重難點09 碳及其氧化物（原卷版）（蘇州專版）

重難點09碳及其氧化物知識點一、碳單質(zhì)（1）、金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)。石墨是最軟的礦物之一?；钚蕴?、木炭疏松多孔，具有強烈的吸附性，可以吸附有異味和顏色的物質(zhì)，這個過程是物理變化。（2）金剛石、石墨等它們都屬于碳單質(zhì)，化學式相同。但它們的物理性質(zhì)不同，是因為構(gòu)成它們的碳原子排列方式不同。（3）C60不是碳原子構(gòu)成的，是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，1個C60分子由60個碳原子構(gòu)成。（4）古代字畫能長久保存的原因是碳單質(zhì)常溫下具有強的穩(wěn)定性。（5）C與CuO反應(yīng)現(xiàn)象為黑色固體變紅，生成能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體，化學方程式C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑（置換反應(yīng)）。知識點二、碳的氧化物（1）二氧化碳通入紫色石蕊試液中，紫色石蕊試液變紅，生成的碳酸可以使紫色石蕊試液變紅，不是二氧化碳使石蕊變紅的，化學方程式CO2+H2O=H2CO3。（2）CO的三種化學性質(zhì)：可燃性，還原性，毒性?？扇夹詺怏w點燃前一定要檢驗純度，決定其用作燃料。還原性決定其用于金屬冶煉，性質(zhì)決定用途，一定要一一對應(yīng)，不要弄混了。（3）分子的種類不同，則性質(zhì)也不同。一氧化碳和二氧化碳性質(zhì)不同的根本原因是分子不同，不能簡單比較原子數(shù)目。知識點三、制取二氧化碳（1）實驗室制取二氧化碳藥品的選擇：①不能用稀硫酸和大理石反應(yīng)是因為反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，會附著在大理石表面，阻礙反應(yīng)的繼續(xù)發(fā)生。②也不用濃鹽酸是因為濃鹽酸易揮發(fā)，使制得的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純。=3\*GB3③不用碳酸鈉是因為反應(yīng)速度過快，不便收集。（2）二氧化碳中有水蒸氣和HCl雜質(zhì)。檢驗氣體：（1）先通過白色硫酸銅粉末，硫酸銅變?yōu)樗{色則說明有水蒸氣；（2）再通過硝酸銀溶液，若有不溶于硝酸的白色沉淀生成，說明有HCl。凈化氣體：（1）先通過飽和碳酸氫鈉溶液，除去HCl；（2）再通過濃硫酸溶液，除去水蒸氣。例1.（2022·湖南長沙·中考真題）“碳家族”的成員很多，用途很廣。下列說法正確的是（）A．石墨不具有導(dǎo)電性 B．C60單質(zhì)是由碳原子直接構(gòu)成的C．活性炭具有吸附性 D．金剛石和石墨里碳原子的排列方式相同例2.（2022年云南省昆明市中考）填涂答題卡需要用2B鉛筆，鉛筆芯中含有石墨。下列屬于石墨化學性質(zhì)的是（）A．金屬光澤 B．質(zhì)軟 C．導(dǎo)電性 D．可燃性例3.（2022·湖北荊門·中考真題）認知元素及化合物，常研究該元素的單質(zhì)、氧化物、酸（或堿）、鹽的性質(zhì)，應(yīng)用及轉(zhuǎn)化關(guān)系等。如碳元素對應(yīng)物質(zhì)的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：下列相關(guān)說法不正確的是（）A．轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)類型可以是復(fù)分解反應(yīng)B．轉(zhuǎn)化②應(yīng)用于糕點的發(fā)酵C．轉(zhuǎn)化③可用來檢驗CO2氣體D．工業(yè)上可利用轉(zhuǎn)化④制備生石灰例4.（2022·湖南婁底·中考真題）下列有關(guān)碳和碳的氧化物的說法正確的是A．干冰可用于人工降雨B．金剛石和石墨都很硬C．在常溫下，碳的化學性質(zhì)活潑D．CO和CO2都具有可燃性例5.（2020江蘇蘇州）用如圖所示裝置探究CO2能否與H2O反應(yīng)。滴加鹽酸，待試管乙中液體變紅后，將其加熱至沸騰，紅色不褪去。下列說法正確的是（）A.甲中逸出的氣體只含CO2B.乙中液體變紅，證明CO2能與水反應(yīng)C.加熱后紅色不褪去，說明碳酸受熱不分解D.欲達到實驗?zāi)康?，可將鹽酸改為稀硫酸例6.（2022江蘇揚州）制取、收集CO2并驗證相關(guān)性質(zhì)，下列做法不正確的是（）A.檢查裝置氣密性 B.加入石灰石C.收集CO2 D.驗證CO2不支持燃燒例7.（2022黑龍江佳木斯）歸納與比較是化學學習的主要方法。關(guān)于CO2與CO的知識總結(jié)錯誤的是（）A．構(gòu)成：一個二氧化碳分子比一個一氧化碳分子多一個氧原子 B．性質(zhì)：通常情況下，CO2不支持燃燒；CO支持燃燒 C．用途：固體CO2可用于人工降雨；CO可作燃料 D．危害：CO2無毒；CO易與血液中的血紅蛋白結(jié)合引起中毒例8.（2022陜西中考A）某工業(yè)尾氣中可能含有H2、CO和CO2中的一種或幾種，為檢驗其成分，小明同學按下圖裝置進行實驗時，觀察到黑色固體變紅，澄清石灰水變渾濁，由此實驗現(xiàn)象得出尾氣的組成情況可能有（）A.2種 B.3種 C.4種 D.5種例9.（2022年貴州省銅仁市中考）化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，下列操作正確的是（）A.聞藥品氣味 B.燃著的木條檢驗CO2C.滴加液體 D.點燃酒精燈例10.用下圖所示的四套裝置來制取CO2，其中在制取時不能使反應(yīng)隨時發(fā)生或停止的裝置為（）A． B． C． D．1、碳單質(zhì)物理性質(zhì)差別的原因為碳原子的排列順序不同。金剛石中碳原子排列呈正四面體結(jié)構(gòu)，石墨中碳原子排列呈片層結(jié)構(gòu)，C60中碳原子排列呈足球狀結(jié)構(gòu)。2、無定性碳活性炭、木炭具有強烈的吸附性，木炭可用于食品、工業(yè)產(chǎn)品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。1．（2022年山東省泰安市中考）物質(zhì)的性質(zhì)決定用途。下列物質(zhì)的用途中利用其化學性質(zhì)的是（）A．氧氣用于氣焊 B．干冰用于人工降雨C．銅用于制導(dǎo)線 D．活性炭用于除冰箱異味2．（2022廣西賀州中考）下列物質(zhì)中，硬度最大的是（）A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金剛石3．（2022湖南郴州）有關(guān)碳及其化合物說法錯誤的是（）A.金剛石是由碳元素組成的天然存在的最硬的物質(zhì)B.綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳并放出氧氣C.一氧化碳氣體易溶于水D.加熱條件下，木炭可使氧化銅還原為銅4．下列有關(guān)碳和碳的氧化物的說法，錯誤的是（）A．《清明上河圖》至今圖案清晰可見，是因為在常溫下碳單質(zhì)的化學性質(zhì)穩(wěn)定B．碳在空氣充分燃燒時生成CO2，不充分燃燒時生成COC．CO和CO2組成元素相同，所以它們的化學性質(zhì)也相同D．CO可用于冶煉金屬、做氣體燃料；CO2可用于人工降雨、滅火5．（2022年重慶市中考）一定條件下物質(zhì)間可以轉(zhuǎn)化。結(jié)合如下轉(zhuǎn)化過程和初中知識，下列說法不正確的是（）C→CO-→CO2→H2CO3→CaCO3→CaOA．CO是有毒氣體 B．CO2不是空氣污染物C．H2CO3受熱易分解 D．CaCO3可直接轉(zhuǎn)化為Ca(OH)26．（2022年湖南省懷化市中考）下列實驗現(xiàn)象描述正確的是（）A．將明礬加入渾濁的井水中，靜置，井水變澄清B．碳在空氣中燃燒，生成了二氧化碳氣體C．一氧化碳燃燒時，放出大量的熱，火焰呈黃色D．在氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酞溶液，溶液不變色7．（2022山東臨沂中考）下列關(guān)于碳及其化合物的說法正確的是A.金剛石、石墨和C60的性質(zhì)相似B.木炭在氧氣中燃燒，生成物一定是二氧化碳C.CO2滅火既利用了CO2的物理性質(zhì)，又利用了其化學性質(zhì)D.在煤爐上放一壺水能防止一氧化碳中毒8．要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，下列操作中能達到目的是（）A．將混合氣體點燃B．將混合氣體通過灼熱的碳層C．將混合氣體通入水中D．將混合氣體通過灼熱的氧化銅9．下列物質(zhì)中不能用來鑒別一氧化碳和二氧化碳兩種氣體的是（）A.稀鹽酸 B.灼熱的氧化銅C.燃著的木條 D.澄清石灰水10．如圖是CO與CuO反應(yīng)的實驗裝置，下列關(guān)于該實驗說法正確的是（）①玻璃管中黑色固體變成了紅色②CO被還原為CO2③玻璃管中發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng)④既有效地防止了CO對空氣的污染，又充分利用了能源A．①② B．①④ C．②④ D．③④11．（2022年重慶市中考）根據(jù)如圖，下列氣體的實驗室制法正確的是（）選擇甲裝置制取CO2，X為稀硫酸 B．選擇甲裝置制取H2，Y為銅粒C．選擇乙裝置既可收集H2也可收集CO2 D．選擇乙裝置干燥O2，氣流方向為b進a出12．（2021北京市順義初三化學二模）用下圖所示進行二氧化碳的有關(guān)實驗，其中不能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.干燥CO2B.驗證CO2與水反應(yīng)C.驗證CO2與NaOH反應(yīng)D.收集CO213．利用數(shù)據(jù)傳感技術(shù)可以形象地比較不同形狀的碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的速率。傾斜錐形瓶，使試管內(nèi)的稀鹽酸流入瓶中與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，測得瓶內(nèi)氣壓隨時間的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）A．碳酸鈣粉末產(chǎn)生的CO2質(zhì)量多B．塊狀碳酸鈣產(chǎn)生的CO2質(zhì)量多C．對比分析a、b點可知，曲線①表示粉末狀碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)D．對比分析c、d點可知，相同的氣壓時，塊狀碳酸鈣需要時間短14．對于如圖實驗現(xiàn)象分析正確的是（）A．打開a，試管I中產(chǎn)生氣泡，試管II中無現(xiàn)象B．打開a，液體從試管II流向試管IC．關(guān)閉a，無法使試管I中反應(yīng)停止D．先打開a，稍后關(guān)閉，試管II中產(chǎn)生白色沉淀又溶解了15．甲、乙、丙、丁都是含碳的物質(zhì)，它們有如下關(guān)系：①甲與丙在高溫的條件下反應(yīng)生成乙；②乙與氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成丙；③常溫下丁能分解生成丙。則甲、乙、丙、丁分別是（）A．C、CO、CO2、CaCO3B．C、CO、CO2、H2CO3C．CO、C、CO2、CaCO3D．CO2、C、CO、H2CO316．（2021福建福州模擬）興趣小組的同學利用下列儀器和裝置制取氣體并探究二氧化碳的化學性質(zhì)。請回答：（1）用裝置A制取二氧化碳的實驗中，要停止反應(yīng)，需要進行的操作是______________，反應(yīng)的化學方程式為______________；銅網(wǎng)不能換為鐵絲網(wǎng)，原因是_____________________。（2）進行裝置B的實驗未觀察到澄清石灰水變渾濁，寫出一條可能的原因____________________________。（3）裝置C的實驗現(xiàn)象是____________________________。（4）一般物質(zhì)著火用二氧化碳滅火的原理是_____________________，裝置D發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為____________________________。（5）裝置E中滴入2滴NaOH溶液后觀察到U形管左側(cè)液面比右側(cè)高，原因是______________。17．(2022河北辛集期末)如圖是用木炭在高溫條件下還原氧化銅的實驗裝置圖，按要求回答下列問題。(1)實驗中在酒精燈上加裝了金屬網(wǎng)罩，作用是________________________________________。(2)加熱一段時間后，被加熱的試管中觀察到的現(xiàn)象是________________________________,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________。(3)停止加熱時，應(yīng)該________________________________________,再熄滅酒精燈，原因是__________________________________________________________________________。18.某同學在學習木炭和氧化銅反應(yīng)的知識后，產(chǎn)生了疑問：木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體有哪些?同學們帶著疑問進行了下列探究：[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。[查閱資料]沒有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無變化，但遇到微量一氧化碳會立即變成藍色。[實驗步驟]連接好實驗裝置，并進行實驗，裝置如下圖所示（夾持儀器已?。翰襟E一：實驗前先通一段時間N2；步驟二：點燃酒精噴燈加熱。玻璃管中的現(xiàn)象是_____。[實驗結(jié)論]（1）若觀察到氯化鈀試紙不變色，澄清石灰水變渾濁，則猜想一成立，請寫出澄清石灰水變渾濁的化學方程式：_____。（2）若觀察到氯化鈀試紙變藍，澄清石灰水不變渾濁，則猜想_____成立。（3）若觀察到氯化鈀試紙_____，澄清石灰水_____，則猜想三成立。[實驗反思]（1）該實驗開始前通一會兒N2的目的是：_____。（2）有同學認為該裝置需要添加尾氣處理裝置，你認為是否需要?請說明理由。_____。19.（2022?廣東中考）《千里江山圖》是我國傳世名畫之一，宋代畫家王希孟創(chuàng)造性地將炭黑、赭石、孔雀石、藍銅礦等礦物顏料用在不同畫層。（1）畫作用水墨打底，保存千年而不變色，說明常溫下碳的化學性質(zhì)______。（2）畫作的青色用到藍銅礦，其主要成分為Cu3(OH)2(CO3)x，x=______。（3）畫作中所用的礦物顏料也可用于治煉金屬。下圖為碳元素的價類轉(zhuǎn)化二維圖。利用圖中化合物______（寫化學式）的還原性治煉赭石（主要成分為Fe2O3），反應(yīng)過程中碳元素的化合價______（填“升高”“降低”或“不變”）。（4）若反應(yīng)a~d均屬同一種基本反應(yīng)類型，則該反應(yīng)類型為______，其中屬于吸熱反應(yīng)的是______（填字母）。（5）孔雀石（主要成分為Cu2(OH)2CO3受熱分解（反應(yīng)e）。生成三種氧化物。其中一種為黑色固體。該反應(yīng)的化學方程式為______。20.CO2是最主要的溫室氣體，也是巨大的碳資源，CO2的低能耗捕集、轉(zhuǎn)化和利用正受到世界各國的廣泛關(guān)注。（1）以CO2為原料制取炭黑的太陽能工藝如圖所示。①反應(yīng)1的基本類型為_______________。②反應(yīng)2中碳元素的化合價_______________（填“升高”“不變”或“降低”）。（2）利用NaOH溶液吸收CO2，部分轉(zhuǎn)化關(guān)系見圖。反應(yīng)①的化學方程式為_________，該轉(zhuǎn)化中循環(huán)使用的物質(zhì)是________。（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低濃度的CO2，將其轉(zhuǎn)化為NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受熱分解生成高濃度的CO2儲存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循環(huán)使用以降低生產(chǎn)成本。吸收劑Na2CO3K2CO320℃最高濃度（g/L）2121104價格（元/Kg）1．259．80根據(jù)表中信息，選擇K2CO3溶液作吸收液的優(yōu)點是_______________。（4）利用一種新型“人造樹葉”將CO2轉(zhuǎn)化為乙醇（C2H5OH）的反應(yīng)如下：2CO2＋3H2Oeq\o\ac(\s\up6(光照),\o(===,====))C2H5OH＋3O2，研究顯示，1L“人造樹葉”每天能從空氣中吸收968gCO2，計算1L“人造樹葉”工作1天可得到乙醇的質(zhì)量（寫出計算過程）。_____（5）某研究小組設(shè)計如下圖所示實驗，探究CO2和H2在一定條件下反應(yīng)的產(chǎn)物。查閱資料：①CO2和H2在合適催化劑和一定溫度下反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO和H2O；②白色無水硫酸銅吸水后變?yōu)樗{色。實驗過程中觀察到的主要現(xiàn)象有：B裝置中白色固體變?yōu)樗{色，C裝置中黑色固體變?yōu)榧t色，D裝置中澄清石灰水變渾濁。①設(shè)計B裝置的目的是_______________。②C裝置中發(fā)生的反應(yīng)的化學方程式為_______________。③研究小組反思后認為，根據(jù)上述實驗現(xiàn)象不能確認CO2和H2反應(yīng)生成了CO，理由是_____________。21.（2021遼寧沈陽模擬）二氧化碳能溶于水，并能與水反應(yīng)生成碳酸，所以很多資料上都認為二氧化碳一般不用排水法收集。那二氧化碳氣體究竟能否用排水法收集呢？某化學興趣小組利用如圖1所示的兩套裝置進行了深入的探究。請寫出石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的化學方程式：____________________________。（定性實驗）實驗后，裝置Ⅱ水槽中的液體應(yīng)該呈酸性，向此液體中滴加紫色石蕊試液溶液顏色會變?yōu)開______。但是取幾次實驗后的液體樣品，滴加紫色石蕊試液，均無明顯變色現(xiàn)象。對此你認為可能的原因是____________________________。（定量實驗）采用數(shù)字化實驗測定排水法和向上排空氣法收集的二氧化碳純凈度的差異。因?qū)嶒炘O(shè)備有限，本實驗通過氧氣傳感器測出收集氣體中殘留的氧氣(來自于空氣)，推算出空氣的含量，再求出CO2的含量。請?zhí)顚懴铝斜砀裰邢鄳?yīng)的空白(精確到1%即可)：測得氧氣含量推算出CO2含量結(jié)論排空氣法6.6%69%排水法收集到的二氧化碳更純凈排水法4.2%80%通過實驗可知，若對CO2純度要求較高，應(yīng)該使用排水法收集二氧化碳。（實驗反思）利用裝置Ⅰ和裝置Ⅱ收集到的二氧化碳都會混有少量空氣，原因是___________________________。（交流討論）證明排水法比排空氣法所收集的二氧化碳氣體純度更高，還有什么方法？_____________________________。（拓展應(yīng)用）利用傳感器對二氧化碳性質(zhì)再探究。步驟1：如圖2所示裝置的氣密性良好，三瓶250mL的燒瓶內(nèi)收集滿CO2氣體，三個注射器內(nèi)各裝有等體積的液體(分別是水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)。連接好裝置和壓強傳感器。步驟2：三位同學同時迅速將注射器內(nèi)等體積的液體(水、飽和石灰水、氫氧化鈉濃溶液)注入各自燒瓶中，關(guān)閉活塞。步驟3：一段時間后，同時振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實時地傳回燒瓶內(nèi)氣壓變化形成的圖象情況如圖3所示。（查閱資料）氫氧化鈣微溶于水，氫氧化鈉易溶于水，兩種物質(zhì)均可與CO2發(fā)生反應(yīng)。①導(dǎo)致曲線AB段氣壓增大的主要原因是：____________________________。②圖中曲線1中_______段氣壓的變化是由于充分振蕩燒瓶導(dǎo)致的。③利用現(xiàn)有的裝置，在不使