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1.3 碳和碳的氧化物
考点分布 考查频率
碳的单质 ☆☆
碳的氧化物 ☆☆☆
二氧化碳的实验室制取 ☆☆☆☆
一、碳的单质
1.碳单质的物理性质
（1）金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，自然界中最硬的物质，可用于制钻石、载玻璃、钻探机的钻头等。
（2）石墨是深灰色的有金属光泽面不透明的细鳞片状固体，最软的矿物之一，有导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、润滑剂等。
（3）活性炭、木炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可以吸附有异味和颜色的物质。
2.碳单质的化学性质
（1）常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。
（2）可燃性：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2 ；（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。
（3）还原性：C+2CuO高温 2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。3C+2Fe2O3高温 4Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）
二、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）。
2、化学性质：
与水反应：原理：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸可以使紫色石蕊试液变红，不是二氧化碳使石蕊变红的。
与石灰水反应：原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O。现象：石灰水变浑浊；用途：检验二氧化碳的存在。
③不燃烧、不支持燃烧（用途灭火）。
（二）一氧化碳
1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小（相对分子质量为28，所以不用排气法收集），难溶于水（可用排水法收集）。
2、化学性质
（1）有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。
（2）可燃性：2CO+O22CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）。
（3）还原性：CO+CuO高温 Cu+CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊）。
三、二氧化碳的实验室制取
（1）药品：大理石或石灰石和稀盐酸。
（2）原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）装置：固液不加热，向上排空法，
（4）步骤：①连接装置；②检查装置的气密性；③向锥形瓶中加入大理石；④从长颈漏斗加入稀盐酸；⑤收集二氧化碳；⑥验满。
（5）收集法：向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；能溶于水且与水反应，不能用排水法。
（6）验满：向上排空气法，用燃着的木条放在，瓶口，木条熄灭则收集满。
（7）检验：将气体通入澄清石灰水，若石灰水浑浊，则是二氧化碳。原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O
（8）注意事项：①长颈漏斗的下端要伸到液面以下（防止产生的气体从长颈漏斗口逸出）；②锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞（有利于产生的气体排出）；③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。
■考点一 碳的单质
◇典例1：【2023辽宁丹东真题】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是( )
A. 碳是黑色的 B. 碳粉末细小
C. 碳不溶于水 D. 常温下碳化学性质稳定
【答案】D
【解析】在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，能长时间保存。
故选D。
◆变式训练
1. 【2023江苏连云港真题】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。
2. 【2023甘肃金昌真题】中国古籍文房四宝指的是“笔、墨、纸、砚”，其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质属于化学性质的是（ ）
A. 可燃性 B. 常温下呈固态 C. 难溶于水 D. 熔点高
【答案】A
【解析】A、可燃性需要化学变化表现出来，是化学性质；
B、常温下呈固态是物质的状态，不需要化学变化表现出来，是物理性质；
C、难溶于水是物质的溶解性，不需要化学变化表现出来，是物理性质；
D、熔点高是物质的熔点，不需要化学变化表现出来，是物理性质；
故选A。
3. 【2023吉林真题】下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是( )
A. 都是碳的单质 B. 都由碳元素组成
C. 物理性质相同 D. 碳原子排列方式不同
【答案】C
【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，故A正确；
B、金刚石和石墨都是由碳元素组成的，故B正确；
C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异较大，故C错误；
D、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，故D正确。
故选C。
4. 【2022湖南长沙】“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ）
A. 石墨不具有导电性 B. C60单质是由碳原子直接构成的
C. 活性炭具有吸附性 D. 金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
【答案】C
【解析】A、石墨具有良好的导电性，不符合题意；
B、C60由C60分子构成，不符合题意；
C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，符合题意；
D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子排列方式不同，不符合题意。
故选C。
■考点二 碳的氧化物
◇典例2：【2023北京真题】用下图实验研究的性质。
（1）可证明能与水反应的现象是_____，密度比空气的大的现象是_____。
（2）燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是_____。
【答案】（1）①. 2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色 ②. 3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色
（2）不能燃烧且不支持燃烧
【解析】(1)二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色石蕊变红色，当2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色，说明二氧化碳能与水反应；
3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色，说明二氧化碳密度比空气大；
(2)燃着的木条熄灭，由此可得出 CO2 具有不能燃烧且不支持燃烧的性质。
◆变式训练
1. 【2022四川凉山】每年5月31日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒气体是（ ）
A. O2 B. N2 C. CO D. CO2
【答案】C
【解析】一氧化碳与血红蛋白的结合能力要比氧与血红蛋白的结合能力强200-300倍，所以一旦一氧化碳与血红蛋白结合了，氧就不能与血红蛋白结合，使人体缺氧，而使人不舒服或死亡。CO是烟气中的一种有毒气体。故选C
2. 【2023湖南益阳真题】化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ）
A. 元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B. 分类观：CO和CO2都属于氧化物
C. 变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化
D. 结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似
【答案】D
【解析】A、由化学式可知，一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的纯净物，均属于化合物，不符合题意；
B、一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的化合物，均属于氧化物，不符合题意；
C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故CO和CO2在一定条件下可以相互转化，不符合题意；
D、一氧化碳和二氧化碳均是由分子构成，一氧化碳分子和二氧化碳分子均是由碳原子和氧原子构成，一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同，符合题意。
故选D。
3. 【2023辽宁营口真题】下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ）
A. 一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化
B. 一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料
C. 一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红
D. 一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强
【答案】A
【解析】A、一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，在高温条件下，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳燃烧又生成了二氧化碳；所以，在一定条件下二氧化碳和一氧化碳可以互相转化，正确；
B、一氧化碳具有可燃性，可做燃料；二氧化碳不能燃烧，不能作燃料，错误；
C、二氧化碳能与水化合生成碳酸，碳酸是一种酸，能使紫色石蕊溶液变为红色；一氧化碳不能与水反应，错误；
D、二氧化碳含量上升会导致温室效应增强；一氧化碳会引起中毒，不是温室气体，错误；
故选A。
■考点三 二氧化碳的实验室制取
◇典例3：【2023湖北随州真题】化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）实验室常用石灰石和稀盐酸制取气体，其反应的化学方程式是 。
（2）为了得到干燥、纯净的气体，产生的气流应依次通过装置_________、_________(填装置编号)，收集气体选用的装置是_________ (填装置编号)。
（3）有人对气体发生装置A作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如右图所示。改进后的优点 。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=2CaCl2+H2O+CO2↑
（2） D；C；E
（3）防止气体逸出（或液封等，合理即可）
【解析】（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）盐酸具有挥发性，制得二氧化碳气体中含有水蒸气和氯化氢气体，氯化氢与水形成盐酸，碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠溶液能除去二氧化碳中的氯化氢气体，浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应，能干燥二氧化碳，为了得到干燥、纯净的气体，先除去杂质（除去杂质在溶液中进行，气体从溶液中导出时，会带出部分水蒸气），再干燥气体，产生的气流应依次通过装置D、C，二氧化碳密度大于空气，能用向上排空气法收集，收集气体选用的装置是E；
（3）有人对气体发生装置A作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，小试管中充满盐酸，可达到液封的作用，防治气体逸出。
◆变式训练
1. 【2023湖北荆州真题】下图是实验室常用的气体发生装置和收集装置，请回答下列问题：
（1）仪器①的名称是______。
（2）实验室既可用于制取氧气又可用于制取二氧化碳的发生装置和收集装置的组合为______（填装置序号）。
（3）实验室制取气体时，下列因素中，不需要考虑的是______（填序号）。
a．所要制取气体的颜色
b．药品容易获得，能生成所要制取的气体
c．反应条件易于控制，反应速率适中
d．操作简便易行，安全可靠，节能环保
【答案】（1）集气瓶 （2）BD （3）a
【解析】（1）由实验装置图可知，仪器①的名称为集气瓶；
（2）实验室制取氧气时，可以采用固固加热型发生装置，也可以选择固液常温型发生装置，但实验室制取二氧化碳时，只能选择固液常温型发生装置B，二氧化碳能溶于水并与水反应，不能采用排水集气法收集，二氧化碳和氧气的密度都比空气大，且不与空气中各成分发生反应，收集时都可以采用装置D瓶口向上排空气法收集，故实验室既可用于制取氧气，又可用于制取二氧化碳的发生装置和收集装置的组合为BD；
（3）a、所要制取气体的颜色，对反应的发生装置和收集装置及反应原理，都没有影响，制取气体时无需考虑，选项符合题意；
b、药品是否容易获得，能否生成所要制取的气体，是在制取气体时必须要首先考虑的因素，选项不符合题意；
c、反应条件易于控制，反应速率适中，是在反应中需要考虑的因素，选项不符合题意；
d、操作简便易行，安全可靠，节能环保，是从对环境的影响方面需要考虑的因素，选项不符合题意；
故选a。
2. 【2023湖南衡阳真题】下图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：
（1）图中a仪器的名称_____ 。
（2）某同学在实验室用A、E装置制取氧气，反应的化学方程式为_____；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是_____(任写一条)。
（3）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用_____；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从_____(填“b”或“c”)端通入。
（4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式_____。
【答案】（1）长颈漏斗
（2） ①. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ②. 未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）
（3） ①. C ②. b
（4）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）A装置适用于固体加热反应制取氧气，且试管口有一团棉花，故适用于高锰酸钾加热制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，E装置采用的是排水法收集氧气，收集的氧气不纯，可能的原因是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，也可能是集气瓶中的水没有装满，故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）；
（3）装置C带有多孔隔板和活塞开关，关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止；二氧化碳的密度比空气大，采用向上排空气法收集，若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b端通入，故填：C；b；
（4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，即二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
1.【2023辽宁铁岭真题】央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是( )
A. 质软 B. 导电性 C. 可燃性 D. 常温稳定性
【答案】D
【解析】墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，与质软无关，与碳的导电性无关，与碳的可燃性无关，体现了碳单质具有的性质是常温稳定性。
综上所述：选择D。
2. 【2023陕西真题】碳元素是组成物质种类最多的元素。下列物质只含碳元素的是（ ）
A. 石灰石 B. 金刚石 C. 碳酸 D. 石蜡
【答案】B
【解析】A、石灰石的主要成分是碳酸钙，石灰石是混合物，不符合题意；
B、金刚石是只由碳元素组成的单质，符合题意；
C、碳酸是由碳元素、氧元素、氢元素组成的化合物，不符合题意；
D、石蜡是含有多种元素的混合物，不符合题意。
故选B。
3.【2022四川凉山】每年5月31日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒气体是（ ）
A. O2 B. N2 C. CO D. CO2
【答案】C
【解析】一氧化碳与血红蛋白的结合能力要比氧与血红蛋白的结合能力强200-300倍，所以一旦一氧化碳与血红蛋白结合了，氧就不能与血红蛋白结合，使人体缺氧，而使人不舒服或死亡。CO是烟气中的一种有毒气体。故选C
4.【2022陕西中考A】某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种，为检验其成分，小明同学按下图装置进行实验时，观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，由此实验现象得出尾气的组成情况可能有（ ）
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】D
【解析】根据题意，黑色的氧化铜变为红色，说明有铜生成即尾气样品中含有具有还原性的气体，一氧化碳和氢气都具有还原性，而澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳气体进入装置与石灰水反应，根据题意，原气体中含有二氧化碳，而若含有一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应后会生成二氧化碳，故改尾气的组成可能是1、氢气和二氧化碳；2、氢气和一氧化碳；3、一氧化碳和二氧化碳；4、氢气、一氧化碳、二氧化碳；5、一氧化碳；共五种情况，故选：D。
5. 【2023湖南衡阳真题】有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（ ）
A. 碳的单质都是黑色
B. 植物光合作用可将转变为
C. CO和元素组成相同，它们的化学性质相似
D. 金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化
【答案】B
【解析】A、碳的单质不一定都是黑色的，如纯净的金刚石是无色，故A说法错误；
B、植物的光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，可将CO2转变为O2，故B说法正确；
C、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，CO和CO2的组成元素相同，但一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，它们的分子构成不同，因此二者的化学性质不相似，故C说法错误；
D、石墨和金刚石都是碳单质，属于两种不同的物质，所以它们的相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，故D说法错误；
故选B。
6．【2022辽宁抚顺】下列有关碳及碳的化合物说法正确的是（ ）
A.碳的单质都是黑色固体
B.二氧化碳与一氧化碳能相互转化
C.金刚石和石墨中碳原子排列方式相同
D.含碳元素的化合物一定是有机化合物
【答案】C
【解析】A.碳元素可以形成多种碳单质，如金刚石、石墨、焦炭、木炭等，金刚石是无色透明的固体。说法错误
B.二氧化碳和碳在高温下反应，能生成一氧化碳；一氧化碳在氧气中燃烧，或在高温下与金属氧化物反应也能生成二氧化碳，二者可以相互转化。说法正确
C.金刚石和石墨都是碳元素形成的单质，但由于碳原子排列方式不同，物理性质差异很大。说法错误
D.一般来说，含碳元素的化合物叫有机化合物，但碳酸、碳酸盐、一氧化碳、二氧化碳等属于无机物。说法错误。
7．【2022黑龙江佳木斯】归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是（ ）
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO支持燃烧
C．用途：固体CO2可用于人工降雨；CO可作燃料
D．危害：CO2无毒；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
【答案】B
【解答】解：A、一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，故选项说法正确。
B、通常情况下，CO2不支持燃烧，CO能燃烧，不能支持燃烧，故选项说法错误。
C、固体CO2可用于人工降雨，CO具有可燃性，可作燃料，故选项说法正确。
D、二氧化碳本身没有毒性，CO有毒，易与血液中的血红蛋白结合引起中毒，故选项说法正确。
故选：B。
8. 【2023湖南郴州真题】关于碳及其化合物的说法正确的是（ ）
A. 一氧化碳有还原性，没有毒性
B. 二氧化碳是一种污染性气体
C. 含碳酸根或碳酸氢根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳气体
D. 活性炭具有吸附性，木炭没有吸附性
【答案】C
【解析】A、一氧化碳有还原性，也有毒性。A不正确；
B、二氧化碳无毒不是一种污染性气体。B不正确；
C、组成里含有碳酸根离子或者碳酸氢根离子的盐都能和酸反应生成二氧化碳，如碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。C正确；
D、活性炭具有吸附性，木炭也有吸附性。D不正确。
综上所述：选择C。
9. 【2022湖北潜江等中考】下列有关碳及其氧化物的说法正确的是（ ）
A. 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
B. 碳的单质有多种，用途各不相同，是因为它们的物理性质各不相同
C. CO具有可燃性，在空气中燃烧产生黄色火焰
D. 焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出氧化性
【答案】B
【解析】A.CO2是引起温室效应的主要气体，也是光合作用的原料，大气中CO2维持了碳的稳定，所以二氧化碳的含量合适最好，选项错误。
B.碳的单质有多种，用途各不相同，是因为它们碳原子排列方式不同，对应碳单质的物理性质各不相同，正确。
C.CO具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，选项错误。
D.焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性，选项错误。
故选：B。
10. 【2023北京真题】下列关于的实验室制取及检验的说法不正确的是( )
A．制的药品 B．发生装置 C．收集方法 D．检验
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】A、实验室常用大理石 和稀盐酸反应制取二氧化碳，故A正确；
B、实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型，可选该装置作为发生装置，故B正确；
C、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，故C错误；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常使用澄清石灰水检验二氧化碳，故D正确；
故选：C。
11．（2022·岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ）
A．用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置②④组合
B．用装置①制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸
C．用装置③收集 CO2，气体应从管口 c 通入
D．要做铁丝燃烧实验，用④收集 O2时建议留部分水
【答案】D
【解析】A、用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选①，氧气不易溶于水，收集装置可选④，不符合题意；
B、大理石的主要成分碳酸钙能与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水，硫酸钙微溶于水，会覆盖在水的表面，阻碍反应的进一步进行，故分液漏斗中应装稀盐酸，不能装稀硫酸，不符合题意；
C、用装置③收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从b端进入，不符合题意；
D、铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，故用④收集 O2时建议留部分水，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，符合题意。
故答案为：D。
12. 【2023湖北武汉真题】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）石墨的用途可以是______。
A. 用于制铅笔芯 B. 用作电极 C. 用于切割大理石
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其______（填“物理”或“化学”）性质。
（3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为______。
【答案】（1）AB
（2）物理
（3）
【解析】（1）A、石墨具有滑腻感，且为深灰色，可用于制铅笔芯，故选项正确；
B、石墨具有导电性，可用作电极，故选项正确；
C、石墨很软，不能用于切割大理石，故选项错误；
故选：AB；
（2）活性炭作冰箱除味剂，不需要通过化学变化表现出来，是利用其物理性质；
（3）碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，反应化学方程式为：。
13. 【2023湖北随州真题】新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。
Ⅱ.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。
（3）金刚石、石墨和的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是_________。
（4）科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(也称石墨烯)，石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接______个六元环。
【答案】（3）原子排列方式不同
（4）3或三
【解析】
（3）金刚石、石墨和 C60 的化学性质相似，但是它们的碳原子的排列方式不同，所以物理性质有很大差异；
（4）在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环。
14.【2023内蒙赤峰真题】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
（1）分类角度：CO2属于_______（填“单质”“氧化物”或“有机物”）。
（2）微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷（CH4）和X。该反应的微观示意图如下图所示，请你画出X分子的微观示意图：
（3）性质角度：三百多年前，人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的性质是_______。
（4）应用角度：可用如图所示方法自制汽水来消暑解热。制取汽水时，NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
打开汽水瓶盖时，汽水会自动喷出来，说明气体在水中的溶解度与_______有关。
（5）环保角度：促进低碳经济发展，实现碳达峰、碳中和的根本对策是控制CO2的排放量。请你提出一项可行措施_______。
【答案】（1）氧化物;（2）; （3）不可燃，不助燃;（4）压强;（5）减少化石燃料的燃烧（合理即可）
【解析】(1)氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，二氧化碳由碳元素和氧元素组成，属于氧化物；
(2)根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类、数目均不变，计算出反应前共一个碳原子、两个氧原子和八个氢原子，反应后的物质中含有一个碳原子和四个氢原子，故2X中共含有四个氢原子和两个氧原子，一个X中含有两个氢原子和一个氧原子，故X是水其微观示意图为 ；
(3)由题意可知二氧化碳能使燃着的木柴熄灭，故可推测二氧化碳不支持燃烧，且不可燃；
(4)打开汽水瓶盖时，瓶内压强减小，汽水会自动喷出来，说明气体在水中的溶解度与压强有关，压强越大，溶解度越大；
(5)减少化石燃料的燃烧，开发新能源，乘坐公交车，均可减少二氧化碳的排放。
15. 【2023湖南岳阳真题】某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的部分实验报告。
（1）【实验原理】______（用化学方程式表示）。
（2）【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2，应选用下列装置中的______（填字母）。
（3）【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法：______。
（4）【反思交流】结合实验，你认为该实验的注意事项有：______（写一条即可）。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）BC
（3）将燃烧的木条放在集气瓶的瓶口处
（4）使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下，实行液封，防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出
【解析】（1）大理石主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳、水、氯化钙，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（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，故选BC。
（3）气体的验满在瓶口处进行，二氧化碳一般不支持燃烧，所以验证集气瓶中CO2气体已集满的方法：将燃烧的木条放在集气瓶的瓶口处。
（4）该实验的注意事项有：使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下，实行液封，防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出等。
16. 【2023湖北宜昌真题】探究二氧化碳的制取和性质。
（1）如图1，观察到的现象是 。
（2）用木炭还原氧化铁也可得到二氧化碳，反应的化学方程式是 。
（3）上述两个反应都可得到二氧化碳，但实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。小文同学用图2装置制取二氧化碳，请指出该装置的两处错误：
① ；② 。
（4）如图3，向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到的现象是_ ，由此可知，二氧化碳的性质是 。在一支试管中倒入少量塑料瓶中的液体，滴加几滴紫色石蕊溶液，振荡，观察到的现象是 。
【答案】（1）剧烈燃烧，发白光，放热
（2）
（3） ；①. 长颈漏斗没有液封；②. 用向下排空气法收集二氧化碳
（4）软塑料瓶变瘪；二氧化碳能溶于水；紫色石蕊溶液变红
【解析】（1）木炭在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧，发白光，放热；
（2）木炭在高温下还原氧化铁得到二氧化碳和铁，方程式是；
（3）实验室制取二氧化碳选择的药品为大理石或石灰石（主要含碳酸钙）与稀盐酸，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是；图2装置制取二氧化碳，装置中的错误是：长颈漏斗没有形成液封，易造成气体跑出；二氧化碳的密度大于空气，不能用向下排空气法收集；
（4）二氧化碳能溶于水，导致瓶中气压减小，大气压将塑料瓶压瘪，故填：软塑料瓶变瘪；二氧化碳能溶于水。
同时瓶中部分二氧化碳和水反应产生碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊溶液变红。
17.【2023黑龙江龙东真题】 根据如图实验装置，回答下列问题：
（1）写出图中仪器a的名称：_______。
（2）写出实验室用A装置制取氧气的反应的化学方程式_______，实验室要得到比较纯净的氧气通常选用_______（填字母）装置收集，若用此收集方法收集到的O2不纯净的原因_______（写一点即可）。
（3）实验室制取二氧化碳的反应原理_______（用化学方程式表示），B、C装置均可作为实验室制取CO2的发生装置，与B相比，选用C装置的优点是_______；检验CO2的方法_______。（用化学方程式表示）
（4）若用装置E收集满一瓶O2后，再向瓶中注水排出瓶中气体，水应从_______（填①或②）端进入。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）①. ; ②. D ③. 没有等到气泡均匀连续冒出时就开始收集或收集前集气瓶内没有装满水（合理即可）
（3）①. ; ②. 可以控制反应速率;
③.
（4）①
【解析】(1)仪器a的名称为长颈漏斗；
(2)A装置为固体加热型发生装置，且试管口没有棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为；
排水法收集的气体较排空气法纯净，由于氧气不易溶于水，所以实验室要得到比较纯净的氧气通常选用D排水法收集；
用D装置排水法收集氧气时，开始排出的气体中含有空气，待气泡连续均匀冒出，再收集，否则收集到的气体不纯；用排水法收集气体时，集气瓶内必须灌满水，否则收集到的气体不纯，故用排水法收集到的O2不纯净的原因有：没有等到气泡均匀连续冒出时就开始收集或收集前集气瓶内没有装满水（合理即可）；
（3）实验室利用石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为；
该反应为固液常温型，发生装置可选择B或C，与B相比，C装置中可以通过分液漏斗，控制液体的滴加速度，从而控制反应速率；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常用澄清石灰水检验二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为；
（4）若用装置E收集满一瓶O2后，再向瓶中注水排出瓶中气体，由于氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，所以水应从长管①端进入，才能将氧气排出。
1.下列物质中，硬度最大的是（ ）
A. C60 B. 活性炭 C. 石墨 D. 金刚石
【答案】D
【解析】A、C60是人造物质，有弹性，硬度不大，不符合题意；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，不符合题意；
C、石墨很软，是最软的矿物之一，不符合题意；
D、金刚石是天然存在的最硬的物质，符合题意；
故选D。
2.低碳生活倡导我们在生活中注重环保，减少空气中二氧化碳的含量，下列做法符合低碳生活理念的是（ ）
A. 减少化石燃料的使用 B. 使用乙醇汽油
C. 多使用一次性木筷 D. 多使用私家车出行
【答案】A
【解析】A．减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳的排放，故A正确；
B．使用乙醇汽油可以生成二氧化碳，不能减少空气中二氧化碳的 含量，故B不符合；
C．多使用一次性筷子，可以增加树木的砍伐，减少二氧化碳的吸收，使空气中二氧化碳的含量增加，故C不符合；
D．多使用私家车，可以增加空气中二氧化碳的含量，故D不符合。
故选A。
3.填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（ ）
A. 金属光泽 B. 质软 C. 导电性 D. 可燃性
【答案】D
【解析】A、金属光泽不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
B、质软不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
C、导电性不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
D、可燃性需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，符合题意。
故选D。
4.一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，下列叙述不正确的是（ ）
A．反应都有CO2气体生成 B．反应都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应 D．一氧化碳和木炭都具有还原性
【答案】C
【解析】A、一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，均能夺取氧化铜中的氧，生成二氧化碳，故选项说法正确；
B、一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，反应都有红色固体生成，故选项说法正确；
C、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，属于置换反应；但一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物是化合物，不属于置换反应，故选项说法错误；
D、一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，均能夺取氧化铜中的氧，均具有还原性，故选项说法正确。
5.木炭或燃气在氧气不足的情况下燃烧，容易产生CO气体，下列关于CO气体的叙述不正确的是（ ）
A. CO气体可以用作燃料
B. 在相对密闭的环境里，CO气体容易使人发生中毒
C. 将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2O
D. 高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2
【答案】C
【解析】A、CO具有可燃性，CO和O2反应生成CO2，放出热量，所以CO气体可以用作燃料，此选项说法正确，不符合题意；
B、CO能和人体内的血红蛋白结合，导致人体内缺氧，使人中毒，此选项说法正确，不符合题意；
C、CO和O2都难溶于水，所以将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中不会发生反应，此选项说法错误，符合题意；
D、CO具有还原性，在高温的条件下，CO能把Fe2O3里面的铁还原出来，生成Fe和CO2，此选项说法正确，不符合题意；
故选：C。
6.一定条件下，能与二氧化碳反应的是（ ）
A. 木炭 B. 一氧化碳 C. 氧化铜 D. 氧气
【答案】A
【解析】A、二氧化碳与碳在高温的条件下可以反应生成一氧化碳，故正确；
B、一氧化碳不能与二氧化碳反应，故错误；
C、二氧化碳不能与氧化铜反应，故错误；
D、氧气不能与二氧化碳反应，故错误。故选A。
7.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C
【解答】A、氧化铁中铁元素化合价是+3，反应后铁中铁元素化合价是0，该选项说法不正确；
B、氧化铁是红棕色固体，铁是黑色固体，充分加热，a处固体由红棕色变黑色，该选项说法不正确；
C、b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，该选项说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，不能用水吸收一氧化碳，该选项说法不正确。
故选：C。
8.下列不属于二氧化碳用途的是（ ）
A．供给呼吸 B．用于灭火 C．用作气体肥料 D．生产碳酸饮料
【答案】A
【解析】A、供给呼吸属于氧气的用途，不属于二氧化碳的用途，故选项正确；
B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度大于空气，常用于灭火，不符合题意，故选项错误；
C、二氧化碳促进绿色植物的光合作用，因此可以做气体肥料，不符合题意，故选项错误；
D、二氧化碳可以做化工原料，如制汽水等，不符合题意，故选项错误；
故选A。
9.下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是（ ）
A．蜡烛自下而上熄灭 B．软塑料瓶变瘪
C．石蕊溶液变红 D．气球上浮
【答案】A
【解答】A、二氧化碳用来灭火是利用了它不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，该实验能证明二氧化碳物理性质，又能体现其化学性质，故A符合题意；
B、塑料瓶会变瘪，主要是因为二氧化碳能溶于水，该实验能体现其物理性质，B不符合题意；
C、二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳和水反应生成的碳酸使之变红，该实验能体现其化学性质，故C不符合题意；
D，倒入二氧化碳后气球上浮，能证明二氧化碳的密度比空气大，属于物理性质，故D不符合题意。
故选：A。
10.用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（ ）
A.甲中逸出的气体只含CO2
B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应
C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸
【答案】D
【解析】A.由于盐酸的浓度较大，所以甲中逸出的气体含HCl和CO2，故错误；
B.乙中液体变红，可能是挥发出的HCl使紫色石蕊试液变红，无法证明CO2能与水反应，故错误；
C.加热后红色不褪去，不能说明碳酸受热不分解，因为溶液变红是盐酸在起作用，而盐酸不分解，故错误；
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸，因为稀硫酸没有挥发性，故正确。故选D。
11.制取、收集CO2并验证相关性质，下列做法不正确的是（ ）
A. 检查装置气密性 B. 加入石灰石
C. 收集CO2 D. 验证CO2不支持燃烧
【答案】B
【解析】A、检查装置气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，不符合题意；
B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器。图中操作错误，符合题意；
C、二氧化碳的密度比空气大，用万用瓶收集二氧化碳，应“长进短出”，不符合题意；
D、将二氧化碳倾倒入烧杯中，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，不符合题意。
故选B。
12.碳及其氧化物性质的应用。
（1）如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有 能力，其原因是木炭具有 的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
（4）在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是 。
（5）工业上：用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）炼铁的化学方程式是 ，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质： 。
【答案】（1）吸附； 疏松多孔；
（2）碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。
（3）C+O2CO2；生成的二氧化碳中碳元素的质量；
（4）澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别与二氧化碳反应的现象不同；氢氧化钠、氢氧化钙溶解性的大小，氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别吸收二氧化碳的能力不同。
（5）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；还原性。
【解析】（1）向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有 吸附能力，其原因是木炭具有 疏松多孔的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，因为需要长期保存，说明碳的性质稳定，具体描述为 碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 C+O2CO2 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 生成的二氧化碳中碳元素的质量时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
（4）在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别与二氧化碳反应的现象不同；氢氧化钠、氢氧化钙溶解性的大小，氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别吸收二氧化碳的能力不同。
（5）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，此反应中利用了一氧化碳的还原性；故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；还原性。
13.请根据下图回答相关问题：
（1）写出两种仪器的名称；a_________，d_________.
（2）收集干燥的气体，可选用_________（填“C”或“D”）戴置；若改用G、H和I这个组合装置收集，H装置的作用是__________________。
（3）制氢气时，用B装置代替A装置的优点是__________________；若用E装置收集氢气，气体应从_________（填“b”或“c”）端进入。
【答案】(1).分液漏斗、集气瓶；(2).C、防倒吸；(3).可随时控制反应的发生和停止、 b。
【解析】（1）仪器a是分液漏斗，仪器d是集气瓶。
（2）二氧化碳的密度比空气的密度大，故选向上排空气法装置C收集；H装置的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸与G装置中。
（3）B装置中用了隔板，可以使固体和液体随时分离，故优点是可随时控制反应的发生和停止；氢气的密度比空气的密度小，故选向下排空气法收集，故由b管通入。
14.用如图所示装置制取干燥的CO2，并对CO2的部分性质进行探究。
（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______。
（2）①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是_______。
②装置C中试剂X应该选用_______(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
（3）收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是_______。
②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是_______。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明_______。
（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一：溶液的导电力越强，溶液的电导率越大。
材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三：Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时，能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和；。
①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是_______。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是_______、_______。
【答案】 ①. ②. 除去HCl气体 ③. b ④. 将燃着的小木条置于锥形瓶口，木条熄灭 ⑤. CO2与NaOH反应，使锥形瓶中CO2气体减少，压强变小 ⑥. 向上排空气法收集到的CO2气体不纯 ⑦. Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀，使溶液中离子的浓度逐渐降低，溶液的导电能力逐渐下降 ⑧. 生成的CaCO3未能完全转化为Ca(HCO3)2 ⑨. OH-导电能力强于
【解析】（1）装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳，方程式为：。
（2）①装置B中溶液为碳酸氢钠溶液，呈碱性能与挥发出的HCl发生反应，所以其作用是吸收HCl气体。
②装置C是为了吸收水蒸气，则X应选用的具有极强吸水性的浓硫酸，故选b。
（3）①二氧化碳不支持燃烧，验满的方法是在锥形瓶口放置燃着的木条，若木条熄灭，则已集满。
②氢氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠，反应过程中消耗二氧化碳气体，二氧化碳气体减少，锥形瓶内压强降低。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa，则可说明有其他气体剩余，即为收集到的二氧化碳气体不纯。
（4）①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，使溶液中离子浓度降低，致使其电导率逐渐下降。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是氢氧根离子导电能力强于碳酸氢根离子、生成的碳酸钙沉淀未能完全转化为碳酸氢钙。
15.在实验室里，同学们欲用如图所示装置别取气体并验证其相关性质。
（1）实验室利用装置制取，试管口略向下倾斜的原因是______，反应的化学方程式为______；利用______的性质，可采用排水法收集。
（2）下列反应物状态和条件的组合，适合于选用B装置制取气体的是______。
A. 反应物为固体和液体且反应需要加热
B. 反应物为固体和固体且反应不需要加热
C. 反应物为固体和液体且反应不需要加热
（3）在装置中，左端放置用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，右端放置用石蕊溶液染成紫色的湿润纸花。向装置中通入足量干燥的，一段时间后，可观察到干燥纸花______，湿润纸花______。上述实验能证明的化学性质是______。
（4）欲要同时证明不支持燃烧和密度比空气大两点性质，在与装置中，你认为选用______装置进行操作更合理。
【答案】（1） ①. 防止冷凝水倒流，使试管炸裂 ②. ③. 不易溶于水 （2）C
（3） ①. 不变色 ②. 变红 ③. 二氧化碳能与水反应生成酸性物质 （4）D
【解析】（1）固体加热容易把药品中含有的水分变成水蒸气，在管口遇冷凝结水，倒流到热的试管底部，容易炸裂试管，则试管口向下倾斜的原因是为了防止冷凝水倒流，使试管炸裂，实验室利用A装置制取O2，试管口放了一团棉花说明是用高锰酸钾加热制取氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰，反应的化学方程式为：，利用氧气不易溶于水的性质，可采用排水法收集；
（2）B装置是固液常温型装置，适用于反应物为固体和液体且反应不需要加热来制取气体的反应，故选C；
（3）二氧化碳不能使紫色的干燥纸花变色，而能使紫色的湿润纸花变成红色，故可观察到干燥纸花不变色，湿润纸花变红，酸性溶液能使紫色石蕊纸花变成红色，故上述实验能证明CO2的化学性质是二氧化碳能与水反应生成酸性物质；
（4）D装置能观察到下层蜡烛火焰先灭，上层后灭，说明二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，密度比空气大，E装置未用毛玻璃片，会使部分二氧化碳直接逸散到空气中，故在D与E装置中，选用D装置进行操作更合理。
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1.3 碳和碳的氧化物
考点分布 考查频率
碳的单质 ☆☆
碳的氧化物 ☆☆☆
二氧化碳的实验室制取 ☆☆☆☆
一、碳的单质
1.碳单质的物理性质
1、 是无色透明、正八面体形状的固体，自然界中 的物质，可用于制钻石、载玻璃、钻探机的钻头等。
2、 是深灰色的有金属光泽面不透明的细鳞片状固体，最软的矿物之一，有导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、润滑剂等。
3、 、木炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可以吸附有异味和颜色的物质。
2.碳单质的化学性质
（1）、常温下 强（古代字画能长久保存的原因）。
（2） ：(O2充足)完全燃烧生成CO2： ；（O2不足）不完全燃烧生成CO： 。
（3）、还原性： （置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 。 （现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊。）
二、碳的氧化物
（一）二氧化碳
1、物理性质：无色、无味的气体， 水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为 （用途制冷剂、 、食物储运、制造舞台烟雾效果）。
2、化学性质：
与水反应：原理： 。生成的碳酸可以使紫色石蕊试液 ，不是二氧化碳使石蕊变红的。
与石灰水反应：原理： 。现象：石灰水变浑浊；用途： 的存在。
③不燃烧、不支持燃烧（用途 ）
（二）一氧化碳
1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气 （相对分子质量为28，所以不用排气法收集）， 水（可用排水法收集）。
2、化学性质
（1） ：吸进肺里与血液中的 结合，使人体缺少氧气而中毒。
（2）可燃性： （可燃性气体点燃前一定要检验纯度）。
（3）还原性： （置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。 （现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变 ）。
三、二氧化碳的实验室制取
（1）药品： 或石灰石和 。
（2）原理： ；
（3）装置：固液不加热， ，
（4）步骤：①连接装置；② ；③向锥形瓶中加入 ；④从长颈漏斗加入 ；⑤收集二氧化碳；⑥验满。
（5）收集法： 法：原因 且不与空气反应； ，不能用排水法。
（6）验满：向上排空气法，用燃着的木条放在， ，木条 则收集满。
（7）检验：将气体通入 ，若石灰水 ，则是二氧化碳。原理： 。
（8）注意事项：①长颈漏斗的下端要伸到 （防止产生的气体从 ）；②锥形瓶中的导管只能 橡皮塞（有利于产生的气体排出）；③集气瓶中的导管口要接近 （目的： ）。
■考点一 碳的单质
◇典例1：【2023辽宁丹东真题】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是( )
A. 碳是黑色的 B. 碳粉末细小
C. 碳不溶于水 D. 常温下碳化学性质稳定
◆变式训练
1. 【2023江苏连云港真题】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
2. 【2023甘肃金昌真题】中国古籍文房四宝指的是“笔、墨、纸、砚”，其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质属于化学性质的是（ ）
A. 可燃性 B. 常温下呈固态 C. 难溶于水 D. 熔点高
3. 【2023吉林真题】下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是( )
A. 都是碳的单质 B. 都由碳元素组成
C. 物理性质相同 D. 碳原子排列方式不同
4. 【2022湖南长沙】“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ）
A. 石墨不具有导电性 B. C60单质是由碳原子直接构成的
C. 活性炭具有吸附性 D. 金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
■考点二 碳的氧化物
◇典例2：【2023北京真题】用下图实验研究的性质。
（1）可证明能与水反应的现象是_____，密度比空气的大的现象是_____。
（2）燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是_____。
◆变式训练
1. 【2022四川凉山】每年5月31日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒气体是（ ）
A. O2 B. N2 C. CO D. CO2
2. 【2023湖南益阳真题】化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ）
A. 元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B. 分类观：CO和CO2都属于氧化物
C. 变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化
D. 结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似
3. 【2023辽宁营口真题】下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ）
A. 一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化
B. 一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料
C. 一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红
D. 一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强
■考点三 二氧化碳的实验室制取
◇典例3：【2023湖北随州真题】化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）实验室常用石灰石和稀盐酸制取气体，其反应的化学方程式是 。
（2）为了得到干燥、纯净的气体，产生的气流应依次通过装置_________、_________(填装置编号)，收集气体选用的装置是_________ (填装置编号)。
（3）有人对气体发生装置A作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如右图所示。改进后的优点 。
◆变式训练
1. 【2023湖北荆州真题】下图是实验室常用的气体发生装置和收集装置，请回答下列问题：
（1）仪器①的名称是______。
（2）实验室既可用于制取氧气又可用于制取二氧化碳的发生装置和收集装置的组合为______（填装置序号）。
（3）实验室制取气体时，下列因素中，不需要考虑的是______（填序号）。
a．所要制取气体的颜色
b．药品容易获得，能生成所要制取的气体
c．反应条件易于控制，反应速率适中
d．操作简便易行，安全可靠，节能环保
2. 【2023湖南衡阳真题】下图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：
（1）图中a仪器的名称_____ 。
（2）某同学在实验室用A、E装置制取氧气，反应的化学方程式为_____；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是_____(任写一条)。
（3）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用_____；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从_____(填“b”或“c”)端通入。
（4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式_____。
1.【2023辽宁铁岭真题】央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是( )
A. 质软 B. 导电性 C. 可燃性 D. 常温稳定性
2. 【2023陕西真题】碳元素是组成物质种类最多的元素。下列物质只含碳元素的是（ ）
A. 石灰石 B. 金刚石 C. 碳酸 D. 石蜡
3.【2022四川凉山】每年5月31日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒气体是（ ）
A. O2 B. N2 C. CO D. CO2
4.【2022陕西中考A】某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种，为检验其成分，小明同学按下图装置进行实验时，观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，由此实验现象得出尾气的组成情况可能有（ ）
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
5. 【2023湖南衡阳真题】有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（ ）
A. 碳的单质都是黑色
B. 植物光合作用可将转变为
C. CO和元素组成相同，它们的化学性质相似
D. 金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化
6．【2022辽宁抚顺】下列有关碳及碳的化合物说法正确的是（ ）
A.碳的单质都是黑色固体
B.二氧化碳与一氧化碳能相互转化
C.金刚石和石墨中碳原子排列方式相同
D.含碳元素的化合物一定是有机化合物
7．【2022黑龙江佳木斯】归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是（ ）
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO支持燃烧
C．用途：固体CO2可用于人工降雨；CO可作燃料
D．危害：CO2无毒；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
8. 【2023湖南郴州真题】关于碳及其化合物的说法正确的是（ ）
A. 一氧化碳有还原性，没有毒性
B. 二氧化碳是一种污染性气体
C. 含碳酸根或碳酸氢根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳气体
D. 活性炭具有吸附性，木炭没有吸附性
9. 【2022湖北潜江等中考】下列有关碳及其氧化物的说法正确的是（ ）
A. 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
B. 碳的单质有多种，用途各不相同，是因为它们的物理性质各不相同
C. CO具有可燃性，在空气中燃烧产生黄色火焰
D. 焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出氧化性
10. 【2023北京真题】下列关于的实验室制取及检验的说法不正确的是( )
A．制的药品 B．发生装置 C．收集方法 D．检验
A. A B. B C. C D. D
11．（2022·岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ）
A．用过氧化氢溶液制取 O2，可选用装置②④组合
B．用装置①制取 CO2，分液漏斗中应装稀硫酸
C．用装置③收集 CO2，气体应从管口 c 通入
D．要做铁丝燃烧实验，用④收集 O2时建议留部分水
12. 【2023湖北武汉真题】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）石墨的用途可以是______。
A. 用于制铅笔芯 B. 用作电极 C. 用于切割大理石
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其______（填“物理”或“化学”）性质。
（3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为______。
13. 【2023湖北随州真题】新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。
Ⅱ.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。
（3）金刚石、石墨和的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是_________。
（4）科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(也称石墨烯)，石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接______个六元环。
14.【2023内蒙赤峰真题】化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
（1）分类角度：CO2属于_______（填“单质”“氧化物”或“有机物”）。
（2）微观角度：我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷（CH4）和X。该反应的微观示意图如下图所示，请你画出X分子的微观示意图：
（3）性质角度：三百多年前，人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的性质是_______。
（4）应用角度：可用如图所示方法自制汽水来消暑解热。制取汽水时，NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
打开汽水瓶盖时，汽水会自动喷出来，说明气体在水中的溶解度与_______有关。
（5）环保角度：促进低碳经济发展，实现碳达峰、碳中和的根本对策是控制CO2的排放量。请你提出一项可行措施_______。
15. 【2023湖南岳阳真题】某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的部分实验报告。
（1）【实验原理】______（用化学方程式表示）。
（2）【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2，应选用下列装置中的______（填字母）。
（3）【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法：______。
（4）【反思交流】结合实验，你认为该实验的注意事项有：______（写一条即可）。
16. 【2023湖北宜昌真题】探究二氧化碳的制取和性质。
（1）如图1，观察到的现象是 。
（2）用木炭还原氧化铁也可得到二氧化碳，反应的化学方程式是 。
（3）上述两个反应都可得到二氧化碳，但实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。小文同学用图2装置制取二氧化碳，请指出该装置的两处错误：
① ；② 。
（4）如图3，向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到的现象是_ ，由此可知，二氧化碳的性质是 。在一支试管中倒入少量塑料瓶中的液体，滴加几滴紫色石蕊溶液，振荡，观察到的现象是 。
17.【2023黑龙江龙东真题】 根据如图实验装置，回答下列问题：
（1）写出图中仪器a的名称：_______。
（2）写出实验室用A装置制取氧气的反应的化学方程式_______，实验室要得到比较纯净的氧气通常选用_______（填字母）装置收集，若用此收集方法收集到的O2不纯净的原因_______（写一点即可）。
（3）实验室制取二氧化碳的反应原理_______（用化学方程式表示），B、C装置均可作为实验室制取CO2的发生装置，与B相比，选用C装置的优点是_______；检验CO2的方法_______。（用化学方程式表示）
（4）若用装置E收集满一瓶O2后，再向瓶中注水排出瓶中气体，水应从_______（填①或②）端进入。
1.下列物质中，硬度最大的是（ ）
A. C60 B. 活性炭 C. 石墨 D. 金刚石
2.低碳生活倡导我们在生活中注重环保，减少空气中二氧化碳的含量，下列做法符合低碳生活理念的是（ ）
A. 减少化石燃料的使用 B. 使用乙醇汽油
C. 多使用一次性木筷 D. 多使用私家车出行
3.填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（ ）
A. 金属光泽 B. 质软 C. 导电性 D. 可燃性
4.一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，下列叙述不正确的是（ ）
A．反应都有CO2气体生成 B．反应都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应 D．一氧化碳和木炭都具有还原性
5.木炭或燃气在氧气不足的情况下燃烧，容易产生CO气体，下列关于CO气体的叙述不正确的是（ ）
A. CO气体可以用作燃料
B. 在相对密闭的环境里，CO气体容易使人发生中毒
C. 将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2O
D. 高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2
6.一定条件下，能与二氧化碳反应的是（ ）
A. 木炭 B. 一氧化碳 C. 氧化铜 D. 氧气
7.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
8.下列不属于二氧化碳用途的是（ ）
A．供给呼吸 B．用于灭火 C．用作气体肥料 D．生产碳酸饮料
9.下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是（ ）
A．蜡烛自下而上熄灭 B．软塑料瓶变瘪
C．石蕊溶液变红 D．气球上浮
10.用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（ ）
A.甲中逸出的气体只含CO2
B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应
C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸
11.制取、收集CO2并验证相关性质，下列做法不正确的是（ ）
A. 检查装置气密性 B. 加入石灰石
C. 收集CO2 D. 验证CO2不支持燃烧
12.碳及其氧化物性质的应用。
（1）如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有 能力，其原因是木炭具有 的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
（4）在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是 。
（5）工业上：用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）炼铁的化学方程式是 ，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质： 。
13.请根据下图回答相关问题：
（1）写出两种仪器的名称；a_________，d_________.
（2）收集干燥的气体，可选用_________（填“C”或“D”）戴置；若改用G、H和I这个组合装置收集，H装置的作用是__________________。
（3）制氢气时，用B装置代替A装置的优点是__________________；若用E装置收集氢气，气体应从_________（填“b”或“c”）端进入。
14.用如图所示装置制取干燥的CO2，并对CO2的部分性质进行探究。
（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______。
（2）①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是_______。
②装置C中试剂X应该选用_______(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
（3）收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是_______。
②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是_______。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明_______。
（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一：溶液的导电力越强，溶液的电导率越大。
材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三：Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时，能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和；。
①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是_______。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是_______、_______。
15.在实验室里，同学们欲用如图所示装置别取气体并验证其相关性质。
（1）实验室利用装置制取，试管口略向下倾斜的原因是______，反应的化学方程式为______；利用______的性质，可采用排水法收集。
（2）下列反应物状态和条件的组合，适合于选用B装置制取气体的是______。
A. 反应物为固体和液体且反应需要加热
B. 反应物为固体和固体且反应不需要加热
C. 反应物为固体和液体且反应不需要加热
（3）在装置中，左端放置用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，右端放置用石蕊溶液染成紫色的湿润纸花。向装置中通入足量干燥的，一段时间后，可观察到干燥纸花______，湿润纸花______。上述实验能证明的化学性质是______。
（4）欲要同时证明不支持燃烧和密度比空气大两点性质，在与装置中，你认为选用______装置进行操作更合理。
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
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