2027年中考化学一轮复习讲义--第05讲碳和碳的氧化物

第05讲 碳和碳的氧化物 内 容 导 航 知识点1 碳的单质 知识点2 二氧化碳的实验室制取 知识点3 碳的氧化物 知识点4 二氧化碳对生活和环境的影响 题型1 碳单质的物理性质及用途 题型2 碳的稳定性及应用 题型3 碳单质的可燃性 题型4 碳单质与某些氧化物的反应 题型5 木炭还原氧化铜的实验 题型6 木炭还原其他金属氧化物的实验 题型7 碳单质与二氧化碳的反应 题型8 二氧化碳与水的反应及实验 题型9 二氧化碳的物理性质 题型10 二氧化碳与碱的反应及实验 题型11 一氧化碳的物理性质 题型12 一氧化碳的可燃性 题型13 一氧化碳的还原性 题型14 一氧化碳的毒性 题型15 二氧化碳的实验室制法 题型16 制取二氧化碳的操作步骤和注意点 题型17 收集二氧化碳的方法及装置的选用 题型18 二氧化碳的检验和验满 题型19 制取二氧化碳实验的改进 知 识 点 通 关 知识点1 碳的单质 一、碳单质 1.金刚石、石墨和C60的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 结构 物理性质 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。 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。 有特殊的物理性质 用途 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。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、 材料科学等领域 物理性质不同的原因 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 二、碳单质的化学性质 1．常温下化学性质不活泼。 古代字画能长久保存；用炭黑制成的墨书写绘画，档案资料用碳素墨水书写； 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： （1）木炭还原氧化铜的实验 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 化学方程式 C + 2CuO 2Cu+CO2↑； 实验结论 生成了红色的铜和二氧化碳； 实验分析 C在化学反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂。 CuO在化学反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。 实验注意点 （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。 应用 （1）冶炼金属（炼铁）：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑ （2）与二氧化碳反应：C+CO2高温2CO（吸热反应） （烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度降低） （2）氧化还原反应 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 知识点2 二氧化碳的实验室制取 一、实验室制取二氧化碳 1．药品：块状石灰石（或大理石）与稀盐酸 2．化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （1）不用稀H2SO4的原因：生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石（或大理石）表面，阻止反应的进行。 （2）不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体混入生成的CO2中，使制得的气体不纯。 （3）不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因：反应速率太快，不易控制。 3．装置：固液不加热型 4．气体收集方法：向上排空气法（集气瓶口朝上） 5．实验步骤：连接仪器；检查装置气密性；装试剂（先固体后液体）；收集气体。 6．检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若变浑浊，则气体是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳。 7．工业制备二氧化碳：高温煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑ 二、实验室制取气体装置的选择 1.确定气体发生装置的依据：反应物的状态和反应条件 二氧化碳 氧气 试剂 大理石（或石灰石）、稀盐酸 过氧化氢 高锰酸钾 反应原理 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 反应物状态 固体和液体 固体和液体 固体 反应条件 不加热 不加热 加热 发生装置 固液不加热型 固体加热型 2.确定气体收集装置的依据：气体密度和水溶性 （1）向上排空气法（集气瓶口朝上）：收集密度比空气大，不与空气反应的气体； （2）向下排空气法（集气瓶口朝下）：收集密度比空气小，不与空气反应的气体。 （3）排水法：收集难溶于水，不与水反应的气体。 （4）三大气体收集方法及依据 二氧化碳 氧气 氢气 密度 比空气大 比空气大 比空气小 水溶性 能溶于水，与水反应 不易溶于水，不与水反应 难溶于水，不与水反应 收集方法 排水法 排水法；向上排空气法 排水法；向下排空气法 收集装置 3．几种固液不加热型发生装置的比较 固液不加热型 装置 优点 简单，仪器少 可随时添加液体试剂 可控制加入液体的速率来控制反应速率，产生平稳的气流 4．能控制反应发生和停止的发生装置 5．万能瓶收集气体 万能瓶收集气体，无论瓶内有水没水、装置正放倒放均可以这样判断：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 知识点3 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．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）。 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； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 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 实验操作 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干 现象 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 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.碳酸不稳定，易分解：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 （1）干冰的用途：做制冷剂，食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 （2）二氧化碳气体的用途：光合作用的原料；灭火；温室的气体肥料；化工产品的原料，制作碳酸饮料和尿素等。 二、一氧化碳 1．物理性质：无色无味的气体，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与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时，要注意房间的通风和换气。 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 2CO2点燃 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 3．一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是：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 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 （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 还原金属氧化铜 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 ①除去CO中混入的CO2杂质：通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）： CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ②除去CO2中混入的CO杂质： 通过灼热的氧化铜：CO+CuO △ Cu+CO2 构建物质网络——以二氧化碳为核心 ① 2C + O2 点燃 2CO ； ② C + O2 点燃 CO2 ； C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑； 3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑； ③ 2CO + O2 点燃 2CO2 ； CO+ CuO 加热 Cu + CO2 ； 3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 ； ④ C+CO2 高温 2CO ⑤ Ca(OH)2 + CO2 =CaCO3 ↓+ H2O （2NaOH + CO2 =Na2CO3 + H2O） ⑥ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ （Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑） CaCO3 高温 CaO + CO2↑ ⑦ H2O + CO2 = H2CO3 ⑧ H2CO3 = H2O + CO2↑ 知识点4 二氧化碳对生活和环境的影响 一、自然界中的碳循环绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 （1） 产生二氧化碳：人和动植物呼吸、石油和天然气等化石燃料的燃烧等。 （2） 消耗二氧化碳：植物的光合作用、海水吸收。 二、二氧化碳对人体和环境的影响 1．二氧化碳无毒但不能供给呼吸，超过一定含量对人体健康有影响，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．温室效应 （1）能产生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧、甲烷、一氧化二氮、氟氯代烷。 （2）造成温室效应增强的原因：人类消耗的化石燃料急剧增加，森林大面积减少，大气中二氧化碳含量不断上升。 （3）温室效应增强、全球变暖的危害：两极冰川融化，海平面上升，淹没沿海城市；土地沙漠化，农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。 考 点 演 练 题型1 碳 单 质 的 物 理 性 质 及 用 途 【典例1】下列制造高铁所用的材料为合成高分子材料的是（　　） A．铝合金车身 B．碳化硅陶瓷刹车片 C．聚丙烯塑料内饰 D．受电弓滑板中的石墨 【变式1】高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是（　　） A．滑腻感 B．还原性 C．导电性 D．熔点高 【变式2】金刚石薄膜可用作透镜等光学仪器的涂层。下列关于金刚石薄膜性质的推测不正确的是（　　） A．硬度大 B．透光性好 C．见光易分解 D．导热效果好 题型2 碳 的 稳 定 性 及 应 用 【典例1】北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色（墨是由炭黑制成），其原因是（　　） A．碳单质不溶于水 B．炭黑发生了变化 C．炭黑具有很强的吸附性 D．碳在常温下化学性质稳定 【变式1】物质的性质决定物质的用途。下列物质的性质和用途对应关系不一致的是（　　） A．焦炭用作冶金工业——氧化性 B．金刚石用于裁玻璃——硬度大 C．炭黑用于制作墨汁——常温下化学性质稳定 D．石墨用作电极——导电性 【变式2】国家档案馆藏着大量珍贵的历史文件、契约文书以及科研领域的核心技术档案，这些资料需要长期保存数百年甚至更久。因此书写时最好使用（　　） A．铅笔 B．圆珠笔 C．蓝墨水笔 D．碳素墨水笔 题型3 碳 单 质 的 可 燃 性 【典例1】耐压密闭容器中有一定质量的碳粉和氧气，用电加热板引燃使之充分反应，碳粉完全消失（如图1），利用压强传感器测定容器内的气压变化（如图2）。已知：一定温度和体积下，气体的压强与分子数成正比。下列说法正确的是（　　） A．AB段压强增大说明容器中碳粉已开始燃烧 B．BC段压强增大仅是因为反应放热 C．若将碳粉换成硫粉，其他条件不变，则最终压强也会稳定在1.5P0 D．最终压强为1.5P0说明最终气体为CO和CO2的混合物 【变式1】下列关于碳的各种模型（如下图）的说法，正确的是（　　） A．由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼 B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01g C．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同 D．图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由原子构成 【变式2】将一定质量碳粉在密闭容器中用电加热板引燃（如图1），一段时间后碳粉消失。用压强传感器测得容器内压强随时间的变化关系如图2。下列分析不正确的是（　　） A．AB段碳粉开始燃烧 B．此反应的化学方程式为：C+O2CO2 C．可向装置内加澄清石灰水检验生成物 D．BC段压强增大是反应放热导致 题型4 碳 单 质 与 某 些 氧 化 物 的 反 应 【典例1】建国初期，吉林电石厂作为我国重要的基础化工原料生产基地，为东北老工业基地的形成作出了重要贡献。其核心产品碳化钙（俗称电石，化学式为CaC2）的制备反应为：氧化钙与焦炭在高温电石炉中反应，生成碳化钙和一氧化碳，下列说法错误的是（　　） A．该反应的化学方程式为 B．该反应中，碳元素的化合价均不相同 C．反应前后，固体物质的总质量保持不变 D．产生的一氧化碳可回收利用，体现了绿色生产思想 【变式1】取碳和氧化铜的混合物ag，在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图。下列说法正确的是（　　） A．N点对应的固体为红色 B．M点对应的固体物质有两种 C．氧化铜中氧元素的质量为（a﹣b）g D．O∼t2min内，固体中铜元素的质量分数变小 【变式2】华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+2CO↑。关于该反应叙述错误的是（　　） A．2C表示2个碳原子 B．C具有还原性 C．该反应有两种氧化物 D．参加反应的C和SiO2的质量比为2：1 题型5 木 炭 还 原 氧 化 铜 的 实 验 【典例1】按图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验前后均通一段时间氮气，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是（　　） A．M点时，装置②导管口有气泡冒出，说明反应开始发生 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．实验中不需要进行尾气处理 【变式1】如图是碳和氧化铜发生反应的改进装置。下列说法正确的是（　　） A．碳和氧化铜反应的化学方程式为 B．酒精灯加金属网罩无用，可以不加 C．该装置中气球的作用是防止CO逸出污染空气 D．澄清石灰水可以吸收CO 【变式2】如图是高温条件下碳和氧化铜的反应装置和反应过程生成二氧化碳气体的图像，下列说法不正确的是（　　） A．OA段没达到两者反应温度 B．B点处试管中有2种固体物质 C．AC段（不含A和C点）全段试管内碳和氧元素质量皆减少 D．CD段试管内Cu元素质量分数不变 题型6 木 炭 还 原 其 他 金 属 氧 化 物 的 实 验 【典例1】某化学活动兴趣小组的同学利用如图进行木炭还原CuO的探究实验。已知：C+2CuO2Cu+CO2↑ C+CuOCu+CO↑ （1）该装置中试管口略向下倾斜的原因是：　 ；实验结束时，应 　 　 （填“先”或“后”）拔掉试管上的橡皮塞，原因是：　 　 。 （2）有同学认为该装置a处可能有CO冒出，他的理由是 　 　 。 由此，请你提出对上述C和CuO反应的装置的改进建议（只要求写两点） 　 　 ； 　 　 。 （3）他们通过查阅资料后，得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体。 ①请从元素守恒和元素质量分数两个方面说明生成的红色固体中可能存在氧化亚铜的原因：　 　 。 ②又知：Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu、H2O；Cu不能与常见的酸（HNO3除外）反应。请你设计一个简便的实验方案，证明红色固体中含有Cu2O。 实验步骤 实验现象与结论 化学反应方程式 （4）已知2Fe2O3+3C4Fe十3CO2↑， 如果C的量少一些，还会发生如下反应：2Fe2O3+C4FeO十CO2↑ ①当碳与氧化铁的质量比为 　 　 时，氧化铁会被还原成氧化亚铁； ②合成氨工业生产中所用的α﹣Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。 当催化剂中FeO与Fe2O3的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为多少？（保留2位小数） ③以Fe2O3为原料制备上述催化剂，为制得这种活性最高的催化剂100g，应取Fe2O3粉末的质量多少克？ 题型7 碳 单 质 与 二 氧 化 碳 的 反 应 【典例1】某小组同学利用如图装置进行创新实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精灯移至CuO处加热。下列说法错误的是（　　） A．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体 B．酒精灯加网罩是为了提高火焰温度 C．装置中发生反应：C+2CuO2Cu+CO2↑ D．气球可以收集尾气，防止污染空气 【变式1】（多选）密闭容器中，碳粉与二氧化碳的反应为C+CO22CO，有关说法正确的是（　　） A．有1g碳粉参加反应，气体总质量增加1g B．随着反应进行，CO的摩尔质量不断增大 C．随着反应进行，混合气体中碳元素的质量分数不变 D．反应前后，容器中气体所含的氧原子数不变 【变式2】实验室通过以下装置（气密性良好），验证二氧化碳与碳的反应。 （1）写出实验室制取二氧化碳的化学反应方程式 　 　 ，若要得到4.4g二氧化碳，反应中消耗的HCl为 　 　 mol。 （2）写出A处玻璃管中反应的化学方程式是 　 　 ；B处玻璃管中的现象是 　 　 。 （3）反应时，A处通入的二氧化碳的质量是ag，最后C处石灰水增重的质量＜ag，则可能的原因是 　 　 、　 　 （写出两条）。 （4）上述装置结束实验时的操作是 　 　 。 题型8 二 氧 化 碳 与 水 的 反 应 及 实 验 【典例1】如图是验证二氧化碳性质的实验装置。实验时，先关闭K1、K2，加热b。一段时间后，再通入CO2以下说法正确的是（　　） A．打开K1只能验证CO2的密度比空气大 B．关闭K1后观察到a处纸花变为红色 C．打开K2后，通过c处纸花现象说明CO2能使紫色石蕊变色 D．b处加热水的目的是二氧化碳与水充分接触 【变式1】在老师指导下，同学们用如图装置探究CO2能否与水发生反应。气体X、Y为N2和CO2中的一种。实验中装置气密性良好，一根导管通入气体时另一根导管为出气状态。相关的实验操作有：a．通入气体X；b．通入气体Y；c．滴加适量水，下列说法错误的是（　　） A．气体Y为CO2 B．N2的作用是将CO2排出 C．正确的操作步骤是abca D．对于无明显现象的化学变化，可以通过验证有新物质生成来证明反应的发生 题型9 二 氧 化 碳 的 物 理 性 质 【典例1】向一个300mL收集满二氧化碳气体的不易变形的硬质塑料瓶中加入约容积的蒸馏水，盖紧瓶盖，立即振荡。下列图像不能正确反映该实验中各量的变化关系的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】为探究CO2在不同物质中的溶解性，兴趣小组用4个烧瓶各收集250mL的气体，然后分别加入50mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化，实验装置如图1，实验结果如下表（实验前烧瓶内压强为104.20kPa，实验过程中保持温度恒定）。下列说法错误的是（　　） 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验① 空气 水 130.25kPa 实验② CO2 水 104.98kPa 实验③ CO2 盐酸溶液 106.67kPa 实验④ CO2 小苏打溶液 103.40kPa A．实验后，实验②压强小于实验①，原因可能是二氧化碳溶于水且与水反应 B．通过实验②中数据可知，1体积水约能溶解1体积CO2 C．根据实验②③④分析可知，三种液体中选用排盐酸溶液收集CO2效果更好 D．若图2表示实验③结束后液体上方CO2含量，则图3可表示实验②结束后液体上方CO2的含量 题型10 二 氧 化 碳 与 碱 的 反 应 及 实 验 【典例1】如图，杠杆已调至平衡。向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体，稍后再倒入澄清的石灰水（液面不接触乒乓球）。下列说法正确的是（　　） A．通入CO2气体后，左端乒乓球下降 B．整个过程中乒乓球位置始终没有变化 C．倒入澄清的石灰水轻轻振荡后，杠杆逐渐恢复原状 D．其他条件不变，将CO2换成CO会产生同样现象 【变式1】下列现象可用同一化学原理解释的是（　　） ①久置的石灰水，液面出现白膜 ②通过吸管向澄清石灰水中吹气，石灰水变浑浊 ③为使刚刷过石灰浆的墙壁快点干燥，在室内生一盆炭火，开始时墙壁反而更潮湿 ④向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳气体，溶液变红 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．③④ 题型11 一 氧 化 碳 的 物 理 性 质 【典例1】下列气体中具有刺激性气味的是（　　） A．一氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．二氧化硫 【变式1】关于一氧化碳的说法正确的是（　　） A．CO中碳元素与氧元素的质量比为3：4 B．CO分子中含有一个氧原子 C．一氧化碳中碳元素的化合价是+4价 D．一氧化碳溶于水后的溶液pH值小于7 题型12 一 氧 化 碳 的 可 燃 性 【典例1】推理是学习化学的一种重要方法，但推理必须科学、严谨。下列推理正确的是（　　） A．镁条可以在空气中燃烧，故铁丝也可以在空气中燃烧 B．二氧化碳可以灭火，故一氧化碳也能灭火 C．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物 D．分子是由原子构成的，故同种原子只能构成一种分子 【变式1】要除去二氧化碳中混有的少量CO，最好是将混合气体（　　） A．通过水 B．通过加热氧化铜 C．通过红热的碳 D．通过氢氧化钙溶液 【变式2】碳元素是组成物质种类最多的元素。 （1）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，其中由分子构成的是　 。 （2）碳和氧是人体中含量最多的两种元素，它们的本质区别是　 　 不同。 （3）煤炉里煤层上方的火焰常常呈现蓝色，其原因是　 （用化学方程式解释）。 题型13 一氧化碳的还原性 【典例1】下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（　　） A．常温下碳单质的化学性质比较活泼 B．木炭和一氧化碳都能用于冶炼金属 C．二氧化碳能使干燥的紫色石蕊纸条变红 D．一氧化碳和二氧化碳都有毒 【变式1】化学小组手抄报的主题是“碳”家族，下列内容与主题不符的是（　　） A．金刚石——自然界中“我”最硬 B．活性炭——吸附净水“小能手” C．一氧化碳——冶金“大师” D．二氧化碳——空气污染“元凶” 【变式2】（多选）如图，集气瓶中盛有少量澄清石灰水和一氧化碳，插入灼烧过的薄铜片，一段时间后再用燃着的木条检验剩余气体。下列说法正确的是（　　） A．该实验可验证CO具有还原性 B．Ⅰ中可观察到澄清石灰水变浑浊 C．Ⅲ中反应一段时间后振荡，只能观察到澄清石灰水变浑浊的现象 D．Ⅳ中用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，瓶口可能出现蓝色火焰 题型14 一 氧 化 碳 的 毒 性 【典例1】“卖炭翁，伐薪烧炭南山中。”这里的“炭”指木炭。下列关于木炭的说法正确的是（　　） A．冬天可使用燃烧木炭的方法给蔬菜大棚提供气体肥料 B．燃烧木炭取暖，要关闭门窗减少热量散失 C．木炭、石墨都含有碳元素，所以性质相同 D．木炭具有吸附性，可除去水中全部杂质 【变式1】劳动创造美好生活。对下列劳动项目相关内容的解释错误的是（　　） A．用装有金刚石的玻璃刀将玻璃裁割成块——金刚石硬度大 B．用碳素墨汁书写春联，字迹不易褪色——常温下碳的化学性质稳定 C．煤炉上放一壶水——防止煤气中毒 D．用活性炭除去冰箱内的异味——活性炭具有吸附性 【变式2】在实验室及日常生活中，可能会发生一些安全事故，正确的处理措施能减少事故对人体的伤害。下列有关事故的处理方法正确的是（　　） A．酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧，用水浇灭 B．久未开启的菜窖，先做“灯火实验”，确保安全再进入 C．实验室未贴标签的试剂，可以通过尝味道的方式进行鉴别 D．冬天燃煤取暖的封闭房间内放置一盆清水，预防一氧化碳中毒 题型15 二氧化碳的实验室制法 【典例1】如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是（　　） A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网可用铁丝网代替 D．应用块状石灰石进行实验 【变式1】在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器（如图1），实验过程中试管内气体压强变化如图2所示。下列有关说法错误的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐下降 B．cd段长颈漏斗中液面逐渐上升 C．c点对应的操作是打开弹簧夹 D．bc段大理石与稀盐酸脱离接触 题型16 制 取 二 氧 化 碳 的 操 作 步 骤 和 注 意 点 【典例1】实验室制取二氧化碳的相关选项中正确的是（　　） A．反应试剂 B．发生装置 C．收集方法 D．气体验满 【变式1】用大理石和稀盐酸制备二氧化碳，下列实验及操作正确的是（　　） A．加入大理石 B．取用稀盐酸 C．收集并验满 D．检验气体 题型17 收集二氧化碳的方法及装置的选用 【典例1】在实验室中下列说法或做法正确的是（　　） A．量筒不仅用来量取液体，还可用作反应容器 B．实验室制得氢气后，用玻璃片盖上瓶口正放于桌面上 C．二氧化碳可以用向下排空气法收集 D．做铁丝在氧气中燃烧的实验时要预先在充满氧气的集气瓶内装上少量水 【变式1】不用排水法收集二氧化碳，而用瓶口向上排空气法收集二氧化碳，原因是（　　） A．二氧化碳能溶于水，二氧化碳密度比空气大 B．二氧化碳密度比空气大 C．二氧化碳能溶于水，密度比空气小 D．二氧化碳密度比氧气小 题型18 二 氧 化 碳 的 检 验 和 验 满 【典例1】用排空气法收集一瓶二氧化碳气体，下面是验满的操作，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】为探究排空气法收集CO2时“木条熄灭”是否有集满，学习小组用图1装置进行实验，向瓶内持续通CO2，测定瓶内氧气体积分数的变化情况，数据如图2所示，并用燃着的木条置于瓶口观察是否熄灭。下列说法错误的是（　　） A．通入的导管伸入B处，更有利于空气的排出 B．分析可知，木条熄灭时不能说明已经收集满 C．为收集更高浓度CO2，可延长收集时间 D．C点时，三颈烧瓶内CO2的体积分数约为92.0% 题型19 制取二氧化碳实验的改进 【典例1】某化学小组设计了如图所示的“水草培育”二氧化碳自动补给装置。矿泉水瓶内发生反应的化学方程式为 　 　 ，水草需要吸收CO2进行 　 作用。若用盐酸代替稀硫酸，一段时间后，水草培育缸中溶液pH变小的原因是 　 　 。 【变式1】如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　 　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　 　 ，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　 （填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　 　 。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　 。 过 关 验 收 1．我国科学家发现在高温高压条件下石墨形成六方金刚石的全新路径。有关六方金刚石的说法中，正确的是（　　） A．该转化路径属于物理变化 B．该路径能在常温常压下进行 C．与O2反应生成碳的氧化物 D．碳原子排列方式与石墨相同 2．建立模型是学习化学的重要方法，下列模型正确的是（　　） A．地壳中元素含量 B．金刚石的结构 C．氧化反应与化合反应的关系 D．硫元素的质量分数 3．对于石墨的描述一定不正确的是（　　） A．只含碳元素 B．黑色 C．可作电极 D．属于有机物 4．石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。 回答下列问题： （1）下列物质的用途中，属于石墨的用途的是 　 　 。 A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石 D．作钻石 （2）活性炭作除味剂，是因为其具有疏松多孔的结构，因此它具有 　 　 性。 （3）木炭可用作燃料。从能量变化角度分析，木炭燃烧是 　 　 （填“放热”或“吸热”）反应。 5．模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A．原子结构 B．C60分子结构 C．地壳中元素含量 D．氯元素化合价 6．实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳． （1）在加入药品之前要进行的一项操作是　 　 ； （2）实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳，因为生成的微溶物硫酸钙会覆盖在石灰石表面而阻碍反应进一步进行．某小组经研究，用如图方法成功制得了大量二氧化碳（反应物为稀硫酸和石灰石），请对该小组实验能顺利进行的原因作出合理的推测　 　 ． 7．如图是小赵同学探究二氧化碳性质的实验装置。下列有关分析或现象描述正确的是（　　） A．蜡烛熄灭是因为降低着火点 B．大烧杯内上层蜡烛先熄灭 C．稀盐酸可换成稀硫酸 D．小烧杯内产生大量气泡 8．热爱劳动从我做起。下列劳动实践与化学知识的关系错误的是（　　） 选项 劳动实践 化学知识 A 清洁久未开启的菜窖前先通风 二氧化碳密度大于空气，容易在菜窖中积聚 B 用干电池的碳棒作电解水的电极 常温下石墨化学性质稳定且有良好导电性 C 明矾处理浑浊的天然水 明矾能使水中的悬浮杂质较快沉降 D 将变瘪的乒乓球放入热水中恢复原状 分子受热体积变大 A．A B．B C．C D．D 9．下列关于空气的说法不正确的是（　　） A．空气中氮气的体积分数约为20% B．稀有气体可用于制造电光源 C．食物变质与空气中氧气有关 D．固态二氧化碳可用于人工降雨 10．下列关于CO2的说法中错误的是（　　） A．结构：由CO2分子构成 B．性质：能溶于水中 C．制取：试剂大理石与稀硫酸 D．用途：可作灭火剂、气体肥料 11．2026年3月30日是“国际无废日”。餐桌零废，陕西先行；绿色生活，从我做起！下列不符合绿色低碳生活理念的是（　　） A．绿色出行：多选择公共交通工具 B．分类回收：养成垃圾分类习惯 C．变废为宝：购物大量使用塑料袋 D．餐桌革命：厨余垃圾变为肥料 12．我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了大国担当。“碳中和”的基本途径之一是增加对二氧化碳的吸收和转化，有人称其为“增汇”。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（　　） A．“碳中和”是指用碱中和产生的CO2 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐 D．将二氧化碳压缩封存，用于生产化肥尿素，可以实现“增汇” 13．某学习小组利用图1装置验证二氧化碳的有关性质，实验过程中压力传感器测得三颈烧瓶中压强随时间的变化如图2所示。分析判断下列说法错误的是（　　） A．实验开始时，需要检查装置的气密性 B．由图可知，实验中先推的是注射器a的活塞 C．m点之后的压强变大主要是因为反应放热所致 D．pq段过程中三颈烧瓶中有气泡产生，溶液由浑浊变澄清 14．某实验小组利用图1所示装置进行实验，探究CO2的性质：分别向三个烧瓶中注入等体积的水、饱和氢氧化钠溶液和饱和氢氧化钙溶液，一段时间后振荡烧瓶。利用数字化实验装置分别测定烧瓶内的压强变化，得到如图2所示的曲线图。下列说法错误的是（　　） A．在实验过程中，观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀 B．图2中曲线x、y、z分别对应的是饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液、水 C．图2中ab段压强增大，对应的操作是将注射器内的液体注入烧瓶中 D．图2中800s时气压急速减小，对应的操作是振荡烧瓶 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 碳和碳的氧化物 内 容 导 航 知识点1 碳的单质 知识点2 二氧化碳的实验室制取 知识点3 碳的氧化物 知识点4 二氧化碳对生活和环境的影响 题型1 碳单质的物理性质及用途 题型2 碳的稳定性及应用 题型3 碳单质的可燃性 题型4 碳单质与某些氧化物的反应 题型5 木炭还原氧化铜的实验 题型6 木炭还原其他金属氧化物的实验 题型7 碳单质与二氧化碳的反应 题型8 二氧化碳与水的反应及实验 题型9 二氧化碳的物理性质 题型10 二氧化碳与碱的反应及实验 题型11 一氧化碳的物理性质 题型12 一氧化碳的可燃性 题型13 一氧化碳的还原性 题型14 一氧化碳的毒性 题型15 二氧化碳的实验室制法 题型16 制取二氧化碳的操作步骤和注意点 题型17 收集二氧化碳的方法及装置的选用 题型18 二氧化碳的检验和验满 题型19 制取二氧化碳实验的改进 知 识 点 通 关 知识点1 碳的单质 一、碳单质 1.金刚石、石墨和C60的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 结构 物理性质 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。 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。 有特殊的物理性质 用途 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。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、 材料科学等领域 物理性质不同的原因 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 二、碳单质的化学性质 1．常温下化学性质不活泼。 古代字画能长久保存；用炭黑制成的墨书写绘画，档案资料用碳素墨水书写； 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： （1）木炭还原氧化铜的实验 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 化学方程式 C + 2CuO 2Cu+CO2↑； 实验结论 生成了红色的铜和二氧化碳； 实验分析 C在化学反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂。 CuO在化学反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。 实验注意点 （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。 应用 （1）冶炼金属（炼铁）：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑ （2）与二氧化碳反应：C+CO2高温2CO（吸热反应） （烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度降低） （2）氧化还原反应 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 知识点2 二氧化碳的实验室制取 一、实验室制取二氧化碳 1．药品：块状石灰石（或大理石）与稀盐酸 2．化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （1）不用稀H2SO4的原因：生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石（或大理石）表面，阻止反应的进行。 （2）不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体混入生成的CO2中，使制得的气体不纯。 （3）不能用纯的碳酸钙或碳酸钠反应的原因：反应速率太快，不易控制。 3．装置：固液不加热型 4．气体收集方法：向上排空气法（集气瓶口朝上） 5．实验步骤：连接仪器；检查装置气密性；装试剂（先固体后液体）；收集气体。 6．检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若变浑浊，则气体是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳。 7．工业制备二氧化碳：高温煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑ 二、实验室制取气体装置的选择 1.确定气体发生装置的依据：反应物的状态和反应条件 二氧化碳 氧气 试剂 大理石（或石灰石）、稀盐酸 过氧化氢 高锰酸钾 反应原理 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 反应物状态 固体和液体 固体和液体 固体 反应条件 不加热 不加热 加热 发生装置 固液不加热型 固体加热型 2.确定气体收集装置的依据：气体密度和水溶性 （1）向上排空气法（集气瓶口朝上）：收集密度比空气大，不与空气反应的气体； （2）向下排空气法（集气瓶口朝下）：收集密度比空气小，不与空气反应的气体。 （3）排水法：收集难溶于水，不与水反应的气体。 （4）三大气体收集方法及依据 二氧化碳 氧气 氢气 密度 比空气大 比空气大 比空气小 水溶性 能溶于水，与水反应 不易溶于水，不与水反应 难溶于水，不与水反应 收集方法 排水法 排水法；向上排空气法 排水法；向下排空气法 收集装置 3．几种固液不加热型发生装置的比较 固液不加热型 装置 优点 简单，仪器少 可随时添加液体试剂 可控制加入液体的速率来控制反应速率，产生平稳的气流 4．能控制反应发生和停止的发生装置 5．万能瓶收集气体 万能瓶收集气体，无论瓶内有水没水、装置正放倒放均可以这样判断：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 知识点3 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．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）。 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； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 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 实验操作 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干 现象 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 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.碳酸不稳定，易分解：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 （1）干冰的用途：做制冷剂，食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 （2）二氧化碳气体的用途：光合作用的原料；灭火；温室的气体肥料；化工产品的原料，制作碳酸饮料和尿素等。 二、一氧化碳 1．物理性质：无色无味的气体，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与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时，要注意房间的通风和换气。 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 2CO2点燃 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 3．一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是：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 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 （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 还原金属氧化铜 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 ①除去CO中混入的CO2杂质：通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）： CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ②除去CO2中混入的CO杂质： 通过灼热的氧化铜：CO+CuO △ Cu+CO2 构建物质网络——以二氧化碳为核心 ① 2C + O2 点燃 2CO ； ② C + O2 点燃 CO2 ； C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑； 3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑； ③ 2CO + O2 点燃 2CO2 ； CO+ CuO 加热 Cu + CO2 ； 3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 ； ④ C+CO2 高温 2CO ⑤ Ca(OH)2 + CO2 =CaCO3 ↓+ H2O （2NaOH + CO2 =Na2CO3 + H2O） ⑥ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ （Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑） CaCO3 高温 CaO + CO2↑ ⑦ H2O + CO2 = H2CO3 ⑧ H2CO3 = H2O + CO2↑ 知识点4 二氧化碳对生活和环境的影响 一、自然界中的碳循环绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 （1） 产生二氧化碳：人和动植物呼吸、石油和天然气等化石燃料的燃烧等。 （2） 消耗二氧化碳：植物的光合作用、海水吸收。 二、二氧化碳对人体和环境的影响 1．二氧化碳无毒但不能供给呼吸，超过一定含量对人体健康有影响，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．温室效应 （1）能产生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧、甲烷、一氧化二氮、氟氯代烷。 （2）造成温室效应增强的原因：人类消耗的化石燃料急剧增加，森林大面积减少，大气中二氧化碳含量不断上升。 （3）温室效应增强、全球变暖的危害：两极冰川融化，海平面上升，淹没沿海城市；土地沙漠化，农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。 考 点 演 练 题型1 碳 单 质 的 物 理 性 质 及 用 途 【典例1】下列制造高铁所用的材料为合成高分子材料的是（　　） A．铝合金车身 B．碳化硅陶瓷刹车片 C．聚丙烯塑料内饰 D．受电弓滑板中的石墨 【答案】C 【分析】A．根据铝合金属于金属材料，进行分析； B．根据碳化硅陶瓷属于无机非金属材料，进行分析； C．根据聚丙烯塑料是人工合成的有机高分子化合物，进行分析； D．根据石墨属于无机非金属材料，进行分析。 【解答】解：A．铝合金车身所用材料是铝合金，属于金属材料，故A错误； B．碳化硅陶瓷刹车片所用材料是碳化硅陶瓷，属于无机非金属材料，故B错误； C．聚丙烯塑料内饰所用材料是聚丙烯塑料，塑料属于三大合成高分子材料之一，故C正确； D．受电弓滑板中的石墨属于无机非金属材料，故D错误； 故选：C。 【变式1】高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是（　　） A．滑腻感 B．还原性 C．导电性 D．熔点高 【答案】B 【分析】物质的性质决定物质的用途，用石墨制成的电刷，它是电车与架空电线的接触点，电车与架空电线的接触点由于高速摩擦，会产生高温，据此进行分析解答。 【解答】解：A、石墨具有滑腻感，因此用石墨制成的受电弓滑板能够减小与接触网的摩擦，故该选项说法正确，不符合题意； B、高铁动车的高速运行是依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，该过程中不涉及还原反应，因此石墨制成的受电弓滑板与还原性无关，故该选项说法错误，符合题意； C、受电弓滑板的主要用途是用于输电，因此石墨制成的电受电弓滑板与石墨的导电性有关，故该选项说法正确，不符合题意； D、高铁动车的高速运行是依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，因此石墨制成的受电弓滑板应该具有耐高温、熔点高的性质，故该选项说法正确，不符合题意； 故选：B。 【变式2】金刚石薄膜可用作透镜等光学仪器的涂层。下列关于金刚石薄膜性质的推测不正确的是（　　） A．硬度大 B．透光性好 C．见光易分解 D．导热效果好 【答案】C 【分析】A．根据金刚石是天然存在的最硬的物质，金刚石薄膜也应具有硬度大的性质，进行分析； B．根据金刚石薄膜用作透镜等光学仪器的涂层，说明其透光性好，进行分析； C．根据金刚石化学性质稳定，常温下不易与其他物质反应，进行分析； D．根据金刚石具有良好的导热性，金刚石薄膜也应具有导热效果好的性质，进行分析。 【解答】解：A、金刚石是天然存在硬度最大的物质，硬度大的推测合理，故A推测正确。 B、透镜类光学仪器需要涂层具备良好透光性才不会影响使用效果，该推测合理，故B推测正确。 C、金刚石是碳单质，常温下化学性质非常稳定，见光不会分解，且若见光易分解无法长期作为光学涂层使用，故C推测错误。 D、金刚石导热性远优于多数常见金属，导热效果好的推测合理，故D推测正确。 故选：C。 题型2 碳 的 稳 定 性 及 应 用 【典例1】北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色（墨是由炭黑制成），其原因是（　　） A．碳单质不溶于水 B．炭黑发生了变化 C．炭黑具有很强的吸附性 D．碳在常温下化学性质稳定 【答案】D 【分析】根据碳在常温下化学性质稳定解答即可。 【解答】解：A、碳单质不溶于水与字画不褪色无关，故A错误； B、炭黑若发生变化则会影响颜色，与事实不符，故B错误； C、吸附性与字画褪色无关，故C错误； D、碳在常温下化学性质稳定，不易与其他物质反应，因此墨迹能长久保存不褪色，故D正确； 故选：D。 【变式1】物质的性质决定物质的用途。下列物质的性质和用途对应关系不一致的是（　　） A．焦炭用作冶金工业——氧化性 B．金刚石用于裁玻璃——硬度大 C．炭黑用于制作墨汁——常温下化学性质稳定 D．石墨用作电极——导电性 【答案】A 【分析】物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。 【解答】解：A、焦炭用于冶金工业，是利用其还原性，可将金属氧化物中的金属还原出来，说法错误，故符合题意； B、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可用于裁玻璃，说法正确，故不符合题意； C、炭黑主要成分为碳，常温下碳的化学性质稳定，因此炭黑可制作墨汁，书写的内容能长期保存，说法正确，故不符合题意； D、石墨具有良好的导电性，因此可以用作电池电极，说法正确，故不符合题意； 故选：A。 【变式2】国家档案馆藏着大量珍贵的历史文件、契约文书以及科研领域的核心技术档案，这些资料需要长期保存数百年甚至更久。因此书写时最好使用（　　） A．铅笔 B．圆珠笔 C．蓝墨水笔 D．碳素墨水笔 【答案】D 【分析】A、根据铅笔字迹能被橡皮等擦掉分析； B、根据圆珠笔能褪色或降解分析； C、根据蓝墨水笔的墨水能褪色或降解分析； D、根据碳在常温下化学性质稳定分析。 【解答】解：A、铅笔字迹能被橡皮等擦掉，不能保存，故A不符合题意； B、圆珠笔可能褪色或化学降解，不适合长期保存，故B不符合题意； C、蓝墨水笔的墨水可能褪色或化学降解，不适合长期保存，故C不符合题意； D、碳素墨水的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，不易与其他物质反应，耐光、耐水，因此字迹能长期保存。故D符合题意。 故选：D。 题型3 碳 单 质 的 可 燃 性 【典例1】耐压密闭容器中有一定质量的碳粉和氧气，用电加热板引燃使之充分反应，碳粉完全消失（如图1），利用压强传感器测定容器内的气压变化（如图2）。已知：一定温度和体积下，气体的压强与分子数成正比。下列说法正确的是（　　） A．AB段压强增大说明容器中碳粉已开始燃烧 B．BC段压强增大仅是因为反应放热 C．若将碳粉换成硫粉，其他条件不变，则最终压强也会稳定在1.5P0 D．最终压强为1.5P0说明最终气体为CO和CO2的混合物 【答案】D 【分析】根据题意可知，一定温度和体积下，气体的压强与分子数成正比，碳充分燃烧生成二氧化碳，此过程中氧分子和二氧化碳分子的分子个数比为1：1，生成二氧化碳的过程中气体体积不变；碳不充分燃烧生成一氧化碳，此过程中氧分子和一氧化碳的分子个数比为1：2，生成一氧化碳的过程中气体体积增大；若完全转化为一氧化碳，气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，但图示中显示压强为原来的1.5倍，所以没有完全生成一氧化碳，即反应后的气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物，进行分析判断。 【解答】解：A、AB段压强增大是因为电热丝通电放热，容器内温度升高，气体受热膨胀，此时容器中碳粉还未开始燃烧，故选项说法错误。 B、BC段压强增大，说明有气体生成且反应放热，碳和氧气反应生成一氧化碳、二氧化碳，同时一氧化碳和氧气可以继续反应生成二氧化碳，至少发生2个化学反应，故选项说法错误。 C、硫在氧气中燃烧只生成二氧化硫，此过程中氧分子和二氧化硫分子的分子个数比为1：1，生成二氧化硫的过程中气体体积不变，若将碳粉换成硫粉，其他条件不变，最终压强会稳定在P0，故选项说法错误。 D、碳充分燃烧生成二氧化碳，此过程中氧分子和二氧化碳分子的分子个数比为1：1，生成二氧化碳的过程中气体体积不变；碳不充分燃烧生成一氧化碳，此过程中氧分子和一氧化碳的分子个数比为1：2，生成一氧化碳的过程中气体体积增大；若完全转化为一氧化碳，气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，但图示中显示压强为原来的1.5倍，所以没有完全生成一氧化碳，即反应后的气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物，故选项说法正确。 故选：D。 【变式1】下列关于碳的各种模型（如下图）的说法，正确的是（　　） A．由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼 B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01g C．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同 D．图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由原子构成 【答案】C 【分析】A、根据碳的化学性质来分析； B、根据元素周期表的信息来分析； C、根据物质的组成与质量守恒定律来分析； D、根据碳单质的构成来分析。 【解答】解：A、由图1可知碳原子的最外层有4个电子，在化学反应中既不易得电子，也不易失电子，可推测常温下碳的化学性质不活泼，故说法错误； B、由图2可知碳的相对原子质量为12.01，而不是一个碳原子的质量为12.01g，故说法错误； C、图3中金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的碳单质，均具有可燃性，完全燃烧后的产物都是二氧化碳，故说法正确； D、图3中石墨、金刚石均由碳原子构成，C60由C60分子构成，故说法错误。 故选：C。 【变式2】将一定质量碳粉在密闭容器中用电加热板引燃（如图1），一段时间后碳粉消失。用压强传感器测得容器内压强随时间的变化关系如图2。下列分析不正确的是（　　） A．AB段碳粉开始燃烧 B．此反应的化学方程式为：C+O2CO2 C．可向装置内加澄清石灰水检验生成物 D．BC段压强增大是反应放热导致 【答案】B 【分析】根据碳在氧气中燃烧可能生成二氧化碳或一氧化碳，结合压强变化图像，判断各选项正误解答即可。 【解答】解：A、AB段压强上升，说明碳开始燃烧放热，故A正确； B、若生成CO2，反应前后气体体积不变，压强最终应恢复；但图像中最终压强高于初始，说明气体分子数增加，应为生成CO，化学方程式为2C+O2＝2CO，故B错误； C、可向装置内加澄清石灰水检验生成物，若生成CO2则变浑浊，但若生成CO则无现象，此法可行，故C正确； D、BC段压强增大是反应放热导致气体膨胀，故D正确； 故选：B。 题型4 碳 单 质 与 某 些 氧 化 物 的 反 应 【典例1】建国初期，吉林电石厂作为我国重要的基础化工原料生产基地，为东北老工业基地的形成作出了重要贡献。其核心产品碳化钙（俗称电石，化学式为CaC2）的制备反应为：氧化钙与焦炭在高温电石炉中反应，生成碳化钙和一氧化碳，下列说法错误的是（　　） A．该反应的化学方程式为 B．该反应中，碳元素的化合价均不相同 C．反应前后，固体物质的总质量保持不变 D．产生的一氧化碳可回收利用，体现了绿色生产思想 【答案】C 【分析】根据题意可知，核心产品碳化钙（俗称电石，化学式为CaC2）的制备反应为：氧化钙与焦炭在高温电石炉中反应，生成碳化钙和一氧化碳，结合碳的化学性质、化合价的一般规律、质量守恒定律等，进行分析判断。 【解答】解：A、氧化钙与焦炭在高温电石炉中反应，生成碳化钙和一氧化碳，反应的化学方程式为，故选项说法正确。 B、单质中的元素的化合价为0，反应物碳中碳元素的化合价为0，生成物CaC2中钙元素显+2价，设碳元素的化合价为x，化合物中各元素正负化合价代数和为零，则（+2）+x×2＝0，x＝﹣1，CO中O为﹣2价，则CO中C为+2价，该反应中各物质碳元素的化合价均不同，故选项说法正确。 C、反应前固体为CaO和C，反应后固体为CaC2，CO为气体逸出，固体总质量减少，故选项说法错误。 D、CO回收利用可减少污染，体现绿色生产，故选项说法正确。 故选：C。 【变式1】取碳和氧化铜的混合物ag，在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图。下列说法正确的是（　　） A．N点对应的固体为红色 B．M点对应的固体物质有两种 C．氧化铜中氧元素的质量为（a﹣b）g D．O∼t2min内，固体中铜元素的质量分数变小 【答案】A 【分析】碳和氧化铜发生的反应是。 【解答】解：A、在N点，C和CuO恰好完全反应，生成的固体是红色铜单质，故A正确。 B、M点位于反应过程中，此时存在未反应完的碳、氧化铜和生成的铜，共三种固体，故B错误。 C、（a﹣b）g是反应前后固体总质量的减少量，等于生成的二氧化碳的总质量，故C错误。 D、在整个反应过程（0～t2min）中，铜元素的质量保持不变，但固体总质量逐渐减少，固体中铜元素的质量分数增大，故D错误。 故选：A。 【变式2】华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+2CO↑。关于该反应叙述错误的是（　　） A．2C表示2个碳原子 B．C具有还原性 C．该反应有两种氧化物 D．参加反应的C和SiO2的质量比为2：1 【答案】D 【分析】A、原子的表示方法：用元素符号来表示一个原子，表示多个该原子，就在其元素符号前加上相应的数字。 B、在该反应中，碳夺取了二氧化硅中的氧，使二氧化硅被还原，所以碳具有还原性。 C、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。 D、根据化学方程式及其相对分子质量可以进行相关方面的计算。 【解答】解：A、原子的表示方法：用元素符号来表示一个原子，表示多个该原子，就在其元素符号前加上相应的数字，则2C表示2个碳原子，故选项说法正确；故选项不符合题意。 B、在该反应中，碳夺取了二氧化硅中的氧，使二氧化硅被还原，所以碳具有还原性，故选项说法正确；故选项不符合题意。 C、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。在这个反应中，SiO2由硅和氧两种元素组成，CO由碳和氧两种元素组成，两物质都是氧化物，所以该反应有两种氧化物，故选项说法正确；故选项不符合题意。 D、参加反应的C和SiO2的质量比为（12×2）：（28+16×2）＝2：5，故选项说法错误；故选项符合题意。 故选：D。 题型5 木 炭 还 原 氧 化 铜 的 实 验 【典例1】按图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验前后均通一段时间氮气，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是（　　） A．M点时，装置②导管口有气泡冒出，说明反应开始发生 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．实验中不需要进行尾气处理 【答案】C 【分析】高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，结图2中反应前后固体质量变化规律进行分析。 【解答】解：A、由图可知，M点时，固体的质量还没有发生变化，说明此时反应还未发生，装置②导管口有气泡冒出，是因为装置内气体受热膨胀逸出，故选项A说法错误，不符合题意； B、木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，N点时，还未完全反应，此时固体物质有氧化铜、木炭、铜三种，故选项B说法错误，不符合题意； C、木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量，故选项C说法正确，符合题意； D、木炭和氧化铜在高温下反应生成二氧化碳和铜，二氧化碳能与木炭在高温下反应生成一氧化碳，故该实验过程中可能生成一氧化碳，一氧化碳有毒，散逸到空气中，会污染空气，需要进行尾气处理，故选项D说法错误，不符合题意。 故选：C。 【变式1】如图是碳和氧化铜发生反应的改进装置。下列说法正确的是（　　） A．碳和氧化铜反应的化学方程式为 B．酒精灯加金属网罩无用，可以不加 C．该装置中气球的作用是防止CO逸出污染空气 D．澄清石灰水可以吸收CO 【答案】C 【分析】A、根据碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳分析； B、根据金属网罩的作用是集中火焰、提高反应所需温度分析； C、根据反应可能生成有毒的一氧化碳分析； D、根据澄清石灰水的溶质是氢氧化钙，和一氧化碳不反应分析。 【解答】解：A、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故不符合题意； B、金属网罩的作用是集中火焰、提高反应所需温度，该反应需要高温条件，必须加网罩，故不符合题意； C、反应可能生成有毒的一氧化碳，气球可以收集一氧化碳，防止其逸出污染空气，故符合题意； D、澄清石灰水的溶质是氢氧化钙，和一氧化碳不反应，不能吸收一氧化碳，故不符合题意。 故选：C。 【变式2】如图是高温条件下碳和氧化铜的反应装置和反应过程生成二氧化碳气体的图像，下列说法不正确的是（　　） A．OA段没达到两者反应温度 B．B点处试管中有2种固体物质 C．AC段（不含A和C点）全段试管内碳和氧元素质量皆减少 D．CD段试管内Cu元素质量分数不变 【答案】B 【分析】A.根据OA段没有CO2生成分析； B.根据B点位于AC段，反应正在进行中分析； C.根据AC段反应持续进行，生成的CO2不断逸出分析； D.根据CD段反应已经结束，不再有气体逸出，试管内固体总质量不变分析。 【解答】解：A.OA段没有CO2生成，说明温度未达到碳和氧化铜的反应温度，反应未开始，故不符合题意。 B.反应原理为：。B点位于AC段，反应正在进行中，此时试管内既有未反应完的C、CuO，也有生成的Cu，共3种固体物质，故符合题意。 C.AC段反应持续进行，生成的CO2不断逸出，CO2含有C、O元素，因此试管内的碳、氧元素质量均减少，故不符合题意。 D.CD段反应已经结束，不再有气体逸出，试管内固体总质量不变，Cu元素质量恒定，因此Cu元素的质量分数不变，故不符合题意。 故选：B。 题型6 木 炭 还 原 其 他 金 属 氧 化 物 的 实 验 【典例1】某化学活动兴趣小组的同学利用如图进行木炭还原CuO的探究实验。已知：C+2CuO2Cu+CO2↑ C+CuOCu+CO↑ （1）该装置中试管口略向下倾斜的原因是：　防止冷凝水倒流，引起试管炸裂　 ；实验结束时，应 　先　 （填“先”或“后”）拔掉试管上的橡皮塞，原因是：　防止熄灭酒精灯，压强减小，引起液体倒流，试管炸裂　 。 （2）有同学认为该装置a处可能有CO冒出，他的理由是 　酒精灯的温度达不到高温，碳与氧化铜在加热的情况下反应可能会生成CO　 。 由此，请你提出对上述C和CuO反应的装置的改进建议（只要求写两点） 　将酒精灯换成酒精喷灯　 ； 　在a处放一盏燃着的酒精灯　 。 （3）他们通过查阅资料后，得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体。 ①请从元素守恒和元素质量分数两个方面说明生成的红色固体中可能存在氧化亚铜的原因：　氧化亚铜中所含氧元素、铜元素反应物中都有　 、　氧化亚铜中氧的质量分数比氧化铜中氧的质量分数低　 。 ②又知：Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu、H2O；Cu不能与常见的酸（HNO3除外）反应。请你设计一个简便的实验方案，证明红色固体中含有Cu2O。 实验步骤 实验现象与结论 化学反应方程式 （4）已知2Fe2O3+3C4Fe十3CO2↑， 如果C的量少一些，还会发生如下反应：2Fe2O3+C4FeO十CO2↑ ①当碳与氧化铁的质量比为 　12：320　 时，氧化铁会被还原成氧化亚铁； ②合成氨工业生产中所用的α﹣Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。 当催化剂中FeO与Fe2O3的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为多少？（保留2位小数） ③以Fe2O3为原料制备上述催化剂，为制得这种活性最高的催化剂100g，应取Fe2O3粉末的质量多少克？ 【答案】见试题解答内容 【分析】加热试管中的固体物质时试管口应该略向下倾斜，这样可以防止冷凝水倒流，引起试管炸裂。酒精灯中的酒精燃烧时的温度达不到高温，如果想达到高温需要用酒精喷灯或煤气灯。因为氧化亚铜中所含氧元素、铜元素反应物中都有，氧化亚铜中氧的质量分数比氧化铜中氧的质量分数低，所以生成的红色固体中可能存在氧化亚铜。根据化学方程式可以进行相关方面的计算。 【解答】解：（1）该装置中试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流，引起试管炸裂。故填：防止冷凝水倒流，引起试管炸裂。 因为如果先移走酒精灯再拔出导管，这样试管内的压强减小，液体会倒流进入试管从而把试管炸裂。故填：先；防止熄灭酒精灯，压强减小，引起液体倒流，试管炸裂。 （2）该装置a处可能有CO冒出的理由是酒精灯的温度达不到高温，碳与氧化铜在加热的情况下反应可能会生成CO．故填：酒精灯的温度达不到高温，碳与氧化铜在加热的情况下反应可能会生成CO。 可以这样改进：将酒精灯换成酒精喷灯；在a处放一盏燃着的酒精灯。故填：将酒精灯换成酒精喷灯；在a处放一盏燃着的酒精灯。 （3）①因为反应物中含有铜元素和氧元素，氧化亚铜中氧的质量分数比氧化铜中氧的质量分数低。 故填：氧化亚铜中所含氧元素、铜元素反应物中都有；氧化亚铜中氧的质量分数比氧化铜中氧的质量分数低。 ②证明红色固体中含有Cu2O的实验如表中所示。 实验步骤 取少量红色固体，向其中加入足量的稀硫酸 实验现象与结论 溶液变成蓝色，说明红色固体中有氧化亚铜 化学反应方程式 Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O （4）①由2Fe2O3+C4FeO十CO2↑可知，碳和氧化铁的质量比为：12：（160×2）＝12：320．故填：12：320 ②因为m（FeO）：m（Fe2O3）＝9：20 所以混合物中铁的质量分数为： 100%＝72.41%。 答：此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为72.41%。 ③为制得这种活性最高的催化剂100g，应取Fe2O3粉末的质量为： 100g✖72.41%103.45g 答：应取Fe2O3粉末的质量为103.45g。 题型7 碳 单 质 与 二 氧 化 碳 的 反 应 【典例1】某小组同学利用如图装置进行创新实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精灯移至CuO处加热。下列说法错误的是（　　） A．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体 B．酒精灯加网罩是为了提高火焰温度 C．装置中发生反应：C+2CuO2Cu+CO2↑ D．气球可以收集尾气，防止污染空气 【答案】C 【分析】A、根据一氧化碳还原氧化铜的现象分析； B、根据网罩能集中火焰提高温度分析； C、一氧化碳还原氧化铜发生反应分析； D、根据气球能收集气体分析。 【解答】解：A、反应过程中，在高温条件下，一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，黑色氧化铜变为红色固体，故A说法正确； B、酒精灯加网罩能集中火焰，是为了提高火焰温度，故B说法正确； C、由于碳和氧化铜不接触，不能发生反应，发生的反应是在高温条件下碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，方程式是：C+CO22CO、CO+CuOCu+CO2，故C说法错误； D、由于在高温条件下碳和二氧化碳反应生成了一氧化碳，气球可以收集尾气一氧化碳，防止污染空气，故D说法正确。 故选：C。 【变式1】（多选）密闭容器中，碳粉与二氧化碳的反应为C+CO22CO，有关说法正确的是（　　） A．有1g碳粉参加反应，气体总质量增加1g B．随着反应进行，CO的摩尔质量不断增大 C．随着反应进行，混合气体中碳元素的质量分数不变 D．反应前后，容器中气体所含的氧原子数不变 【答案】AD 【分析】根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。 【解答】解：A、由化学方程式可知，12g碳和44g二氧化碳反应生成56g一氧化碳，即12g碳反应后气体总质量增大56g﹣44g＝12g，有1g碳粉参加反应，气体总质量增加1g，故选项正确。 B、随着反应进行，CO的摩尔质量不变，故选项不正确。 C、随着反应进行，二氧化碳和一氧化碳的质量不断改变，因此混合气体中碳元素的质量分数改变，故选项不正确。 D、反应前后，容器中气体所含的氧原子数不变，故选项正确。 故选：AD。 【变式2】实验室通过以下装置（气密性良好），验证二氧化碳与碳的反应。 （1）写出实验室制取二氧化碳的化学反应方程式 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑　 ，若要得到4.4g二氧化碳，反应中消耗的HCl为 　0.2　 mol。 （2）写出A处玻璃管中反应的化学方程式是 　C+CO22CO　 ；B处玻璃管中的现象是 　黑色固体变红色　 。 （3）反应时，A处通入的二氧化碳的质量是ag，最后C处石灰水增重的质量＜ag，则可能的原因是 　部分二氧化碳未参与反应　 、　装置漏气，有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等　 （写出两条）。 （4）上述装置结束实验时的操作是 　实验结束时先停止加热，然后继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却　 。 【答案】（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；0.2； （2）C+CO22CO；黑色固体变红色； （3）部分二氧化碳未参与反应；装置漏气，有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等； （4）实验结束时先停止加热，然后继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却。 【分析】（1）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，结合化学方程式进行计算； （2）根据A处玻璃管中反应为二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，B处为一氧化碳与氧化铜反应生成铜和水分析； （3）根据造成碳流失的原因分析； （4）根据防止生成的铜被重新氧化分析。 【解答】解：（1）用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； 设反应中消耗的HCl的质量为x。 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 73 44 x 4.4g x＝7.3g 反应中消耗的HCl的物质的量为0.2mol； （2）A处玻璃管中反应为二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为：C+CO22CO；B处为一氧化碳与氧化铜反应生成铜和水，玻璃管中的现象是黑色固体变红色； （3）反应时，A 处通入的二氧化碳的质量是ag，最后C处石灰水增重的质量＜ag，可能的原因是：①部分二氧化碳未参与反应； ②装置漏气，有部分二氧化碳逸出； ③部分生成的一氧化碳有泄漏等； （4）实验结束时先停止加热，然后继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却，防止生成的铜被重新氧化。 故答案为：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；0.2； （2）C+CO22CO；黑色固体变红色； （3）部分二氧化碳未参与反应；装置漏气，有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等； （4）实验结束时先停止加热，然后继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却。 题型8 二 氧 化 碳 与 水 的 反 应 及 实 验 【典例1】如图是验证二氧化碳性质的实验装置。实验时，先关闭K1、K2，加热b。一段时间后，再通入CO2以下说法正确的是（　　） A．打开K1只能验证CO2的密度比空气大 B．关闭K1后观察到a处纸花变为红色 C．打开K2后，通过c处纸花现象说明CO2能使紫色石蕊变色 D．b处加热水的目的是二氧化碳与水充分接触 【答案】D 【分析】根据二氧化碳的性质分析，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸不稳定，易分解；二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧。 【解答】解：A、若打开K1，可观察到蜡烛火焰由下到上依次熄灭，验证二氧化碳的密度比空气大，还可以证明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧的化学性质，故选项错误； B、关闭K1后不能观察到a处纸花变为红色，因为二氧化碳不能使干纸花变色，故选项错误； C、打开K2后，纸花变色是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变色，故选项错误； D、b处加热水的目的是使二氧化碳与水充分接触，故选项正确。 故选：D。 【变式1】在老师指导下，同学们用如图装置探究CO2能否与水发生反应。气体X、Y为N2和CO2中的一种。实验中装置气密性良好，一根导管通入气体时另一根导管为出气状态。相关的实验操作有：a．通入气体X；b．通入气体Y；c．滴加适量水，下列说法错误的是（　　） A．气体Y为CO2 B．N2的作用是将CO2排出 C．正确的操作步骤是abca D．对于无明显现象的化学变化，可以通过验证有新物质生成来证明反应的发生 【答案】A 【分析】根据干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变红，水也不能使干燥紫色石蕊纸花变红，二氧化碳和水反应生成酸性新物质，才能使紫色石蕊变红，进行分析判断。 【解答】解：A、实验原理是干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变红，水也不能使干燥紫色石蕊纸花变红，二氧化碳和水反应生成酸性新物质，才能使紫色石蕊变红。先通二氧化碳，观察干燥纸花不变色，证明二氧化碳本身不能使石蕊变红；再通氮气排尽装置内的二氧化碳；然后滴加水，观察纸花不变色，证明水本身不能使石蕊变红；最后再通二氧化碳，观察湿纸花变红，证明二氧化碳和水反应生成了新物质。X为二氧化碳，Y为氮气，操作顺序就是a通入二氧化碳→b通入氮气→c滴加水→a通入二氧化碳，故选项说法错误。 B、氮气的化学性质稳定，不参与反应，作用是排尽装置内的二氧化碳，故选项说法正确。 C、根据上述解析可知，正确的操作步骤为abca，故选项说法正确。 D、二氧化碳和水反应没有明显现象，本实验通过验证生成了能使石蕊变色的新物质，证明二氧化碳和水能发生反应，故选项说法正确。 故选：A。 题型9 二 氧 化 碳 的 物 理 性 质 【典例1】向一个300mL收集满二氧化碳气体的不易变形的硬质塑料瓶中加入约容积的蒸馏水，盖紧瓶盖，立即振荡。下列图像不能正确反映该实验中各量的变化关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】根据实验条件（硬质塑料瓶不易变形，瓶内气体总体积保持恒定）及二氧化碳的溶解与反应原理，溶液导电性、pH及溶质种类随时间的变化趋势解答即可。 【解答】解：A、加入蒸馏水并振荡后，二氧化碳部分溶于水，并与水反应生成碳酸，瓶内剩余二氧化碳的体积减少，故A图像正确； B、蒸馏水几乎不导电，随着碳酸的生成与电离，溶液中可自由移动的离子浓度增大，导电性逐渐增强，达到饱和后保持不变，图像正确； C、蒸馏水pH＝7，碳酸呈酸性，pH下降，达到饱和碳酸溶液后pH约5.6左右且不再变化，故C图像正确； D、在整个过程中，碳酸可以电解为氢离子和碳酸氢根离子，溶质种类为碳酸、氢离子、碳酸根离子，溶液中溶质的种类为3种，故D图像错误； 故选：D。 【变式1】为探究CO2在不同物质中的溶解性，兴趣小组用4个烧瓶各收集250mL的气体，然后分别加入50mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化，实验装置如图1，实验结果如下表（实验前烧瓶内压强为104.20kPa，实验过程中保持温度恒定）。下列说法错误的是（　　） 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验① 空气 水 130.25kPa 实验② CO2 水 104.98kPa 实验③ CO2 盐酸溶液 106.67kPa 实验④ CO2 小苏打溶液 103.40kPa A．实验后，实验②压强小于实验①，原因可能是二氧化碳溶于水且与水反应 B．通过实验②中数据可知，1体积水约能溶解1体积CO2 C．根据实验②③④分析可知，三种液体中选用排盐酸溶液收集CO2效果更好 D．若图2表示实验③结束后液体上方CO2含量，则图3可表示实验②结束后液体上方CO2的含量 【答案】D 【分析】A、根据二氧化碳能与水反应，且能溶于水进行分析； B、根据实验②可知，加入50mL水，最终压强为104.98kPa，与实验前压强104.20kPa几乎相同进行分析； C、根据比较实验②③④可知，实验后瓶内压强，实验③压强相对较大进行分析； D、根据比较实验②③可知，实验后瓶内压强，实验③压强相对较大，说明二氧化碳在盐酸溶液中溶解的量相对较少，即实验③瓶内剩余CO2更多进行分析。 【解答】解：A、实验后，实验②压强小于实验①，原因可能是二氧化碳溶于水且与水反应，故A说法正确； B、由实验②可知，加入50mL水，最终压强为104.98kPa，与实验前压强104.20kPa几乎相同，说明二氧化碳在水中溶解的量与加入水的体积相近，即1体积水约能溶解1体积CO2，故B说法正确； C、比较实验②③④可知，实验后瓶内压强，实验③压强相对较大，说明二氧化碳在盐酸溶液中溶解的量相对较少，所以选用排盐酸溶液收集CO2效果更好，故C说法正确； D、比较实验②③可知，实验后瓶内压强，实验③压强相对较大，说明二氧化碳在盐酸溶液中溶解的量相对较少，即实验③瓶内剩余CO2更多，所以图3表示实验③结束后液体上方CO2含量，图2表示实验②结束后液体上方CO2的含量，故D说法错误。 故选：D。 题型10 二 氧 化 碳 与 碱 的 反 应 及 实 验 【典例1】如图，杠杆已调至平衡。向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体，稍后再倒入澄清的石灰水（液面不接触乒乓球）。下列说法正确的是（　　） A．通入CO2气体后，左端乒乓球下降 B．整个过程中乒乓球位置始终没有变化 C．倒入澄清的石灰水轻轻振荡后，杠杆逐渐恢复原状 D．其他条件不变，将CO2换成CO会产生同样现象 【答案】C 【分析】根据杠杆平衡原理，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，在这个情境中，乒乓球两侧所受气体的密度等因素会影响杠杆的平衡状态，二氧化碳的密度比空气大，氮气的密度比空气略小。 【解答】解：A、二氧化碳的密度比空气大，通入CO2气体后，根据F浮＝ρgV，左端乒乓球受到的浮力增大，左端乒乓球上升，右端乒乓球下降，故错误； B、整个过程中左端乒乓球受到的浮力由增大到不变，两端乒乓球位置会有变化，故错误； C、倒入澄清的石灰水（主要成分氢氧化钙）后，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，二氧化碳被逐渐被吸收，充分反应后，集气瓶内气体恢复为原来成分，杠杆逐渐恢复原状，故正确； D、CO的密度比空气小，将CO2换成CO，CO不与氢氧化钙溶液反应，左端乒乓球下降，右端乒乓球上升，因此不会产生相同现象，故错误。 故选：C。 【变式1】下列现象可用同一化学原理解释的是（　　） ①久置的石灰水，液面出现白膜 ②通过吸管向澄清石灰水中吹气，石灰水变浑浊 ③为使刚刷过石灰浆的墙壁快点干燥，在室内生一盆炭火，开始时墙壁反而更潮湿 ④向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳气体，溶液变红 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．③④ 【答案】A 【分析】根据二氧化碳的化学性质，能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，能与水反应生成碳酸来分析判断。 【解答】解：①久置的石灰水，液面出现的白膜的原理是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水； ②通过吸管向澄清石灰水中吹气，呼出气体中的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，石灰水变浑浊； ③在室内生一盆炭火，碳充分燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与石灰浆中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，由于有水生成，所以开始时墙壁更潮湿； ④二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红色，则向紫色石蕊试液中通入二氧化碳气体，试液变红； 通过上面分析可知，①②③可用同一化学原理解释； 故选：A。 题型11 一 氧 化 碳 的 物 理 性 质 【典例1】下列气体中具有刺激性气味的是（　　） A．一氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．二氧化硫 【答案】D 【分析】根据气体的性质进行分析。 【解答】解：A、一氧化碳为无色无味的气体，故选项不符合题意； B、氧气为无色无味的气体，故选项不符合题意； C、氮气为无色无味的气体，故选项不符合题意； D、二氧化硫为有刺激性气味的气体，故选项符合题意； 故选：D。 【变式1】关于一氧化碳的说法正确的是（　　） A．CO中碳元素与氧元素的质量比为3：4 B．CO分子中含有一个氧原子 C．一氧化碳中碳元素的化合价是+4价 D．一氧化碳溶于水后的溶液pH值小于7 【答案】A 【分析】根据一氧化碳的化学式分析其组成、计算其相对分子质量和各元素的质量比等。 【解答】解：A、一氧化碳中碳、氧元素质量比为12；16＝3：4，正确； B、1个CO分子中含有一个氧原子，错误； C、一氧化碳中碳元素的化合价是+2价，错误； D、一氧化碳溶于水后的溶液pH值不小于7，错误； 故选：A。 题型12 一 氧 化 碳 的 可 燃 性 【典例1】推理是学习化学的一种重要方法，但推理必须科学、严谨。下列推理正确的是（　　） A．镁条可以在空气中燃烧，故铁丝也可以在空气中燃烧 B．二氧化碳可以灭火，故一氧化碳也能灭火 C．化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物 D．分子是由原子构成的，故同种原子只能构成一种分子 【答案】C 【分析】A、根据铁的化学性质分析； B、根据一氧化碳的可燃性分析； C、根据化合物定义分析； D、根据分子、原子的联系分析； 【解答】解：A、铁丝在空气中不燃烧，在氧气中才能燃烧，A错误； B、一氧化碳具有可燃性，能燃烧，不能灭火，B错误； C、化合物是由不同种元素组成的纯净物，则由不同种元素组成的纯净物一定是化合物，C正确； D、同种原子可以构成多种分子，如O2和O3都是由氧原子直接构成的不同分子，D错误； 故选：C。 【变式1】要除去二氧化碳中混有的少量CO，最好是将混合气体（　　） A．通过水 B．通过加热氧化铜 C．通过红热的碳 D．通过氢氧化钙溶液 【答案】B 【分析】根据一氧化碳的可燃性和还原性以及与二氧化碳性质的区别进行分析解答． 【解答】解：一氧化碳具有可燃性和还原性而二氧化碳没有， A、二氧化碳能溶于水而一氧化碳难溶于水，除去了二氧化碳，没有除去杂质，故A错误， B、一氧化碳具有还原性，会和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，除去了杂质，而没有引入新的杂质，故B正确， C、红热的碳会与二氧化碳反应生成一氧化碳，没有除去杂质，故C错误， D、氢氧化钠会将二氧化碳吸收，而没有除去一氧化碳，故D错误， 故选：B。 【变式2】碳元素是组成物质种类最多的元素。 （1）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，其中由分子构成的是　C60 。 （2）碳和氧是人体中含量最多的两种元素，它们的本质区别是　质子数（或核电荷数）　 不同。 （3）煤炉里煤层上方的火焰常常呈现蓝色，其原因是　2CO+O22CO2 （用化学方程式解释）。 【答案】（1）C60； （2）质子数（或核电荷数）； （3）2CO+O22CO2。 【分析】（1）根据金刚石、石墨、C60的构成微粒进行分析； （2）根据决定元素种类的是核内质子数或核电荷数进行分析； （3）根据方程式的书写方法进行分析。 【解答】解：（1）金刚石、石墨均由碳原子直接构成，只有C60是由C60分子构成的碳单质； （2）决定元素种类的是核内质子数或核电荷数，不同元素的本质区别就是质子数（核电荷数）不同； （3）煤炉中生成的一氧化碳在煤层上方燃烧时会产生蓝色火焰，化学方程式为2CO+O22CO2。 故答案为：（1）C60； （2）质子数（或核电荷数）； （3）2CO+O22CO2。 题型13 一氧化碳的还原性 【典例1】下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（　　） A．常温下碳单质的化学性质比较活泼 B．木炭和一氧化碳都能用于冶炼金属 C．二氧化碳能使干燥的紫色石蕊纸条变红 D．一氧化碳和二氧化碳都有毒 【答案】B 【分析】A、根据常温下碳单质的化学性质稳定进行分析； B、根据木炭和一氧化碳均具有还原性进行分析； C、根据二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红进行分析； D、根据一氧化碳有毒，二氧化碳无毒进行分析。 【解答】解：A、常温下碳单质的化学性质稳定，即使受日光照射或与氧气接触，也不易起变化，故A错误； B、木炭和一氧化碳均具有还原性，均可用于冶炼金属，故B正确； C、二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红，所以二氧化碳能使湿润的紫色石蕊纸条变红，二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸条变红，故C错误； D、一氧化碳有毒，极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，二氧化碳无毒，故D错误。 故选：B。 【变式1】化学小组手抄报的主题是“碳”家族，下列内容与主题不符的是（　　） A．金刚石——自然界中“我”最硬 B．活性炭——吸附净水“小能手” C．一氧化碳——冶金“大师” D．二氧化碳——空气污染“元凶” 【答案】D 【分析】A、金刚石是共价键结合原子晶体，是自然界中最硬的物质，据此分析； B、根据活性炭具有吸附性，进行分析判断； C、一氧化碳具有还原性，可用于冶金，据此分析； D|二氧化碳不是空气污染物，是空气的组成成分之一，据此分析。 【解答】解：A、金刚石是天然存在最硬的物质，选项正确，故该选项不符合题意； B、活性炭具有疏松多孔的结构具有吸附性，能净水，选项正确，故该选项不符合题意； C、一氧化碳具有还原性能和金属氧化物反应，用于冶金，选项正确，故该选项不符合题意； D、二氧化碳无毒，不污染空气，选项错误，故该选项符合题意； 故选：D。 【变式2】（多选）如图，集气瓶中盛有少量澄清石灰水和一氧化碳，插入灼烧过的薄铜片，一段时间后再用燃着的木条检验剩余气体。下列说法正确的是（　　） A．该实验可验证CO具有还原性 B．Ⅰ中可观察到澄清石灰水变浑浊 C．Ⅲ中反应一段时间后振荡，只能观察到澄清石灰水变浑浊的现象 D．Ⅳ中用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，瓶口可能出现蓝色火焰 【答案】AD 【分析】根据一氧化碳的还原性和可燃性等相关知识并结合实验现象进行分析。 【解答】解：A.集气瓶中盛有少量澄清石灰水和一氧化碳，当插入灼热的薄铜片，铜片上的氧化铜被一氧化碳还原为铜和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以观察到铜片由黑变红。该实验可验证CO具有还原性，故A正确； B.一氧化碳不能与澄清石灰水反应，所以I中澄清石灰水不会变浑浊，故B错误； C.Ⅲ中一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳与氧化铜加热反应得到铜和二氧化碳，因此还能观察到固体由黑色变为红色，故C错误； D.如果集气瓶中还有剩余的一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，一氧化碳燃烧时瓶口可能出现蓝色火焰，故D正确。 故选：AD。 题型14 一 氧 化 碳 的 毒 性 【典例1】“卖炭翁，伐薪烧炭南山中。”这里的“炭”指木炭。下列关于木炭的说法正确的是（　　） A．冬天可使用燃烧木炭的方法给蔬菜大棚提供气体肥料 B．燃烧木炭取暖，要关闭门窗减少热量散失 C．木炭、石墨都含有碳元素，所以性质相同 D．木炭具有吸附性，可除去水中全部杂质 【答案】A 【分析】A.根据木炭燃烧生成二氧化碳以及二氧化碳能促进植物光合作用来分析解答； B.根据木炭燃烧需要氧气及燃烧安全要求来分析解答； C.根据木炭和石墨的组成、结构及性质来分析解答； D.根据木炭吸附性的作用范围来分析解答。 【解答】解：A.木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳可作为气体肥料促进蔬菜的光合作用，故A说法正确； B.燃烧木炭时关闭门窗会使室内氧气不足，且可能因不完全燃烧生成一氧化碳，存在安全隐患，故B说法错误； C.木炭和石墨均由碳元素组成，但碳原子的排列方式不同，因此物理性质不完全相同，故C说法错误； D.木炭具有吸附性，但不能除去水中的全部杂质，故D说法错误。 故选：A。 【变式1】劳动创造美好生活。对下列劳动项目相关内容的解释错误的是（　　） A．用装有金刚石的玻璃刀将玻璃裁割成块——金刚石硬度大 B．用碳素墨汁书写春联，字迹不易褪色——常温下碳的化学性质稳定 C．煤炉上放一壶水——防止煤气中毒 D．用活性炭除去冰箱内的异味——活性炭具有吸附性 【答案】C 【分析】A、根据物质的性质决定物质的用途进行分析； B、根据在常温下，碳的化学性质稳定进行分析； C、根据一氧化碳难溶于水进行分析； D、根据活性炭具有吸附性进行分析。 【解答】解：A、金刚石为天然存在最硬的物质，能切割玻璃，故A正确； B、碳素墨汁中含有碳单质，在常温下，碳的化学性质稳定，则用碳素墨汁书写春联，字迹不易褪色，故B正确； C、煤气的主要成分是一氧化碳，一氧化碳难溶于水，煤炉上放一壶水不能防止煤气中毒，故C错误； D、活性炭具有吸附性，用活性炭能除去冰箱内的异味，故D正确。 故选：C。 【变式2】在实验室及日常生活中，可能会发生一些安全事故，正确的处理措施能减少事故对人体的伤害。下列有关事故的处理方法正确的是（　　） A．酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧，用水浇灭 B．久未开启的菜窖，先做“灯火实验”，确保安全再进入 C．实验室未贴标签的试剂，可以通过尝味道的方式进行鉴别 D．冬天燃煤取暖的封闭房间内放置一盆清水，预防一氧化碳中毒 【答案】B 【分析】在实验室和日常生活中，安全事故处理需要遵循一定的原则；例如对于火灾，不同的起火原因有不同的处理方式；对于有毒气体中毒的预防也有相应的科学方法。 【解答】解：A、酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧时，不能用水浇灭，因为酒精的密度比水小，会浮在水面上继续燃烧，并且随着水的流动而扩大燃烧范围，故A错误； B、久未开启的菜窖，先做“灯火实验”，检验菜窖中的二氧化碳含量，确保安全再进入，故B正确； C、在实验室不能品尝任何试剂的味道，故C错误； D、一氧化碳难溶于水，在冬天燃煤取暖的封闭房间内放置一盆清水，不能预防一氧化碳中毒，故D错误。 故选：B。 题型15 二氧化碳的实验室制法 【典例1】如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是（　　） A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网可用铁丝网代替 D．应用块状石灰石进行实验 【答案】D 【分析】A.根据装置的结构特点，结合漏斗的使用要求，进行分析； B.根据弹簧夹的作用与装置的工作原理，进行分析； C.根据铁的化学性质，结合稀盐酸的反应规律，进行分析； D.根据该装置的适用条件，结合反应物的状态要求，进行分析。 【解答】解：A.该装置为U型管结构，关闭弹簧夹时，装置内压强增大，会将稀盐酸压至左侧漏斗中，漏斗下端无需伸入液面以下也能防止气体逸出，该说法错误，故A不符合题意； B.打开弹簧夹，稀盐酸与石灰石接触，反应发生；关闭弹簧夹，装置内压强增大，将稀盐酸压离石灰石，反应停止，因此该装置能控制反应的发生和停止，该说法错误，故B不符合题意； C.铁的金属活动性排在氢前，能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，会使制取的二氧化碳中混有杂质，且铁丝网会被腐蚀，因此不能用铁丝网代替铜网，该说法错误，故C不符合题意； D.该装置依靠铜网托放固体试剂，若使用粉末状石灰石，会从铜网缝隙漏下，无法实现固液分离控制反应，因此应用块状石灰石进行实验，该说法正确，故D符合题意。 故选：D。 【变式1】在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器（如图1），实验过程中试管内气体压强变化如图2所示。下列有关说法错误的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐下降 B．cd段长颈漏斗中液面逐渐上升 C．c点对应的操作是打开弹簧夹 D．bc段大理石与稀盐酸脱离接触 【答案】B 【分析】根据关闭活塞，产生的气体无法排出，装置中的压强增大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，产生的气体排出，压强减小，液体进入试管中，与固体接触，反应开始进行分析。 【解答】解：A、ab段的压强逐渐增加，说明试管中反应产生气体，压强增大后试管中的液体逐渐被压回长颈漏斗中，试管中液面逐渐下降，故A正确； B、cd段压强逐渐减小，则说明试管中气体被排出，长颈漏斗中的液体试剂又流入试管中，试管中的液面逐渐上升，长颈漏斗中的液面逐渐下降，故B错误； C、从c点开始，压强减小，气体排出，故c点的操作是打开活塞，故C正确； D、bc段压强不发生变化，说明反应已经停止，石灰石与盐酸脱离接触，故D正确。 故选：B。 题型16 制 取 二 氧 化 碳 的 操 作 步 骤 和 注 意 点 【典例1】实验室制取二氧化碳的相关选项中正确的是（　　） A．反应试剂 B．发生装置 C．收集方法 D．气体验满 【答案】A 【分析】根据实验室制取二氧化碳的实验步骤、操作的注意事项等分析。 【解答】解：A.实验室制取二氧化碳的标准试剂为大理石（主要成分为CaCO3）和稀盐酸，反应原理为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，选项正确，故符合题意。 B.该反应为固液不加热型反应，不需要酒精灯加热，图中为固体加热型发生装置，选项错误，故不符合题意。 C.二氧化碳密度大于空气密度，应使用向上排空气法收集，图中为向下排空气法，选项错误，故不符合题意。 D.二氧化碳验满时需将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则证明已满，图中将木条伸入瓶内，选项错误，故不符合题意。 故选：A。 【变式1】用大理石和稀盐酸制备二氧化碳，下列实验及操作正确的是（　　） A．加入大理石 B．取用稀盐酸 C．收集并验满 D．检验气体 【答案】C 【分析】根据实验室制备二氧化碳的实验步骤、注意事项，进行分析判断。 【解答】解：A、向试管中装块状大理石时，先将试管横放，用镊子把块状大理石放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，故选项实验操作错误。 B、向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要向着手心，瓶口紧挨试管口；图中瓶塞没有倒放，故选项实验操作错误。 C、二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满，故选项实验操作正确。 D、检验二氧化碳，应使用澄清石灰水，不能使用紫色石蕊溶液，故选项实验操作错误。 故选：C。 题型17 收集二氧化碳的方法及装置的选用 【典例1】在实验室中下列说法或做法正确的是（　　） A．量筒不仅用来量取液体，还可用作反应容器 B．实验室制得氢气后，用玻璃片盖上瓶口正放于桌面上 C．二氧化碳可以用向下排空气法收集 D．做铁丝在氧气中燃烧的实验时要预先在充满氧气的集气瓶内装上少量水 【答案】D 【分析】根据实验室常见仪器的使用和操作要点进行分析。 【解答】解：A、量筒的作用是用来量取液体的体积，不能用作反应容器，该项错误； B、氢气的密度比空气小，收集好的氢气应倒放在桌面上，减小气体逸散，该项错误； C、二氧化碳的密度比空气大，应选择向上排空气法收集，该项错误； D、做铁丝在氧气中燃烧的实验时要预先在充满氧气的集气瓶内装上少量水，防止高温熔融物质溅落炸裂集气瓶，该项正确； 故选：D。 【变式1】不用排水法收集二氧化碳，而用瓶口向上排空气法收集二氧化碳，原因是（　　） A．二氧化碳能溶于水，二氧化碳密度比空气大 B．二氧化碳密度比空气大 C．二氧化碳能溶于水，密度比空气小 D．二氧化碳密度比氧气小 【答案】A 【分析】二氧化碳易溶于水，密度大于空气的密度，所以收集二氧化碳只能用向上排空气法． 【解答】解：收集气体要根据气体的密度和溶水性，二氧化碳易溶于水，不可用排水法收集；二氧化碳密度大于空气的密度，可以用向上排空气法收集。 故选：A。 题型18 二 氧 化 碳 的 检 验 和 验 满 【典例1】用排空气法收集一瓶二氧化碳气体，下面是验满的操作，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】CO2验满的操作：燃着的木条置于瓶口，若熄灭则说明CO2已充满。 【解答】解：A．燃着的木条伸入瓶内，不能检验是否集满，故A错误； B．燃着的木条置于瓶口，若熄灭则说明CO2已充满，操作正确，故B正确； C．集气瓶倒放违反收集方法，且带火星木条不适用，故C错误； D．带火星木条用于O2验满，不适用于CO2，故D错误； 故选：B。 【变式1】为探究排空气法收集CO2时“木条熄灭”是否有集满，学习小组用图1装置进行实验，向瓶内持续通CO2，测定瓶内氧气体积分数的变化情况，数据如图2所示，并用燃着的木条置于瓶口观察是否熄灭。下列说法错误的是（　　） A．通入的导管伸入B处，更有利于空气的排出 B．分析可知，木条熄灭时不能说明已经收集满 C．为收集更高浓度CO2，可延长收集时间 D．C点时，三颈烧瓶内CO2的体积分数约为92.0% 【答案】D 【分析】A.根据二氧化碳的密度特点与向上排空气法的操作原理，分析导管位置对排气效果的影响，进行分析； B.根据木条熄灭后瓶内氧气体积分数仍持续下降的实验数据，判断木条熄灭与气体集满的对应关系，进行分析； C.根据延长通气时间对瓶内残留空气排出程度的影响，分析其对二氧化碳浓度的作用，进行分析； D.根据空气的组成成分，结合氧气体积分数推算二氧化碳体积分数的误差，进行分析。 【解答】解：A.二氧化碳密度比空气大，通入的导管伸入B处即瓶底位置，二氧化碳从下往上逐渐充满容器，可将空气从瓶口充分排出，更有利于空气的排出，故A正确； B.由图2可知，木条熄灭后瓶内氧气体积分数仍在持续降低，说明瓶内还残留有空气，二氧化碳浓度还可继续升高，因此木条熄灭时不能说明二氧化碳已经收集满，故B正确； C.延长收集时间，持续通入二氧化碳，可进一步排出瓶内剩余的少量空气，能够收集到浓度更高的CO2，故C正确； D.空气中氧气的体积分数约为21%，C点氧气体积分数为8%，因此瓶内剩余空气的体积分数为，则CO2的体积分数约为100%﹣38.1%≈61.9%，远低于92.0%，故D错误。 故选：D。 题型19 制取二氧化碳实验的改进 【典例1】某化学小组设计了如图所示的“水草培育”二氧化碳自动补给装置。矿泉水瓶内发生反应的化学方程式为 　Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑　 ，水草需要吸收CO2进行 　光合　 作用。若用盐酸代替稀硫酸，一段时间后，水草培育缸中溶液pH变小的原因是 　盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，使水草培育缸中溶液pH变小　 。 【答案】Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑；光合；盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，使水草培育缸中溶液pH变小。 【分析】根据化学反应的原理、光合作用的原理以及溶液的酸碱性与pH的关系来分析。 【解答】解：矿泉水瓶内发生的反应是碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，化学方程式为Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑；水草需要吸收CO2进行光合作用；若用盐酸代替稀硫酸，一段时间后，水草培育缸中溶液pH变小的原因是盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，使水草培育缸中溶液pH变小。 故答案为：Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑；光合；盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，使水草培育缸中溶液pH变小。 【变式1】如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　长颈漏斗　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑　 ，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　n　 （填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳　 。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　节约资源　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据仪器的名称进行分析。 （2）根据碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气密度，二氧化碳不支持燃烧，不燃烧，进行分析。 （3）根据改进后的优点进行分析。 【解答】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗。 （2）用石灰石和稀盐酸制取CO2气体的反应是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↑；因二氧化碳的密度大于空气密度，所以用B装置收集二氧化碳时，气体应从n端通入；因二氧化碳不支持燃烧，不燃烧，所以验满方法是将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳。 （3）在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中，改进后的优点能节约资源等。 故答案为：（1）长颈漏斗； （2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；n；将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳； （3）节约资源。 过 关 验 收 1．我国科学家发现在高温高压条件下石墨形成六方金刚石的全新路径。有关六方金刚石的说法中，正确的是（　　） A．该转化路径属于物理变化 B．该路径能在常温常压下进行 C．与O2反应生成碳的氧化物 D．碳原子排列方式与石墨相同 【答案】C 【分析】A．根据石墨和六方金刚石是碳元素形成的两种不同单质（同素异形体），该转化过程有新物质生成，进行分析； B．根据题干明确指出该路径是在“高温高压条件下”发现的，常温常压下无法自发进行，进行分析； C．根据六方金刚石由碳元素组成，化学性质与常规金刚石相似，在氧气中燃烧会生成二氧化碳等碳的氧化物，进行分析； D．根据石墨的碳原子呈层状排列，而六方金刚石的碳原子呈六方晶体结构，两者的原子排列方式截然不同，进行分析。 【解答】解：A．石墨转化为六方金刚石的过程中，生成了新的物质，属于化学变化而非物理变化，故A错误； B．题干明确说明该全新路径需要在“高温高压条件”下才能实现，不能在常温常压下进行，故B错误； C．六方金刚石是由碳元素组成的单质，具有可燃性，能与O2发生反应生成二氧化碳等碳的氧化物，故C正确； D．石墨中的碳原子是层状结构，而六方金刚石中的碳原子是六方立体网状结构，两者的碳原子排列方式不相同，故D错误。 故选：C。 2．建立模型是学习化学的重要方法，下列模型正确的是（　　） A．地壳中元素含量 B．金刚石的结构 C．氧化反应与化合反应的关系 D．硫元素的质量分数 【答案】D 【分析】A、根据地壳中元素含量是：氧硅铝铁其他进行分析； B、根据金刚石是网状结构进行分析； C、根据反应类型的知识进行分析； D、根据三种物质的相对分子质量进行分析。 【解答】解：A、地壳中元素含量是：氧硅铝铁其他，故A错误； B、金刚石是网状结构，故B错误； C、化合反应和氧化反应没有必然的联系，模型描述与事实不相符，故C错误； D、硫化钠、亚硫酸钠、硫酸钠的每个分子中的硫元素质量是相等的，三种物质的相对分子质量分别是：78、126、142，依据元素质量分数100%可知，图示正确，故D正确。 故选：D。 3．对于石墨的描述一定不正确的是（　　） A．只含碳元素 B．黑色 C．可作电极 D．属于有机物 【答案】D 【分析】A.根据石墨的化学组成，进行分析； B.根据石墨的颜色，进行分析； C.根据石墨的导电性，进行分析； D.根据石墨的分类，进行分析。 【解答】解：A.石墨是一种碳的单质，只含碳元素，故A正确； B.石墨是黑色的固体，故B正确； C.石墨具有良好的导电性，因此可以用于制作电极，故C正确； D.石墨是一种碳的单质，属于单质，而不是有机物，故D错误； 故选：D。 4．石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。 回答下列问题： （1）下列物质的用途中，属于石墨的用途的是 　AB　 。 A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石 D．作钻石 （2）活性炭作除味剂，是因为其具有疏松多孔的结构，因此它具有 　吸附　 性。 （3）木炭可用作燃料。从能量变化角度分析，木炭燃烧是 　放热　 （填“放热”或“吸热”）反应。 【答案】（1）AB； （2）吸附； （3）放热。 【分析】（1）根据石墨的性质和用途进行分析。石墨是一种碳的单质，具有质软、导电、耐高温等性质，这些性质决定了它的用途。 （2）根据活性炭的结构和性质进行分析。活性炭具有疏松多孔的结构，这种结构使其具有特殊的吸附能力。 （3）从能量变化角度分析木炭燃烧反应。燃烧反应通常伴随着能量的释放或吸收，需要判断木炭燃烧是放热还是吸热反应。 【解答】解：（1）A、石墨质软，易留下痕迹，适合制铅笔芯，故A正确； B、石墨导电性好，化学性质稳定，常用于作电极，故B正确； C、石墨质软，不能用于切割大理石，通常使用金刚石（硬度大）切割大理石，故C错误； D、钻石是金刚石经过仔细研磨后得到的璀璨夺目的装饰品，石墨是一种灰黑色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，不能作钻石，故D错误。 （2）活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，可用于吸附异味、色素等。 （3）木炭燃烧，化学能转化为热能，放出热量，因此木炭燃烧是放热反应。 故答案为：（1）AB； （2）吸附； （3）放热。 5．模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A．原子结构 B．C60分子结构 C．地壳中元素含量 D．氯元素化合价 【答案】B 【分析】A．根据原子结构模型，原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，进行分析； B．根据C60分子结构模型，C60分子是由60个碳原子构成的球形分子，进行分析； C．根据地壳中元素含量的分布，氧、硅、铝、铁是地壳中含量最多的前四种元素，进行分析； D．根据氯元素化合价进行分析。 【解答】解：A．原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，图中模型没有正确表示原子核内的质子的位置，故A错误； B．C60分子是由60个碳原子构成的球形分子，图中模型正确表示了C60分子的结构，故B正确； C．地壳中元素含量由高到低依次为氧、硅、铝、铁等，图中模型没有正确表示地壳中元素的含量分布，故C错误； D．氯元素在KClO中的化合价为+1，在MgCl2中的化合价为﹣1，在ClO2中的化合价为+4，图中模型没有正确表示氯元素的化合价，故D错误； 故选：B。 6．实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳． （1）在加入药品之前要进行的一项操作是　检查装置气密性　 ； （2）实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳，因为生成的微溶物硫酸钙会覆盖在石灰石表面而阻碍反应进一步进行．某小组经研究，用如图方法成功制得了大量二氧化碳（反应物为稀硫酸和石灰石），请对该小组实验能顺利进行的原因作出合理的推测　加热使硫酸钙溶解度增大、氯化铵能加快反应的速度等　 ． 【答案】见试题解答内容 【分析】在加入药品之前要进行的一项操作是：检查装置气密性；制取装置包括加热和不需加热两种，实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．由题目的信息可知：某小组经研究，用如图方法成功制得了大量二氧化碳（反应物为稀硫酸和石灰石），请对该小组实验能顺利进行的原因作出合理的推测：加热使硫酸钙溶解度增大等． 【解答】解：（1）在加入药品之前要进行的一项操作是：检查装置气密性；故答案为：检查装置气密性 （2）由题目的信息可知：某小组经研究，用如图方法成功制得了大量二氧化碳（反应物为稀硫酸和石灰石），请对该小组实验能顺利进行的原因作出合理的推测：加热使硫酸钙溶解度增大等；故答案为：加热使硫酸钙溶解度增大等（其它合理答案也可给分） 7．如图是小赵同学探究二氧化碳性质的实验装置。下列有关分析或现象描述正确的是（　　） A．蜡烛熄灭是因为降低着火点 B．大烧杯内上层蜡烛先熄灭 C．稀盐酸可换成稀硫酸 D．小烧杯内产生大量气泡 【答案】D 【分析】根据石灰石的主要成分是碳酸钙，和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大，进行分析判断。 【解答】解：A、蜡烛熄灭，是因为二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气的大，能覆盖在可燃物表面，不能降低着火点，故选项说法错误。 B、二氧化碳的密度比空气的大，大烧杯内下层蜡烛先熄灭，故选项说法错误。 C、稀盐酸不能换成稀硫酸，因为碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应的进行，故选项说法错误。 D、石灰石的主要成分是碳酸钙，和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，小烧杯内产生大量气泡，故选项说法正确。 故选：D。 8．热爱劳动从我做起。下列劳动实践与化学知识的关系错误的是（　　） 选项 劳动实践 化学知识 A 清洁久未开启的菜窖前先通风 二氧化碳密度大于空气，容易在菜窖中积聚 B 用干电池的碳棒作电解水的电极 常温下石墨化学性质稳定且有良好导电性 C 明矾处理浑浊的天然水 明矾能使水中的悬浮杂质较快沉降 D 将变瘪的乒乓球放入热水中恢复原状 分子受热体积变大 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】A、根据久未开启的菜窖中可能含有大量的不能供给呼吸的二氧化碳，进行分析判断。 B、根据石墨具有优良的导电性，进行分析判断。 C、根据明矾在净水中的作用，进行分析判断。 D、根据分子的基本性质，进行分析判断。 【解答】解：A、二氧化碳的密度比空气的大，易在低洼处积聚，二氧化碳不能供给呼吸，久未开启的菜窖中可能积存较多的二氧化碳，清洁久未开启的菜窖前先通风，故选项说法正确。 B、常温下石墨的化学性质稳定，具有优良的导电性，可以作电极，故选项说法正确。 C、明矾能对悬浮杂质进行吸附，加速水中悬浮杂质的沉降，故选项说法正确。 D、将变瘪的乒乓球放入热水中恢复原状，是因为温度升高，分子间的间隔增大，故选项说法错误。 故选：D。 9．下列关于空气的说法不正确的是（　　） A．空气中氮气的体积分数约为20% B．稀有气体可用于制造电光源 C．食物变质与空气中氧气有关 D．固态二氧化碳可用于人工降雨 【答案】A 【分析】A．根据空气中氮气的体积分数约占78%，进行分析； B．根据稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种电光源，进行分析； C．根据食物变质往往是食品发生缓慢氧化的过程，需要氧气参与，进行分析； D．根据固态二氧化碳（干冰）升华时吸收大量热量，能使空气中的水蒸气凝结成水滴，可用于人工降雨，进行分析。 【解答】解：A．空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，故A说法错误； B．稀有气体化学性质很不活泼，且在通电时能发出不同颜色的光，因此可用于制造霓虹灯等电光源，故B说法正确； C．食物变质主要是食物与空气中的氧气发生缓慢氧化反应，因此食物变质与氧气有关，故C说法正确； D．固态二氧化碳俗称干冰，干冰升华时会吸收大量热量，使周围温度降低，促使水蒸气凝结，因此可用于人工降雨，故D说法正确； 故选：A。 10．下列关于CO2的说法中错误的是（　　） A．结构：由CO2分子构成 B．性质：能溶于水中 C．制取：试剂大理石与稀硫酸 D．用途：可作灭火剂、气体肥料 【答案】C 【分析】A.根据二氧化碳的微观构成，判断其构成粒子，进行分析； B.根据二氧化碳的物理性质，判断其溶解性，进行分析； C.根据实验室制取二氧化碳的试剂选择，结合大理石与稀硫酸的反应特点，判断试剂是否正确，进行分析； D.根据二氧化碳的性质，对应其灭火和作气体肥料的用途，进行分析。 【解答】解：A.二氧化碳是由CO2分子构成的，该说法正确，不符合题意； B.二氧化碳能溶于水，通常状况下1体积水约能溶解1体积二氧化碳，该说法正确，不符合题意； C.实验室制取二氧化碳不能选用大理石与稀硫酸，因为二者反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应持续进行，通常选用大理石与稀盐酸作为制取试剂，该说法错误，符合题意； D.二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧且密度比空气大，可作灭火剂；二氧化碳是植物光合作用的原料，可作气体肥料，该说法正确，不符合题意。 故选：C。 11．2026年3月30日是“国际无废日”。餐桌零废，陕西先行；绿色生活，从我做起！下列不符合绿色低碳生活理念的是（　　） A．绿色出行：多选择公共交通工具 B．分类回收：养成垃圾分类习惯 C．变废为宝：购物大量使用塑料袋 D．餐桌革命：厨余垃圾变为肥料 【答案】C 【分析】A．根据多选择公共交通工具可减少私家车使用，降低碳排放，进行分析； B．根据养成垃圾分类习惯有利于资源回收利用，减少环境污染，进行分析； C．根据大量使用塑料袋会造成白色污染，进行分析； D．根据厨余垃圾变为肥料可实现废物资源化利用，减少垃圾排放，进行分析。 【解答】解：A．多选择公共交通工具出行，能减少尾气排放和碳足迹，符合绿色低碳理念，故A说法正确； B．垃圾分类有利于资源回收再利用，减少资源浪费和环境污染，符合绿色低碳理念，故B说法正确； C．购物大量使用塑料袋会加剧白色污染，且塑料袋难以降解，不符合绿色低碳生活理念，故C说法错误； D．厨余垃圾变为肥料，实现了变废为宝和资源循环利用，符合绿色低碳理念，故D说法正确； 故选：C。 12．我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了大国担当。“碳中和”的基本途径之一是增加对二氧化碳的吸收和转化，有人称其为“增汇”。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（　　） A．“碳中和”是指用碱中和产生的CO2 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐 D．将二氧化碳压缩封存，用于生产化肥尿素，可以实现“增汇” 【答案】A 【分析】A、根据碳中和的含义，进行分析判断。 B、根据途径①是大气中的二氧化碳转化为氧气，进行分析判断。 C、根据途径②是二氧化碳被海水吸收，进行分析判断。 D、根据二氧化碳的利用进行分析判断。 【解答】解：A、碳中和是指人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，故选项A说法错误。 B、途径①是大气中的二氧化碳转化为氧气，途径①表示植物的光合作用，故选项B说法正确。 C、途径②是二氧化碳被海水吸收，二氧化碳和水反应生成碳酸，途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐，故选项C说法正确。 D、将二氧化碳压缩封存，用于生产化肥尿素，可以实现“增汇”，故选项D说法正确。 故选：A。 13．某学习小组利用图1装置验证二氧化碳的有关性质，实验过程中压力传感器测得三颈烧瓶中压强随时间的变化如图2所示。分析判断下列说法错误的是（　　） A．实验开始时，需要检查装置的气密性 B．由图可知，实验中先推的是注射器a的活塞 C．m点之后的压强变大主要是因为反应放热所致 D．pq段过程中三颈烧瓶中有气泡产生，溶液由浑浊变澄清 【答案】C 【分析】这是一道化学实验分析题，设计用微型实验装置验证二氧化碳的相关性质，通过压强曲线来分析实验。 【解答】解：A、该实验中有气体的消耗和生成，有气体参与的实验，实验开始时，需要检查装置的气密性，A说法正确，故A不符合题意； B、由图2可知，曲线中压强先随时间的增加，有一段减少很快，然后，压强先随时间的增加，有一段增大很快，说明最先推入三颈烧瓶的试剂是澄清石灰水，澄清石灰水中的溶质氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，使装置内压强减少很快，B说法正确，故B不符合题意； C、m点之后的压强变大主要是因为液体快速注入容器导致气体压缩，压强增大，不是因为反应放热所致，C选项说法错误，故C符合题意； D、pq段表示推入盐酸，盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应过程中气体体积增大，压强增大，实验现象为有气泡产生，溶液由浑浊变澄清，D说法正确，故D不符合题意； 故选：C。 14．某实验小组利用图1所示装置进行实验，探究CO2的性质：分别向三个烧瓶中注入等体积的水、饱和氢氧化钠溶液和饱和氢氧化钙溶液，一段时间后振荡烧瓶。利用数字化实验装置分别测定烧瓶内的压强变化，得到如图2所示的曲线图。下列说法错误的是（　　） A．在实验过程中，观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀 B．图2中曲线x、y、z分别对应的是饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液、水 C．图2中ab段压强增大，对应的操作是将注射器内的液体注入烧瓶中 D．图2中800s时气压急速减小，对应的操作是振荡烧瓶 【答案】B 【分析】A、根据二氧化碳的性质来分析； B、根据装置内的压强变化来分析； C、根据装置内压强增大的原因来分析； D、根据装置内压强急速变小的原因来分析。 【解答】解：A、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，因此在实验过程中，观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀，故A说法正确； B、曲线x变化幅度最小，是二氧化碳溶于水压强减小，曲线y是饱和氢氧化钙溶液与二氧化碳反应压强减小，氢氧化钠易溶于水，等量饱和氢氧化钙与氢氧化钠饱和溶液，氢氧化钠吸收二氧化碳更充分，因此曲线z是饱和氢氧化钠溶液与二氧化碳反应，故B说法错误； C、ab段压强增大，说明此时注入液体，装置中的气体压缩，从而压强增大，故C说法正确； D、图2中800s时气压急速减小，对应的操作是振荡烧瓶，加快了二氧化碳的吸收速率，故D说法正确。 故选：B。 学科网（北京）股份有限公司 $