内容正文:
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第六单元 碳和碳的氧化物
建议用时:20分钟
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【基础练·基础达标】
1.(2024·烟台)我国力争2060年前实现“碳中和”,彰显大国责任与担当。
“碳中和”的“碳”是指( )
A.二氧化碳 B.碳元素
C.碳原子 D.所有含碳物质
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(2024·盐城)阅读下列资料,完成下面2~4题:
透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的C60都是由碳元素组成的单质。碳原子核外电子数为6,其结构示意图如图1所示。
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金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软,有滑腻感。C60常温下为固体,能与K等金属反应生成超导体材料,如图2所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
2.下列关于C60的说法不正确的是( )
A.分子具有空心球体结构
B.是一种新型有机高分子材料
C.每个分子由60个碳原子构成
D.有可能在催化领域具有广泛应用
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3.下列摘录中,属于物质结构描述的是( )
A.碳原子核外电子数为6
B.金刚石可用来切割大理石
C.石墨很软
D.C60能与K等金属反应
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4.金刚石、石墨和C60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
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5.(2025·云南)下列有关碳和碳的氧化物说法不正确的是( )
A.CO和CO2均可通过C和O2反应得到
B.CO可作燃料,CO2可作气体肥料
C.CO有毒,煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
D.金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
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6.(2025·甘肃名校模拟)有关碳及碳的氧化物的说法中,正确的是( )
A.金刚石和石墨都是碳单质,它们的相互转化是物理变化
B.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质
C.CO2是引起温室效应的主要气体,因此大气中CO2的含量越少越好
D.CO和CO2元素组成相同,它们的化学性质相似
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7.(2025·山西模拟)实验课上,同学们用下图所示的装置制取二氧化碳气体,有关实验操作正确的一项是( )
A.连接仪器后直接加试剂
B.试管横放加入液体试剂
C.导管应伸到集气瓶底部
D.燃着的木条插入瓶中验满
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8.(2025·吉林长春名校模拟)细说二氧化碳的研究史。回答下列问题:
(1)晋朝张华所著《博物志》记载:“烧白石(主要成分CaCO3)作白灰(主要
成分CaO),……”烧白石的化学方程式是______________________。
(2)1772年,英国普里斯特利发现压强和温度会影响CO2气体在水中的溶
解,并将其应用于碳酸水(汽水)的生产。打开汽水瓶盖,气体从瓶中逸
出的主要原因是____________________________。
(3)1835年,德国蒂罗里尔成功制得干冰。干冰的一种用途是__________
________________。
CaCO3 CO2↑+CaO
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高温
压强减小,气体的溶解度减小
用于人工
增雨(合理即可)
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9.(2025·山西一模)在复习课上,同学们以结构图的形式对二氧化碳的
相关知识进行了如下整合。
请你联系实际,解决下面的问题:
(1)二氧化碳和一氧化碳都是碳的氧化物,性质却有很大不同的根本
原因是________________。
分子的构成不同
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(2)实验室制取二氧化碳时,将固体试剂装入试管的操作为______________
__________________________________________________________。
(3)二氧化碳能与水反应,发生反应的化学方程式为___________________。
(4)二氧化碳用途广泛,请举出一例:_______________。
(5)空气中二氧化碳的含量不断上升,导致温室效应增强,使全球气候变
暖。请写出一条缓解温室效应增强的具体措施:____________________
______。
将试管横放,
用镊子把大理石(或石灰石)放入试管口,再将试管慢慢竖立起来
CO2+H2O===H2CO3
灭火(合理即可)
出行时骑自行车(合理
即可)
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10.(2025·聊城茌平一模)实验室用石灰石和稀盐酸制备少量CO2并进行性
质实验,实验装置如图所示。
(1)B装置中发生反应的化学方程式为________________________________。
C装置是利用浓硫酸具有______性。
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
吸水
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(2)向D中缓慢通入气体研究CO2的部分性质,可证明CO2能与水反应的
现象是________________________________________________________
____;
可证明CO2密度比空气大的现象是________________________________
____________________。
(3)实验室用含杂质20%的石灰石2.5 g与足量稀盐酸反应,理论上能生成二氧化碳的质量是多少?(请写出计算过程)
乙处干燥紫色石蕊纸花不变色,甲、丙处湿润紫色石蕊纸花变
红
丙处湿润紫色石蕊纸花比甲处湿润
紫色石蕊纸花先变红
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解:设理论上生成二氧化碳的质量为x。
2.5 g 石灰石中所含碳酸钙的质量为2.5 g×(1-20%)=2 g。
CaCO3+2HCl==== CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
2 g x
=,x=0.88 g
答:理论上生成二氧化碳的质量为0.88 g。
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【能力练·培优提升】
11.(2025·深圳一模)如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验,下列说法错误的是( )
A.甲处的反应为C+CO2 2CO
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
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12.(2025·威海节选)走进碳家族
Ⅰ.碳的单质
(1)有人提出:可将碳加入金属活动性顺序中,其位置位于铝和锌之间。
在高温条件下,碳可以将排在它后面的金属从其氧化物中置换出来,
同时生成二氧化碳。请列举一例说明___________________________
_______(用化学方程式表示)。
2CuO+C 2Cu+CO2↑(合理
即可)
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高温
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(2)天然金刚石资源稀少,价格昂贵,人工合成金刚石一直是人们的
梦想。
请对比甲烷分子结构模型、金刚石结构模型(如图),从微观角度分析
用甲烷制金刚石的可行性_____________________________________
____________________。
甲烷分子和金刚石中都含有碳原子,且原
子间的结合方式相似
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Ⅱ.碳的化合物
(3)二氧化碳的调控
我国承诺力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。要实现这
些目标,主要有以下两种路径:
①从源头上减少CO2排放
能从源头上减少CO2排放的措施有________________________________
(答一条)。
用新能源替代化石燃料(合理即可)
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②促进CO2的吸收与转化
可将CO2注入深海,实现高压封存,但该方法会使海水的pH______(填
“增大”“减小”或“不变”),请解释原因_____________________________
__________。
植树造林能增加二氧化碳的吸收,绿色植物的光合作用能够将二氧化碳
转化为葡萄糖,反应的化学方程式为_____________________________。
“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成甲醇(CH3OH)和水。利用该技术生产6.4 t甲醇,能消耗二氧化碳的质量是____t。
减小
CO2与水反应生成碳酸,使海水
酸性增强
6CO2 +6H2O C6H12O6+6O2
光照
叶绿体
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13.(2024·青岛)实验是科学探究的重要手段。“追梦”小组用下图所示装置制取干燥、纯净的二氧化碳并验证其性质,感受实验之美、实验之趣。请回答下列问题。
已知:饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳气体中混有的氯化氢,所用除杂试剂均足量。
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(1)实验一中用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为
__________________________________,装置A中控制盐酸滴加速率的
仪器名称是__________,装置C中的试剂是________(填名称)。
(2)小组同学利用装置D验证二氧化碳的性质。实验过程中,先观察到澄
清石灰水变浑浊,后观察到燃着的木条熄灭。由此既可证明二氧化碳能
与____(填物质类别)反应,又可推测二氧化碳的一条用途是__________。
装置中干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润的紫色石蕊试纸变红,可证明
二氧化碳的化学性质是_______________________。
CaCO3+2HCl==== CaCl2+H2O+CO2↑
分液漏斗
浓硫酸
碱
用于灭火
CO2能与H2O反应生成酸
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(3)实验二中,t1时小组同学将注射器E中的氢氧化钠溶液快速推入三颈烧瓶,t2时再将注射器F中的溶液快速推入,测得三颈烧瓶内的压强随时间变化的趋势如图像所示。
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①用化学方程式表示bc段压强减小的原因:_________________________
______。
②注射器F中可能盛有______________ (填化学式)溶液。
③ab段和de段压强略微增大,都是由于__________________________造成
的。
CO2+2NaOH==== Na2CO3
+H2O
HCl(合理即可)
快速推入溶液,气体被压缩
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(4)进行实验三时,小组同学仅将实验二中的三颈烧瓶换成软塑料瓶,
试剂及操作均不变,推测出现的现象是__________________________。
软塑料瓶先变瘪后恢复原状
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14.(2024·滨州)小明和同学们在学习了工业炼铁的原理后,想通过自制一氧化碳模拟工业炼铁的化学原理。
【查阅资料】①二氧化碳和炭粉在高温的条件下生成一氧化碳;
②饱和碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应;
③饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢气体;
④一氧化碳既不与氢氧化钠溶液反应也不与澄清石灰水反应。
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【设计并进行实验】同学们设计并进行了下图所示的实验(装置气密性良
好)。
【实验分析】请结合实验完成下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________。
(2)装置C的作用是__________________。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
干燥二氧化碳气体
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(3)装置E中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(4)反应完毕,装置H中玻璃管内观察到的现象是______________________,
该反应的还原剂是_____ (填化学式)。
(5)装置J中点燃的酒精灯的作用是________________________________。
CO2 + 2NaOH==== Na2CO3 +H2O
固体由红棕色变成黑色
CO
处理尾气,防止一氧化碳污染空气
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15.(2025·苏州)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是________(填名称)。
②用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用
到的仪器有____ (填字母)。
稀盐酸
AC
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(2)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为__________________________。
②通入CO2后可观察到的现象为____________________。
滴有紫色石蕊溶液的蒸馏水
溶液由紫色变为红色
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(3)下列反应均能生成CO2。
A.木炭燃烧
B.碳酸钠与稀硫酸反应
C.石灰石高温分解
D.CO与Fe2O3高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是___(填字母)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是_____________
________________________________________(写两条)。
B
制得的CO2较
纯净;在常温下进行,操作简便(合理即可)
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(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?如图3,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图4所示。
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①图3中,通CO2导管的末端应处于___(填“A”或“B”)位置。
②图4所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约
为______________。
B
60%(或61.9%)
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