止水夹打开,固液接触,反应发生,当止水夹夹紧,装置内生成气体导致压强增大,将液体挤回长颈漏斗,液面降到多孔隔板以下与固体分离,反应停止,装置的优点是可以控制反应的发生与停止,故填:可以控制反应的发生与停止;
(4)水能和二氧化碳反应生成碳酸,澄清石灰水和氢氧化钠能够和二氧化碳反应,用于吸收二氧化碳,但是澄清石灰水中氢氧化钙微溶于水,溶液浓度较小,吸收效果不好,氢氧化钠溶液中含有水和能与二氧化碳反应的氢氧化钠,吸收效果好,故填:2%氢氧化钠溶液;
证明吸收效果需要在相同条件下比较三种试剂吸收二氧化碳量的多少,如可以通过塑料瓶变瘪的程度比较吸收效果,故填:用三只相同的塑料瓶收集二氧化碳,分别注入等体积的水、澄清石灰水、2%NaOH溶液,盖上瓶盖,充分振荡,若注入2%氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪程度最大,说明2%氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果最好;
(5)低碳行动可以从减少二氧化碳排放角度做起,如出行乘坐公交车、节约用电等,故填:出行乘坐公交车(合理即可)。
3.(2024·江苏连云港·中考真题)CO2的捕集与资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段。利用CaO高温捕集CO2是目前很有前景的技术之一。
(1)制备CaO。
以蛋壳(主要成分为CaCO3,还有少量有机物等杂质)为原料可采用两种方法制备CaO:
方法一:将蛋壳粉碎后,800℃煅烧,得到CaO。
方法二:将蛋壳粉碎后,用醋酸(CH3COOH)将蛋壳中的碳酸钙转化为醋酸钙[Ca(CH3COO)2]后,800℃煅烧,得到CaO。
已知:
a.醋酸钙在空气中800℃煅烧时,反应的化学方程式为
b.制得的CaO固体越疏松多孔,捕集CO2的效果越好。
①方法一煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有 (填字母)。
a.蛋白质 b.糖类 c.油脂
②含有Ca2+的盐称为钙盐。下列关于方法二中醋酸与碳酸钙的反应,说法正确的是 (填字母)。
a.CaCO3和Ca(CH3COO)2均属于钙盐
b.无色酚酞溶液遇醋酸溶液显红色
c.醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有CO2气体生成
③研究表明:方法二制得的CaO捕集CO2的效果比方法一的更好,原因是 。
(2)捕集CO2。640℃时CaO能与CO2反应生成CaCO3,固定封存CO2。28gCaO最多能捕集CO2的质量是多少?(写出计算过程,否则不得分)
(3)CO2的资源化利用。光照条件下,将捕集的CO2催化转化为高价值燃料的反应过程如题图所示。该转化过程分两步进行:
第一步:光照时,H2在催化剂表面失去转化为H+。
第二步:CO2在催化剂表面获得不同数目的e-和H+,分别转化为甲、乙、丙等含一个碳原子的分子。
①图中产物甲的化学式为 。
②已知生成1个乙分子时有2e-参加反应,则生成一个丙分子时,需要有 e-参加反应。
【答案】(1)a a、c 获得等量CaO固体,方法二产生的气体比方法一的多,导致方法二生成的CaO更疏松多孔
(2)解:设28gCaO多能捕集CO2的质量为x。
x=22g
答:28gCaO最多能捕集22gCO2。
(3)CH4 6
【解析】(1)①蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味,所以煅烧过程中有烧焦羽毛的气味,说明蛋壳中含有蛋白质,故选a。
②a.CaCO3和Ca(CH3COO)2均含有钙离子,均属于钙盐,正确;
b.酚酞遇酸性、中性溶液不变色,为无色。醋酸溶液呈酸性,不能使酚酞变色,错误;
c.醋酸溶液中含有氢离子,碳酸钙中含有碳酸根离子,氢离子和碳酸根离子结合生成二氧化碳和水,所以醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙的同时,有CO2气体生成,正确;
故选ac。
(2)见答案。
(3)①1个二氧化碳分子由2个氧原子和一个碳原子组成,所以表示碳原子。1个氢气分子由2个氢原子组成,所以表示氢原子,所以甲的化学式为CH4。
②分子不带电。参与反应的二氧化碳不带电,氢离子带1个单位的正电荷,电子带一个单位的负电荷,所以参加反应的氢离子数目和电子数目相等。生成1个乙分子需要2个氢离子夺走1个二氧化碳分子中的1个氧原子,所以需要2e-参加反应。生成1个丙分子需要2个氢离子夺走1个二氧化碳分子中的1个氧原子,同时还需要4个氢离子进入1个丙分子中,所以一共需要6个氢离子,则需要6e-参加反应。
4.(2025·江苏连云港·中考真题)自然界中的碳氧循环是人类生存的基础。
绿色植物的光合作用可吸收CO2放出O2,反应∶6CO2+6XC6H12O6+6O2。
(1)C6H12O6属于___________(填字母)。
A.有机物 B.无机物 C.氧化物
(2)化合物X的化学式为 。
化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗O2,产生CO2。
(3)下列关于化石能源的说法正确的是___________(填字母)。
A.化石能源只能通过燃烧加以利用
B.石油炼制可得到煤气、汽油和石蜡等多种产品
C.与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放
(4)某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中CO2、O2含量高低,实验如下:
取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水集气法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表:
实验内容
现象
结论
向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,观察现象。
A中无明显现象,C中 。
呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量。
将燃着的小木条分别伸入B、D中,观察现象。
B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭。
呼出气体中O2含量 。
实现碳中和意义重大。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(5)“吸收”中所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 。
(6)“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用的原因是 。
(7)工业上常用高温煅烧CaCO3制取CO2并获取CaO。理论上获取1.1吨CO2时能生产CaO多少吨?(写出计算过程)
【答案】(1)A
(2)H2O
(3)C
(4)澄清石灰水变浑浊 小于空气中O2含量
(5)
(6)能与水、CO2反应生成KHCO3
(7)解:设获取1.1吨CO2时,理论上能生产CaO的质量为x。
解得:x=1.4t
答:获取1.1吨CO2时,理论上能生产生石灰的质量为1.4吨。
【解析】(1)C6H12O6是含碳化合物,属于有机物,故选A;
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类不变。反应后有6个C、12个H、18个O,反应前有6个C、12个O,相差12个H、6个O,则1个X中含有2个H和1个O,X的化学式为H2O,故填:H2O;
(3)A、化石能源除了燃烧外,还可以作为化工原料等,故A错误;
B、石油炼制可得到汽油和石蜡等多种产品,煤气是通过煤的干馏过程获得的,故B错误;
C、天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,则与燃煤相比,使用天然气可以减少SO2、氮氧化物等排放,故C正确。
故选C;
(4)实验结论是呼出气体中的CO2含量大于空气中CO2含量,二氧化碳能使澄清石灰水变浑,则向A、C中分别滴加等量的澄清石灰水,振荡,可观察到A中无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊;
将燃着的小木条分别伸入B、D中,B中无明显现象,D中燃着的木条熄灭,说明呼出气体中O2含量小于空气中O2含量;
故填:澄清石灰水变浑浊;小于空气中O2含量;
(5)根据流程图可知,KHCO3溶液与石灰乳的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙、碳酸钾和水,反应的化学方程式为,故填:;
(6)K2CO3能与CO2、水反应生成KHCO3,则“过滤”得到的K2CO3溶液能循环利用,故填:能与水、CO2反应生成KHCO3;
(7)详见答案。
5.(2024·江苏无锡·中考真题)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式: 。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径: 。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为 。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是 。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式: 。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)/
(2)Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4
(3)H2O2
(4)甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等
(5)
(6)解:设通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
答:通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
【解析】(1)还原反应室中炼铁的反应有一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳、氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁与水,化学方程式为、;
(2)在反应过程中Fe3O4与合成气中的CO或H2反应转化为Fe和CO2或H2O,Fe与H2O或CO2反应可重新转化为Fe3O4,实现Fe3O4的再生,因此能使Fe转化为Fe3O4的一条可能途径:Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4;
(3)由图可知,与氧气反应生成和X,2X分解生成水和氧气,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,则X是含有氢、氧两种元素的化合物且能分解生成水和氧气,则X为过氧化氢,其化学式为H2O2;
(4)CO2和H2可合成甲醇,化学方程式为,其中二氧化碳与甲醇的质量比为,甲醇燃烧又生成CO2,化学方程式为,其中甲醇与二氧化碳的质量比为,因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是:甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等;
(5)由图可知,二氧化碳在催化剂和通电条件下分解生成一氧化碳和氧气,化学方程式为;
(6)计算过程见答案。
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