人教版九年级上化学教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：36【提高】《碳和碳的氧化物》全章复习与巩固

《碳和碳的氧化物》全章复习与巩固（提高）

【学习目标】
1.掌握碳跟氧气、氧化铜的反应；了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
2.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点；了解实验室中制取气体的思路和方法。
3.掌握二氧化碳和一氧化碳的性质；了解二氧化碳的用途；知道温室效应。
【知识网络】　　/
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【典型例题】
类型一、考查碳的单质和碳的氧化物
/1.（2019?广州中考）如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是（　　）
①试管内液面上升；②试管内溶液变红；③试管内液面不上升；④试管内溶液变蓝；⑤试管内溶液不变色
/
A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤
【思路点拨】二氧化碳能与水反应生成碳酸，呈酸性，因此能使紫色石蕊试液变红。
【答案】A
【解析】二氧化碳能溶于水的，并且与水反应，大试管内气体减少，压强变小，烧杯中水面上升，故①正确；二氧化碳与水反应生成碳酸，呈酸性，能使紫色石蕊变红，故而试管内的液体变红，故②正确。故选A。
【总结升华】本题考查了二氧化碳的性质，完成此题，可以依据已有的课本知识进行。
/2．为了区别CO（可能混有氧气）与CO2两瓶无色气体，下列方法中可行的是( )　　A．伸入燃着的木条 　　B．分别通入少量澄清石灰水，振荡　　C．分别观察颜色、状态、味道　　D．分别通入少量稀硫酸，振荡
【思路点拨】本题属于鉴别题，掌握 CO2和CO理化性质上的差异是解决此类问题的关键。【答案】B【解析】A伸入燃着的木条，由于CO具有可燃性，CO2没有，所以易误选A；因 CO中可能混有氧气，若在爆炸极限内时伸入燃着的木条可能会发生爆炸，所以不能用A方法。B可行，因CO2可使澄清的石灰水变浑浊，而CO不能。C不可行，二者都是无色无味的气体。D中稀硫酸与CO和CO2都不反应，所以D不可行。【总结升华】CO、CO2的性质及用途属于易混知识点和中考热点。对比法掌握CO、CO2二者的性质和用途、会探究二者的性质、能正确应用二者的性质解释生活中的现象，是解题的关键。/3.小华同学用排水法收集了一大瓶沼气池中气体(图1中的A)，为了弄清它的成分，进行了有关实验。请你与他一起完成以下探究活动：
【对气体猜想】猜想I：全部是CH4； 猜想Ⅱ：全部是CO；
猜想Ⅲ：是CO和CO2的混合气体； 猜想Ⅳ：是CH4和CO2的混合气体。
【实验和推断】将A中的气体依次通入B、C中，在D处点燃。
/ /
A B C D ① ② ③
图1 图2
(1)要将A中的气体通入后面的装置中，应选图2中的 (填序号)“注水装置”。
(2)若B中石灰水变浑浊，则说明A中的气体中含有 气体。
(3)装置C作用是 。
(4)若D处倒扣的是涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊，且B中无明显现象，则“猜想 ”可能成立；若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH4，理由是 ；要排除这种干扰可采取的措施是 。
(5)采取(4)中的排除干扰措施后：若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂澄清石灰水的烧杯，分别出现水雾和浑浊，且B中也出现浑浊，则证明“猜想 ”成立。【答案】　(1)② (2)CO2 (3)除去气体中的CO2
(4)I、Ⅱ 气体通过B、C装置时，会带入水蒸气(或A中导出的气体本身可能含有水蒸气)
在点燃前将气体先通过（浓硫酸）干燥装置 (5)IV
【解析】（1）注水时不能让A中气体逸出，应选②。（2）CO2能使澄清的石灰水变浑浊。（3）氢氧化钠溶液可用来吸收气体中的CO2。（4）D中涂有澄清石灰水的烧杯内壁出现浑浊，说明有CO2生成，而B中无明显现象，说明A中无CO2气体，猜想I、Ⅱ可能成立；气体通过溶液时会带走部分水分，为了实验的严谨，应加入干燥装置，除去水对实验的影响。（5）D处出现水雾，说明有CH4存在，B中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2存在，即猜想IV正确。
【总结升华】明确各装置的作用和特征物质的相关反应是解答关键。
举一反三：
【变式1】金刚石可装在钻探机的钻头上，是由于　　 ；石墨可作铅笔芯，是由于　　 ，可作润滑剂，是由于　　 ；可作电极，是由于　　 ；活性炭可作防毒面具的滤毒剂，是由于　　 。【答案】金刚石硬度大　 石墨很软　 石墨具有润滑性　 石墨具有导电性　 活性炭具有吸附性
【变式2】下列关于碳的化学性质叙述正确的是( )　　A.碳的化学性质不活泼　　B.碳的化学性质很活泼　　C.碳具有可燃性，碳在空气中燃烧的产物只有CO2 　　D.碳在高温下能和氧化铜等金属氧化物反应【答案】D
【变式3】有关一氧化碳和二氧化碳的比较，下列说法正确的是（ ）　 A．常温下都是气体，都难溶于水　　 　　B．都能与氧化铜反应　 C．都可由碳与氧气反应得到 　　　　　　D．都能与石灰水发生反应
【答案】C类型二、考查二氧化碳的实验室制法　
/4. 实验室制取二氧化碳可以选用的发生装置是（ ）
A B C D
【思路点拨】本题考查了气体制取装置的选择。弄懂整套装置的设计原理是解题的基础。【答案】B【解析】制取二氧化碳一般选用石灰石（或大理石）和稀盐酸为原料，且反应不需加热，属于“固—液反应，不需加热”型，故应选B。D装置中产生的气体直接从长颈漏斗中逸出，收集不到气体，是一错误装置。
【总结升华】选择气体发生装置时要根据反应物的状态和反应条件。
/5.实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳。
（1）该反应的化学方程式为 。
（2）检验生成的气体是二氧化碳的方法是 。
【思路点拨】本题考查了二氧化碳制取及检验的方法。熟悉实验装置、原理等是解题的关键。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）将生成的气体通入澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊
【解析】（1）稀盐酸与石灰石反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）利用二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，检验二氧化碳气体。
【总结升华】实验室制取二氧化碳，一般选用的试剂是稀盐酸和大理石（或石灰石），不用稀硫酸代替稀盐酸。。
/6. 下列有关“固—液反应，不需加热”的气体发生装置合理的是（ ）
/
【答案】D
【解析】A中导气管太长，应稍伸出塞子即可，故A不合理；B中漏斗颈太短，C中长颈漏斗末端未伸入锥形瓶的底部，这样生成的气体容易从漏斗或长颈漏斗中逸出，故B、C不合理；只有D是合理的。
【总结升华】长颈漏斗的末端要伸入到液面以下，防止生成的气体从漏斗口逸出。
举一反三：
【变式1】（2019·广西中考）下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．实验室常用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体
B．二氧化碳用于灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质
C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，溶液呈红色，说明二氧化碳显酸性
D．将燃着的木条伸入一瓶气体中，木条立即熄灭，证明瓶内原有气体是二氧化碳
【答案】B
【解析】实验室常用稀盐酸和大理石（或石灰石）反应制取二氧化碳，一般不用稀硫酸，因稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止反应的继续进行，不能大量的制取二氧化碳，A错；二氧化碳用于灭火，利用了它的“不燃烧、不支持燃烧”的化学性质和“密度比空气大”的物理性质，B正确；将二氧化碳通人紫色石蕊溶液中，溶液呈红色，说明二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，但不能说二氧化碳具有酸性，C错；D中现象只能说明瓶内原有气体不能支持燃烧，而不能支持燃烧的气体不一定就是二氧化碳，例如氮气、稀有气体等一般也不支持燃烧，D错。
【变式2】请根据下图所示实验装置回答有关问题。　 　　　　　/　　（1）请填写标号仪器的名称：① ，② 。　　（2）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，应选择的发生装置为（填写装置代号，下同） ，将药品加入装置前，应进行的操作是 。　　（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，应选用的收集装置是 ；用该装置收集的气体所具有的物理性质是 ；制取二氧化碳气体的化学方程式为
。
【答案】　　（1）酒精灯　 试管　
（2）B　 检验装置的气密性　　（3）D 气体的密度比空气大 　 CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑《碳和碳的氧化物》全章复习与巩固（提高）

【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1．（2019?广东一模）根据如图所示实验，不能得到的结论是（　　）
/
A．CO2不能燃烧 B．CO2不支持燃烧
C．CO2密度比空气大 D．蜡烛燃烧生成CO2和H2O
2.下列叙述中“碳”和“炭”两字使用正确的是（　 ）①木炭、焦炭、活性炭等都是无定形碳；②一氧化碳、二氧化碳都是含氧、炭二种元素的化合物；③木碳有吸附能力，焦碳常用于冶金工业；④以单质形式存在的碳有金刚石和石墨
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
3.下列说法正确的是(　　)
A.一种元素只能形成一种单质 B.金刚石和石墨是由不同种元素组成的
C.金刚石和石墨都是黑色晶体　 D.金刚石和石墨的化学性质基本相同
4.下列有关金刚石、石墨及C60的说法中正确的是( 　)
A.它们的碳原子排列方式不同 B.它们都能导电
C.它们是由不同元素组成的单质 D.它们都很硬
5．（2019?河南模拟）下列过程中，只与二氧化碳的物理性质有关的是（　　）
A．干冰用于人工降雨
B．二氧化碳使石蕊试液变红
C．二氧化碳灭火
D．二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
6.下列关于碳单质的用途叙述中，错误的是(　　)①橡胶里添加炭黑能增加耐磨性；②干电池里的碳棒是石墨制成的；③电冰箱除味剂是活性炭；④防毒面具用焦炭吸收有毒气体；⑤制糖工业用炭黑来吸附有色物质；⑥金刚石不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的炭层
A.①②③ B.②③④ C.③④ D.④⑤
7.①水银不是银②干冰不是冰③铅笔不含铅④金刚石不含金，以上说法正确的是（ ）
A.①④ B.② C.②③ D. ①②③④
8.把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中，石蕊试纸不变色。将CO2气体通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色。再将该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，冷却到原温度后，再次通入CO2，溶液又变红色。上述实验现象不能说明的是（ 　）
A.CO2能和水发生化学反应 B.CO2的水溶液具有酸性
C.加热能使CO2水溶液的酸性减弱 D.CO2具有酸性
9.碳及碳的化合物在生产及人类生活中应用非常广泛，下列各项描述都正确的是(　　)
A.物质与其性质
木炭——可燃性
一氧化碳——有剧毒
二氧化碳——酸性
B.反应与反应类型高温煅烧碳酸钙——化合反应一氧化碳燃烧——分解反应
木炭还原氧化铜——化合反应
C.物质与其用途
金刚石——刻画玻璃
石墨——作电极
活性炭——除臭味
D.物质与其分类碳——单质二氧化碳——化合物大理石—纯净物
10.用一氧化碳还原12g含有杂质的氧化铜（杂质不参加反应，而且不含铜元素），完全反应后得到8g铜，则氧化铜的质量分数是（ ）
A.83.3% B.42.6% C.50% D.10%
11.一氧化碳和某一气体的混合气中，氧元素的质量分数为55%，则该气体可能是（ ）
A.CO2 B.NO2 C.H2O D.SO2
12.将一定质量的CO和CO2的混合气体通入足量的石灰水中，充分反应后，生成的沉淀质量恰好等于原混合气体的质量，则原混合气体中CO和CO2的质量比为（ ）
A.14:11 B.11:14 C.7:11 D.11:7
13.下列物质中，不能与焦炭发生化学反应的是（????）
?A.氧气 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.氧化铜
14.已知甲为固体，乙、丙、丁为气体，它们相互间能发生下列反应：甲＋乙→丙；乙＋丁→丙；甲＋丙→丁，则甲可能是(　　)
A.氧化铜 B.铁 C.碳酸钙 D.碳
二、实验题
15.（2019?益阳中考）在一次化学课上，老师提供了以下装置探究制取气体的方法。
请回答：
（1）可用于实验室制取CO2的发生装置和收集装置是　　　　　　；
A．①与③ B．①与④ C．②与③ D．②与④
（2）写出实验室制取CO2的化学方程式　　　　　　；
（3）利用装置③收集的气体具有的性质是　　　　　　。
/
16.化学课外小组设计了如图一套气体发生收集装置，以探究该装置
的多功能性。
（1）甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制取O2的发生器，则Ⅰ的a仪
器中可加入 ，b仪器加入 ，反应的化学
方程式为 ，装置Ⅱ中从 管口进气即可作
为O2的收集装置．
（2）乙同学认为利用装置Ⅰ可作为实验室制二氧化碳的发生器，则Ⅰ
中a仪器可加入 ，b中加入 ．如果制H2
则Ⅱ中从 管口进气即可收集H2．
17.下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的的实验装置图，试根据题目要求回答问题：/
（2）装置D中观察到的现象是 ，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧。由此可知，二氧化碳在生活中可用于 。
（3）实验室用装置E来收集二氧化碳时，二氧化碳应从 （填“c端”或“d端”）
通入。
18.某纯净气体通过下图所示装置时，可观察到：A中紫色石蕊试液不变色，C中澄清石灰水变浑浊。据此判断：气体和黑色粉末可能的组合是 。
a．O2和炭粉 　b．CO和CuO c．CO2和CuO d．O2和CuO
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三、计算题
19.现有CO和CO2的混合气体25g，跟足量灼热的CuO充分反应，得到33gCO2。则混合气体中碳元素的质量分数为 。
20.（2019?四川中考）给45克铜和氧化铜的混合物通入一氧化碳后，加热至完全反应，冷却称量固体质量为37克，原混合物中铜元素的质量分数为 。
【答案与解析】
1．【答案】D
【解析】上图所示实验看到的现象是蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，密度比空气大，但不能说明蜡烛燃烧生成二氧化碳和水。
2.【答案】D
【解析】“碳”与“炭”有所不同。“碳”是元素的名称，是指所有核电荷数(即质子数)为6的一类原子的总称。“炭”仅是某些含无定形碳的物质名称。如木炭、焦炭、炭黑和活性炭。一般的炭除含碳元素外都还含少量杂质。
3.【答案】D
【解析】同种元素的原子由于排列的方式不同，可以构成不同种单质，所以A，B是错误的。金刚石是无色正四面体结构，不是黑色晶体，C也是错误的。金刚石和石墨虽然物理性质上有很大差异，但组成的元素相同，化学式相同，所以化学性质基本相同。
4.【答案】A
【解析】金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同单质，由于它们的碳原子排列方式不同，使它们物理性质有较大的差异。如金刚石不能导电，石墨能导电；金刚石很坚硬，而石墨质软。又因为金刚石、石墨、C60能在氧气里燃烧，生成唯一的产物均为二氧化碳，所以它们是由同种元素组成的不同单质。
5．【答案】A
【解析】
A、二氧化碳的固体叫干冰，干冰可用于人工降雨、做制冷剂等，故选项正确；
B、二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊试液变红，属于化学性质，故选项错误；
C、二氧化碳灭火，是因为二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，故选项错误；
D、二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，属于化学性质，故选项错误。
6.【答案】D
【解析】防毒面具中用活性炭吸附有毒气体，所以④错，制糖工业用活性炭来脱色，因此⑤错。
7.【答案】D
【解析】水银是液态汞（Hg），不是银(Ag)；干冰是固态的二氧化碳(CO2)，不是冰(H2O)；铅笔中含石墨的成分（C），不含铅(Pb)；金刚石的成分是碳(C)，不含金(Au)。
8.【答案】D
【解析】本题考查二氧化碳的性质。CO2不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色，说明CO2不具有酸性；但CO2通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色说明CO2能与水反应生成酸性物质；该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，说明CO2与水反应生成的酸性物质加热能分解，使CO2水溶液的酸性减弱。D符合题意。
9.【答案】C
【解析】A中，二氧化碳没有酸性；B中，高温煅烧碳酸钙应为分解反应，一氧化碳燃烧应为化合反应； D中，大理石应为混合物。
10.【答案】A
【解析】根据CO+CuO/Cu+CO2计算可求出氧化铜的质量是10g，则氧化铜的质量分数为10g÷12g×100%≈83.3%。
11.【答案】D
【解析】一氧化碳中氧元素的质量分数为58.1%，混合气中氧元素的质量分数为55%，根据算术平均值原理，另一气体中氧元素的质量分数应小于55%，经计算二氧化硫含氧50%小于55%符合要求。
12.【答案】A
【解析】设混合气中一氧化碳、二氧化碳的质量分别为m1、m2,根据Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O可得到关系式：44 : 100 = m2 ：（m1+m2）,解得m1：m2=14:11。
13.【答案】B
【解析】氧气和焦炭反应生成二氧化碳；二氧化碳和焦炭反应生成一氧化碳；焦炭可以还原氧化铜。
14.【答案】D
【解析】此题看起来无从入手，使人感到茫然，实际上这是一道对所学知识进行综合考查的试题。初中常见的气体有H2、CO、CO2、O2、CH4等。从选项中再进行分析，能与CuO反应的气体有H2和CO，能与铁反应的气体只有O2，由此可采取各个击破的策略，首先排除C项；其次排除B项（因Fe3O4为固体，不合题意）；第三排除CuO，无论H2还是CO还原CuO都生成两种物质。能与碳（C）反应的有O2和CO2。所以乙为O2、丙为CO2，几个反应分别表示为：
/
即甲为C，乙为O2，丙为CO2，丁为CO。
15.【答案】（1）B （2）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ （3）密度比空气的小
【解析】
（1）用石灰石（或大理石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液常温型，所以应该选择①来制取二氧化碳气体；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以应该选择④来收集二氧化碳。
（2）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↑
（3）装置③是向下排空气法，利用装置③收集的气体具有的性质是密度比空气的小。
16.【答案】（1）双氧水 二氧化锰 2H2O2/2H2O+O2↑ c
（2）稀盐酸 碳酸钙 d
【解析】实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是反应物状态和反应条件，确定气体收集装置时应考虑的因素是气体的溶解性和密度。
（1）甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制取O2的发生器，则为固体与液体反应，则Ⅰ的a仪器中可加入双氧水，b仪器加入二氧化锰，反应的化学方程式为 2H2O2/2H2O+O2↑，因为氧气的密度大于空气，则装置Ⅱ中从c管口进气即可作为O2的收集装置。
（2）乙同学认为利用装置Ⅰ可作为实验室制二氧化碳的发生器，则为稀盐酸与碳酸钙反应，则Ⅰ中a仪器可加入稀盐酸，b中加入碳酸钙．根据氢气的密度小于空气可知答案，则如果制H2则Ⅱ中从d管口进气即可收集H2。
17.【答案】（1）长颈漏斗 CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O 紫色的石蕊试液变红 氢气或氧气
（2）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭 灭火 （3）c端
【解析】（1）图中a是长颈漏斗；A中是碳酸钙与稀盐酸，化学反应方程式：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O；二氧化碳与水反应生成碳酸，紫色石蕊试液遇酸变红，所以C中的现象是：紫色的石蕊试液变红。
（2）根据提供的信息：装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不支持燃烧，可用于灭火。
（3）二氧化碳的密度比空气大，用E装置收集二氧化碳时，可从C端进，以排净瓶底的空气。
18.【答案】a、b
【解析】本题是由实验现象探讨物质组成的题目，有一定的开放性。分析实验过程，A中紫色石蕊试液不变色，说明该气体既不是酸性气体(CO2、HCl、SO2……)，也不是碱性气体(NH2)。C中澄清石灰水变浑浊，说明经过B装置反应后有CO2气体生成。已知通入的气体和B中玻璃管内盛的黑色粉末都是纯净物，说明玻璃管中盛的不是炭粉跟CuO粉末的混合物，依据已有知识可确定气体和黑色粉末的可能组成的O2和炭粉或CO和CuO粉末。
19.【答案】36%
【解析】混合气中碳元素的质量为33g×12÷44=9g,碳元素的质量分数为9g÷25g=36%。
20.【答案】82.2%【解析】固体减少的质量为氧化铜中氧元素的质量＝8g，因此原混合物中铜元素的质量分数＝(45g－8g)/45g×100％＝82.2%。