第2讲 碳和碳的氧化物
命题点1 碳单质的性质和用途
1．(2018·雅安)金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是(C)
A．原子种类不同 B．原子大小不同
C．原子排列方式不同 D．原子数目不同
2．(2018·宜昌)下列有关碳单质的说法错误的是(B)
A．金刚石是天然存在的最硬的物质
B．石墨和C60是由不同种原子构成的
C．金刚石和石墨的化学性质相似
D．活性炭包可放在冰箱中除异味
3．(2018·威海)石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是(B)
①石墨烯是一种新型化合物 ②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同 ③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质 ④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
命题点2 二氧化碳的性质和用途
4．(2018·桂林)下列不属于二氧化碳用途的是(D)
A．灭火 B．制汽水
C．人工降雨 D．填充探空气球
5．(2017·台州)下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是(D)
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A．紫色石蕊溶液变红色 B．石灰水变浑浊
C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
6．(2018·江西)关于氧气和二氧化碳的说法正确的是(D)
A．构成：都是由分子构成，且都含有氧分子
B．性质：常温下均为气体，且都易溶于水
C．用途：氧气可用作燃料，二氧化碳可用作化工原料
D．转化：在自然界中氧气和二氧化碳可以相互转化
7．(2018·温州)人类发现二氧化碳经历了多个世纪，下列是其历程中的部分资料。
资料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。
资料二：1754年，布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2，并完成了如下所示的物质转化研究。
资料三：1766年，卡文迪许通过实验测得室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
请回答下列问题：
(1)根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：__不燃烧，也不支持燃烧__。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式：__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__。
(3)如图，在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管a缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为__100__毫升。
命题点3 一氧化碳的性质和用途
8．(2018·长沙)燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体，下列关于CO的说法不正确的是(D)
A．CO气体有毒，可危害人体健康
B．CO可用于冶炼金属
C．CO可以燃烧，可作燃料
D．在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒
9．(2018·宁波)三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体，可溶于水，与水反应生成草酸，且常温下不稳定，其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法错误的是(A)
A．C2O3中碳元素的化合价为＋4价
B．三氧化二碳具有还原性
C．在空气中燃烧的产物为二氧化碳
D．与氢氧化钠溶液反应可生成盐
命题点4 温室效应与低碳生活
10．(2018·威海)据《中国环境报》报道，为应对气候变化，落实《巴黎气候变化协定》，2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场，按国际惯例，这里的“碳”是指(A)
A．二氧化碳 B．单质碳
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C．碳元素 D．所有含碳化合物
11．(2018·扬州)下列做法与低碳环保理念一致的是(A)
A．生活垃圾分类回收 B．市区尽量开车出行
C．工业废气直接排放 D．化石燃料过度使用
命题点5 二氧化碳的实验室制法
12．(2018·威海)以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是(B)
A．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
B．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入
C．实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管a进入
D．实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放
13．(2018·长沙)在实验桌上有如下几种气体发生装置和收集装置。请你参与实验并回答问题：
(1)写出标号①的仪器名称：__铁架台__；
(2)实验室制取二氧化碳气体的发生装置为__B__(填字母)；
(3)用C装置收集二氧化碳，其验满的方法是：__将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已经集满__。
14．(2018·聊城)如图是实验室制取并验证某种气体化学性质的有关装置，据此回答下列问题：
(1)仪器①的名称是__分液漏斗__。
(2)组装好装置A后，必须首先__检查装置的气密性__。
(3)若A与C连接，C中澄清的石灰水变浑浊，则实验室制取该气体的化学方程式是__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__，用__向上排空气__法收集该气体。
(4)若A与B连接，则B中紫色石蕊溶液变__红__色。
重难点1 碳单质的性质
判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)金刚石属于有机物，它具有可燃性。(×)
(2)活性炭可以除去冰箱中的异味。(√)
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(3)活性炭有较强的吸附性，常用于工业制白糖时脱色。(√)
(4)金刚石、石墨和C60由不同种原子构成。(×)
(5)碳在空气中充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成CO。(√)
(6)用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为碳的化学性质不活泼。(√)
(2017·武汉)木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图所示。
木炭还原氧化铜 一氧化碳还原氧化铜
下列说法正确的是(D)
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
B．两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变
C．两个实验中都可观察到红色固体变黑
D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
重难点2 二氧化碳的性质实验
某同学设计了如下一组实验，取四朵用石蕊试液染成的紫色的干燥纸花，分别按如图进行实验。回答下列问题：(提示：石蕊遇酸变红)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
(1)观察到纸花的颜色变化是Ⅰ：纸花变红；Ⅱ：__纸花不变色__；Ⅲ：纸花不变色；Ⅳ：__纸花变红__；
(2)写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式：__CO2＋H2O===H2CO3__；
(3)若给实验Ⅳ反应后的纸花加热，则可以看到__纸花又变成紫色__，说明碳酸__不稳定__。
重难点3 二氧化碳和一氧化碳
下列有关碳的氧化物的说法，错误的是__ADHG__(填字母)。
A．CO和CO2的组成元素相同，所以它们的化学性质也相同
B．CO2可用于人工降雨、灭火，CO可用于冶炼金属
C．CO2无毒，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
D．CO2会导致“温室效应”增强；CO会形成酸雨
E．通常情况下，CO2能溶于水，CO难溶于水
F．CO2可用作气体肥料；CO可用作气体燃料
H．CO2遇紫色石蕊溶液会变成红色
G．用点燃的方法除去CO2中的CO
实验突破 二氧化碳的实验室制法
根据下列实验装置图，回答有关问题。
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(1)图中标有①的仪器名称是__集气瓶__。
(2)与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面，另一面为磨砂面，收集气体时用玻璃片的__磨砂面__(填“光滑面”或“磨砂面”)盖好集气瓶。
(3)实验室制取二氧化碳的发生装置与实验室用__过氧化氢溶液和二氧化锰__制取氧气的装置相同。收集二氧化碳一般只用向上排空气法，原因是__CO2能溶于水且密度大于空气__。
(4)实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，选用的发生装置是__A__(填字母)，装入药品前应进行的操作是__检查装置的气密性__。若要收集干燥的二氧化碳，需将发生装置与装置E和装置__D__(填字母) 相连，其中装置E内的试剂是__浓硫酸__，气体应从导管__a__(填“a”或“b”)端通入。
(5)用装置D收集二氧化碳气体时，导管要伸入集气瓶底部，原因是__尽量排尽集气瓶内的空气，收集较纯净的气体__。
【拓展训练】
(6)乙炔是一种微溶于水的气体，密度与空气接近，实验室常用块状电石和水在常温下反应制取乙炔。制取乙炔的发生装置选__A__，收集装置选__C__。
(7)E装置的用途很广。下列关于该装置用法正确的是__②③__。
①当装置内盛满水，若收集氢气，气体从b端通入；若收集氧气，气体从a端通入
②当装置内盛满氧气时，若将装置内的氧气排出来，水从a端通入
③当装置内盛有一半水时，可观察给病人输氧气的速率，a端连氧气瓶
1．(2018·广州)下列有关金刚石、石墨的说法正确的是(A)
A．都是由碳元素组成
B．都是黑色固体
C．都能导电
D．硬度都很大
2．(2018·十堰)下列有关碳和碳的化合物说法错误的是(C)
A．金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质
B．在加热或高温的条件下，CO能与许多金属氧化物反应
C．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性
D．水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼
3．(2018·淮安)“绿色发展”“低碳生活”等理念逐渐深入民心，下列做法值得提倡的是(B)
A．露天焚烧垃圾 B．回收和利用废金属
C．填埋废旧电池 D．鼓励开私家车出行
4．(2018·黄石)下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是(A)
A．CO和CO2组成元素相同，所以它们的化学性质也相同
B．碳在空气中充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成CO
C．CO可用于冶炼金属、做气体燃料；CO2可用于人工降雨、灭火
D．清明上河图至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
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5．(变式题)对比CO2和CO，下列描述正确的是(C)
A．分子结构：CO2比CO多一个氧元素
B．物理性质：CO2难溶于水，CO能溶于水
C．化学性质：CO2能与碱溶液反应，CO能跟某些氧化物反应
D．重要用途：CO2可用于灭火，CO可用于光合作用
6．(2017·北京)下列方法能区分氧气和二氧化碳两瓶气体的是(D )
A．闻气味
B．观察颜色
C．倒入适量氢氧化钠溶液
D．将燃着的木条伸入集气瓶中
7．(2017·成都)关于实验室制取气体的说法错误的是(C)
① ② ③ ④
A．装置①可用于制二氧化碳
B．装置②可用于制氧气
C．装置③可用于收集二氧化碳
D．装置④可用于收集氢气
8．(2018·乌鲁木齐)下列关于碳和碳的化合物知识网络图(图中表示转化关系)的说法正确的是(C)
A．“C→CO”的反应中碳发生还原反应
B．“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C．“CO2→CaCO3”的反应可用于检验二氧化碳
D．“CO2⇌H2CO3”的反应可用酚酞试剂验证
9．(2018·益阳)(1)金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大。其原因是__碳原子的排列方式不同__。
(2)写出石墨充分燃烧的化学方程式____C＋O2CO2__；工业上可以将石墨制作成电极(石墨电极)的原因是__石墨具有优良的导电性__。
(3)木炭的主要成分与上述三种物质相同。木炭完全燃烧的产物能使紫色石蕊变红，其原因是(用化学方程式进行说明)__CO2＋H2O===H2CO3__。
10．(2018·长春)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2，并用向上排空气法收集，可供选择的仪器如下。
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(1)仪器E的名称是__试管__；
(2)组装整套装置时，可选用上图中的A、B、H、I、J、L、P和__C__；
(3)利用组装完毕后的装置制取CO2气体时，验满的操作是__将燃着的木条放在集气瓶口__；
(4)若要制取8.8 g CO2，理论上至少需要100 g溶质质量分数为__14.6%__的稀盐酸；
(5)选择气体的制取装置时，需要考虑反应物的状态、__反应条件__和气体的性质。
11．(2017·重庆B卷)某同学设计了如下图所示的装置，用于实验室制取CO2并对它的部分性质进行探究，按要求答题。
A B C D
(1)仪器m的名称是__锥形瓶__，图A中发生反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
(2)若要图B中的两个气球悬浮在空气中，则气体甲可能是__c__(填序号)。
a．空气 b．氧气 c．氢气
(3)往图C中的试管通入CO2，当出现__红色恰好消失__现象时，表明石灰水的溶质刚好完全沉淀。
(4)向图D中的塑料软瓶中倒入一定量的NaOH溶液，迅速拧紧瓶盖，振荡，可观察到瓶子变瘪。若使塑料软瓶恢复原状，可用注射器向瓶中注入过量的__盐酸(或硫酸)__(填试剂名称)充分反应即可，反应完成后瓶中溶液的溶质是__NaCl和HCl(或Na2SO4和H2SO4)__(填化学式)。
12．(2017·邵阳)如图A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质。其中A为黑色单质，D为红色单质，B、C是组成元素相同的两种气态化合物。“→”表示物质间的转化关系(部分反应物、生成物及反应条件已省略)。请回答下列问题：
(1)C的化学式是__CO2__。
(2)B的一种用途是__作燃料(或冶炼金属或作还原剂)__。
(3)A→D反应的化学方程式是__C＋2CuO2Cu＋CO2↑__。
13．(2018·黄冈)为测定某石灰石矿中碳酸钙的含量，现称取12.5 g石灰石矿样品与足量的稀盐酸反应(杂质不溶于水，也不参与反应)，得到二氧化碳气体4.4 g(假设生成的气体全部逸出)。请计算：该石灰石样品含CaCO3的质量分数。
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解：设原石灰石中CaCO3的质量为x。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 4.4 g
＝ x＝10 g
石灰石中CaCO3的质量分数为×100%＝80%
答：该石灰石样品含CaCO3的质量分数为80%。
14．(2018·滨州)利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花，垂直固定玻璃管的装置未画出)来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述不正确的是(B)
A．通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B．利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D．该装置的左半部也可用于制取氧气
15．(变式题)某化学兴趣小组用青霉素的药瓶、注射器和眼药水瓶设计了如图所示的实验装置，用于检验二氧化碳的性质，缓缓推动注射器活塞，滴入稀硫酸后，在眼药水瓶中即可产生二氧化碳气体，下列有关说法错误的是(B)
A．该实验中不能用浓盐酸代替稀硫酸
B．上下两片滤纸条变红，只能证明CO2与水反应生成碳酸
C．该实验能验证二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧
D．该微型实验具有所用药品量少，现象明显，操作简单等优点
16．(2018·重庆A卷)(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验，按要求答题。
限选控制反应速率的方法：①反应物的浓度；②反应物的状态。
限选试剂：A.稀盐酸；B.浓盐酸；C.块状石灰石；D.碳酸钠溶液；E.粉末状石灰石。
填写下表并回答相关问题：
实验名称
控制速率的方法
所选用的最佳试剂
灭火器反应原理
①
__B__和D
10
CO2的实验室制法
__②__
A和C
写出灭火器反应原理的化学方程式__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑____。
(2)已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异。
实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2__>__(填“”)CO2，试管内溶液变成__红__色。
实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2Mg＋CO22MgO＋C。试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，__生成白色和黄色固体__。
17．(2018·海南)某实验小组进行了如下实验。根据下图回答问题。
(1)写出图中仪器 a 的名称：__长颈漏斗__；
(2)实验室制备二氧化碳的发生装置可选用__B__(填序号)，反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__；
(3)二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象。该实验小组的同学为了使二氧化碳与氢氧化钠溶液反应产生明显现象，用烧瓶收集二氧化碳后，按 D装置进行实验，挤压胶头滴管(胶头滴管中盛有浓的氢氧化钠溶液)，打开止水夹，形成红色喷泉。 有同学提出疑问，该实验中二氧化碳减少是否能证明二氧化碳确实与氢氧化钠发生了反应？
①若二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，则需要证明反应后的溶液中有__碳酸钠__生成。请你设计实验证明(简要说明操作、现象和结论)__取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴氯化钡(或氢氧化钡)溶液，如有白色沉淀产生，则证明有碳酸钠生成。(若加稀盐酸或稀硫酸产生气泡也可，但必须指明酸要足量)__；
②对于无明显现象的反应，根据化学反应的基本特征，应如何证明其发生了化学反应？ 请写出你的设计思路：__证明反应物消失或有新物质生成__。
18．(2017·青岛)某混合气体中含有CO、CO2、SO2三种气体。某兴趣小组对此进行了探究。
【查阅资料】
Ⅰ.SO2能使品红溶液褪色，易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，能与氢氧化钠溶液反应，能使澄清的石灰水变浑浊。
Ⅱ.CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。
Ⅲ.CO与CuO反应的化学方程式为CO＋CuOCu＋CO2。
【实验探究】为验证这三种气体，同学们在老师指导下，设计并进行如下实验：
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① ②
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体的存在，请填写下列空格：
(1)装置E的作用是__除去原气体中的二氧化碳气体__；装置F的作用是__验证二氧化碳是否除尽__。
(2)能证明气体中含有SO2的现象是__A中品红溶液褪色__，含有CO2的现象是__D中澄清石灰水变浑浊__。
【反思与评价】若将装置①和装置②互换，则无法验证的气体是__CO2__(填写化学式)。
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