广东省2022年中考化学总复习学案-第二部分三、碳和碳的氧化物

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。三、碳和碳的氧化物1．了解自然界中的碳循环。2．知道某些物质(如一氧化碳)对人体健康的影响，认识掌握化学知识能帮助人们提高自我保护意识。3．能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途。4．初步学习二氧化碳的实验室制取方法。5．了解自然界中的碳循环。年份试题类型知识点分值2017选择题、推断题、计算题碳与一氧化碳的化学性质、二氧化碳的性质及实验9分2018选择题、推断题、探究题碳的化学性质、一氧化碳的毒性、二氧化碳的性质及实验10分2019选择题、探究题碳单质的用途、二氧化碳的性质及制取8分2020问答题碳的化学性质、二氧化碳的性质、一氧化碳的毒性10分2021选择题、问答题活性炭净水原理、二氧化碳的性质和制取7分1．(2018·广东中考)有一混合气体通过澄清石灰水无明显现象，剩余气体经浓硫酸洗气后点燃，在火焰上方罩上干冷烧杯，内壁出现水雾。符合上述现象的气体组合是(C)A．H2、CO、CO2B．N2、O2、CO2C．H2、CH4、COD．H2、CH4、CO22．(2020·广东中考)某兴趣小组在学习碳(C)的化学性质时，了解到高温下C与CuO反应生成CO2，C还能使CO2转变成CO。于是对过量木炭还原CuO的气体产物中是否含有CO进行了探究。【猜想与假设】C还原CuO时产生的CO2与C进一步反应生成CO，化学方程式是__CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO__。【查阅资料】CO不与NaOH、Ca(OH)2及H2SO4反应。【实验方案】取研细和干燥后的木炭(0.3g)和CuO(2.0g)，混合均匀并装入试管，连接装置，高温反应，检验气体。【实验过程】(1)由如图装置③中粉末的颜色变化可检验CO，除此之外，还可通过几种装置的组合，由另一种明显的现象来进一步确定CO的存在，则装置连接的最佳顺序为__B__→尾气处理(填字母)。A．①→②→③→④ B．④→①→②→③→①C．①→④→①→③→② D．③→④→①→②(2)上述进一步确定CO存在的现象是__前一个试管中澄清石灰水不变浑浊，后一个试管中澄清石灰水变浑浊__(装置③中粉末的颜色变化除外)。(3)装置③中发生反应的化学方程式是__CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))__Cu＋CO2__。(4)写出CO尾气处理的方法：__点燃(或收集)__(一种即可)。【实验结论】高温下，过量木炭还原CuO的气体产物中有CO。【延伸应用】冬天，室内用炭火取暖时，应注意__保持通风__。3．(2019·广东中考)某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？【查阅资料】(1)CO2过量时，CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO3)2(2)AgCl不溶于稀硝酸【提出猜想】Ⅰ.石灰水已完全变质Ⅱ.__二氧化碳过量__Ⅲ.CO2中混有HCl【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO2，并进行探究。制备CO2的化学方程式为__CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑__。步骤实验操作实验现象结论及化学方程式(1)取少量澄清石灰水于试管中，加入__碳酸钠__溶液产生白色沉淀猜想Ⅰ不成立(2)将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中__溶液不变浑浊__猜想Ⅱ不成立(3)将气体通入盛有__硝酸银__溶液的试管中，再加稀硝酸__产生白色沉淀__猜想Ⅲ成立。反应方程式为__HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3__【实验结论】制取的CO2气体中混入了HCl，所以澄清石灰水没有变浑浊。【交流讨论】若要收集到纯净、干燥的CO2，需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和__浓硫酸__。【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后，同学们尝试用排水法收集一瓶CO2，倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是__氯化氢溶于水__(写一点)。一、碳单质的比较1．几种碳单质的比较：碳的单质金刚石石墨C60外观无色透明，正八面体形状的固体深灰色，有金属光泽，不透明的细鳞片状固体，很软，有滑腻感形似足球，有金属光泽构成物质的微粒__原子____原子____分子__结构突出的物理性质__硬度大____导电性，滑腻感，灰黑色，质软__/用途__裁玻璃，作钻头____制铅笔芯，作电极，作润滑剂____应用于超导、催化、材料、医学及生物领域__决定性质差异的原因碳原子排列方式不同，导致几种碳单质的物理性质有较大差异，但化学性质相似2.活性炭：有较好的__吸附性__，原因是其有__疏松多孔__的结构。(1)同一种元素也可以组成不同的单质，如金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质。(2)单质一定是由同一种元素组成的纯净物，但同一种元素组成的物质不一定是单质，还可能是混合物，如金刚石和石墨的混合物中只有一种元素。(3)石墨转化为金刚石是化学变化，吸附作用是物理变化。(4)碳单质在物理性质上有很大差异的原因是它们的碳原子排列方式不同。3．化学性质：(1)稳定性：在常温下，化学性质稳定。利用此性质，炭黑可用来制墨汁或墨水。(2)可燃性：氧气充足，燃烧生成__二氧化碳__，其化学方程式为__C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2__；氧气不充足时，燃烧不充分生成__一氧化碳__，其化学方程式为__2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO__。利用此性质，碳单质可用作燃料。(3)还原性：①木炭还原金属氧化物，如__C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑__(用化学方程式表示)。②木炭还原非金属氧化物，如__C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO__(用化学方程式表示)。二、二氧化碳1．物理性质：是一种无色的气体，密度比空气__大__，__能__溶于水。固体二氧化碳叫__干冰__。2．化学性质：(1)一般情况下，不能燃烧，不能__支持燃烧__，也不能供给呼吸。(2)与水反应：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不稳定，易分解为二氧化碳和水。(3)与碱反应：与石灰水反应，化学方程式为__CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O__(用于检验CO2)；与NaOH溶液反应，化学方程式为__CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O__(用于吸收CO2)。3．用途：(1)干冰用于人工降雨(干冰升华吸收大量的热)。(2)灭火剂(CO2一般不能燃烧，也不能支持燃烧，且密度比空气大)。(3)生产饮料(CO2能溶于水，且能与水反应)。(4)温室气肥(CO2是光合作用的原料)。4．对生活和环境的影响：(1)本身无毒，不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖之前，必须先做__灯火试验__。(2)二氧化碳含量升高会加剧__温室效应__。植物的光合作用可以消耗大气中的二氧化碳，因此植树造林可以降低空气中CO2的含量。5．低碳生活：(1)概念：日常生活中尽量减少所消耗的能量，从而降低碳的排放量，特别是二氧化碳的排放量。(2)做法：不使用一次性筷子、使用清洁能源、乘坐公共交通等。三、一氧化碳1．物理性质：颜色：__无色__，气味：__无味__，溶解性：__难溶于水__，密度：比空气__略小__，宜采用__排水集气__法收集。2．化学性质：(1)可燃性：燃烧时产生__蓝__色火焰，放出热量，反应的化学方程式：__2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2__。(2)还原性：一氧化碳还原氧化铜(见下表)。(3)毒性：一氧化碳易与血液中的__血红蛋白__结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。3．用途：作燃料，冶炼金属。四、木炭、一氧化碳还原氧化铜的比较木炭还原氧化铜CO还原氧化铜实验原理__C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑____CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2__实验装置实验现象黑色粉末逐渐变__红__色，澄清石灰水__变浑浊__木炭还原氧化铜CO还原氧化铜注意事项(1)试管口略向下倾斜的目的是__防止冷凝水回流到灼热的试管中，使试管炸裂__(2)药品平铺在试管底部的目的是__增大药品的加热接触面积，受热均匀，使反应更充分__(3)加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是__使火焰集中并提高温度__(4)反应结束时，先将导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是__防止石灰水倒吸至灼热的试管底部，使试管炸裂__(5)先通入一段时间的CO，再点燃左边酒精灯，目的是__排出装置内的空气，防止CO不纯，加热后发生爆炸__(6)反应结束时先停止加热，继续通入CO至玻璃管冷却的作用是__防止生成的铜在较高温度下重新被氧化成氧化铜__(7)CO有毒，要进行尾气处理，可采用点燃法或__收集__法五、碳、一氧化碳和二氧化碳的反应关系图(写出相应的化学方程式)(1)碳的反应关系图(“→”表示物质之间的转化关系，“——”表示两端的物质能发生化学反应)：①__2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO__；②__C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2__；③__C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO__；④__C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑__；⑤__3C＋2Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑__；⑥__2C＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋2CO2↑__。(2)一氧化碳的反应关系图：①__2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2__；②__CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2__；③__4CO＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2__；④__3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2__。(3)二氧化碳的反应关系图：①__H2CO3=H2O＋CO2↑__；②__CO2＋H2O=H2CO3__；③__CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O__；④__C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO__；⑤__Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O__；⑥__CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑__；⑦__CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑__；⑧__CaO＋H2O=Ca(OH)2__；⑨__Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH__。CO2的性质【例题1】下列有关CO2的实验中，只能证明CO2物理性质的是(D)(1)不能说二氧化碳使紫色石蕊试液变红(能使紫色石蕊试液变红的是碳酸)，也不能说二氧化碳呈酸性(碳酸呈酸性)。(2)二氧化碳用于灭火，既与物理性质(密度比空气大)有关，又与化学性质(一般情况下不能燃烧，也不能支持燃烧)有关。CO和CO2的对比【例题2】(2020·牡丹江中考)对比是学习化学的重要方法，下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较，完全正确的是(A)A组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成B．性质：CO2、CO都有可燃性C．用途：CO2可用于灭火；CO可用于人工降雨D．危害：CO2会导致酸雨；CO会引起中毒CO与CO2的性质比较(1)CO2不能燃烧且不支持燃烧；CO具有可燃性。(2)CO2与水反应生成碳酸，能使紫色石蕊试液变红；CO既不溶于水，也不与水反应。(3)CO2能使澄清石灰水变浑浊，CO与澄清石灰水不反应。二氧化碳的实验室制取1．实验药品：__大理石(或石灰石)与稀盐酸__。2．反应原理：__CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑__。3．发生装置：(选择依据：反应物状态，反应条件为固液不加热型)发生装置装置特点便于添加液体，长颈漏斗下端要__伸入液面以下__，以免__气体沿长颈漏斗口逸出____可控制液体的滴加量和滴加速率，控制反应__安装简便可随时控制反应的发生与停止4.收集装置：二氧化碳能溶于水并与水发生反应，且密度比空气的大，应采用__向上排空气法__收集。5．检验方法：把生成气体通入__澄清石灰水__中(或向集气瓶中加入少量__澄清石灰水__)，振荡，若__石灰水变浑浊__，则说明制得的气体为二氧化碳。6．验满方法：将燃着的木条放在__集气瓶口__，若观察到__木条熄灭__，证明气体已收集满。7．药品选择：(1)不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是__浓盐酸有较强的挥发性，会使制得的CO2中混有氯化氢气体而不纯__。(2)不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是__稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面阻碍反应的进行__。(3)不能用碳酸钠代替大理石，原因是__碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应剧烈，不利于控制反应速率及气体的收集__。8．气体的净化与干燥：制取的CO2通常含有HCl气体和水蒸气，应先用__饱和碳酸氢钠__溶液除去HCl，再用__浓硫酸__干燥。【例题1】(2021·安徽中考)某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。(1)装置B中仪器①的名称是__试管__。(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑__，发生装置是__A__(填字母序号)。(3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的__m__(填“m”或“n”)端通入。(4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是__将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃__。【例题2】(2021·包头中考)根据图1、图2回答问题：(1)实验室用一种物质制取氧气，从图1中应选用的发生装置是__B__(填字母)，该反应的化学方程式为__2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑__；若用F装置且采用排水法收集氧气，简述操作步骤__先将集气瓶装满水，再将氧气从m端通入，水从n端排出__。(2)某同学将图2中G装置产生的气体通入H中，若试剂X是新制澄清石灰水，H中一直未出现浑浊现象，其原因是__二氧化碳中含有氯化氢气体__；若I中干燥的紫色石蕊纸花没有变红，则X可能是下列选项中的__ad__(填标号)。a．浓硫酸b．饱和NaHCO3溶液c．CaCl2溶液d．NaOH浓溶液【变式训练】(2019·仙桃中考)请根据如图回答相关问题：(1)写出两种仪器的名称：a__分液漏斗__，d__集气瓶__。(2)收集干燥的CO2气体，可选用__C__(填“C”或“D”)装置：若改用G、H和I这个组合装置收集，H装置的作用是__防止倒吸__。(3)制氢气时，用B装置代替A装置的优点是__可以控制反应的发生与停止__；若用E装置收集氢气，气体应从__b__(填“b”或“c”)端进入。1．(2021·广州中考)金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是(C)A.构成金刚石和石墨的原子大小不同B．金刚石和石墨中原子排列方式相同C．1g金刚石和1g石墨所含原子数相同D．金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧2．(2021·重庆中考A)实验室制取二氧化碳部分操作如图所示，其中错误的是(C)3．(2021·自贡中考)性质决定用途。下列物质的性质与其用途不相符的是(A)A．石墨有优良的导电性能——用于制铅笔芯B．C60分子很稳定，有超导性——广泛用于超导领域C．金刚石是天然存在的最硬物质——用于装在钻探机的钻头上D．CO有还原性，在冶金工业中用于炼铁4．(2021·南宁中考)下列有关碳和碳的氧化物的说法，正确的是(B)A．焦炭能用于冶金工业，是因为其具有氧化性B．在一定条件下，一氧化碳与二氧化碳可以相互转化C．碳具有可燃性，木炭在空气中燃烧只生成二氧化碳D．高温条件下，一氧化碳与氧化铁发生的反应属于置换反应5．(2021·宁夏中考)实验室制取一氧化碳发生的化学反应是HCOOH(甲酸)eq\o(=,\s\up7(热的浓硫酸))H2O＋CO↑。用如图所示的装置制取一氧化碳并还原氧化铜时，下列说法不正确的是(D)A.反应过程中a处黑色粉末逐渐变成红色B．浓硫酸在制取一氧化碳的反应中起催化作用C．大气球的作用是收集一氧化碳，防止其污染空气D．该实验所涉及的反应类型有分解反应和置换反应6．(2020·湘西州中考)下列关于CO2、CO的说法不正确的是(C)A．CO是许多气体燃料(如水煤气)的主要成分B．冬天用煤火取暖时，在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒C．CO2无毒，当空气中的CO2超过正常含量时，不会对人体健康产生影响D．大气中的CO2能起到对地球保温的作用7．(2021·永州中考)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(C)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H2OD．高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO28．(2021·本溪中考)下列有关含碳化合物的说法，正确的是(D)A．一氧化碳和二氧化碳组成元素相同，则二者的化学性质一定相同B．有机物中一定含有碳元素，则含有碳元素的碳酸氢钠一定属于有机物C．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则澄清石灰水变浑浊一定是通入了二氧化碳D．某物质在空气中燃烧生成了二氧化碳和水，则该物质一定含有碳、氢元素9．(2021·乐山中考)2020年习近平主席在联合国大会上指出：中国力争到2060年针对人为排放的二氧化碳，采取各种方式实现全部吸收，实现“碳中和”。下列做法有利于“碳中和”的是(C)A．大力发展火力发电B．就地焚烧农作物秸秆C．积极开展植树造林D．尽量选择私家车出行10．(2021·南宁中考)“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”这是中国应对全球气候问题作出的庄严承诺。请回答下列问题：(1)控制CO2的排放，目的是为减缓__温室__效应。加压水洗法可捕集CO2，是因为压强增大时CO2在水中的溶解度__增大__。(2)写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为：__随手关灯(合理即可)__。(3)利用天然气代替含硫煤作家庭燃料的优点是可以减少__二氧化硫__的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口__调大__(填“调大”或“调小”)即可恢复正常的淡蓝色火焰。11．(2021·株洲中考)金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质，它们的原子排列方式不同，导致它们在性质上存在着明显差异。(1)请写出另一组由同种元素形成的不同单质__红磷、白磷(或氧气、臭氧等)__。(2)石墨具有优良的__导电性__，常用作干电池的电极。(3)硅是一种良好的半导体材料。工业上制粗硅的反应为2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，该反应中SiO2发生__还原__(填“氧化”或“还原”)反应。(4)已知反应：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2__MgO__＋C，则Mg着火时__不能__(填“能”或“不能”)使用干粉灭火器灭火。12．(2020·巴中中考)如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。(1)甲处的实验现象为__固体由黑色变成红色__，发生的化学反应方程式为__CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2__。(2)乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是__吸收二氧化碳，收集一氧化碳__，发生的化学反应方程式为__2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O__。13．(2020·济宁中考)2019年碳家族再添新成员，某研究小组合成出第一个由18个碳原子构成的环状纯碳分子，其结构如图所示。回答：(1)碳原子的结构示意图为，其最外层电子数是__4__。若碳元素在化合物中的化合价为＋4价，写出一种符合要求的化合物的化学式__CO2(合理即可)__。(2)尝试写出环状纯碳分子的化学式__C18__。14．(2017·广东中考)二氧化碳与人类的生活生产密切相关。请根据如图所示的有关二氧化碳的实验，回答问题：(1)实验1说明二氧化碳具有的性质是__不燃烧也不支持燃烧__、__密度比空气大__；实验2瓶中发生反应的化学方程式为__H2O＋CO2=H2CO3__；实验3中观察到的现象是__有无色气泡产生，澄清石灰水变浑浊__，大理石与稀盐酸反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑__。(2)为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系(部分生成物已略去)。该体系中循环利用的物质是__CO2__；根据循环体系，推断有机物甲可能含__C、H、O__元素，理由是__根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变__；该体系反映的化学观点或化学思想有__物质在一定条件下可以相互转化，光能可以转化为化学能，燃烧时化学能可以转化为热能和光能(合理即可)__(写两条即可)。15．(2020·惠州质检)请你根据所学的化学知识及生活经验回答问题。(1)面粉、蔗糖灼烧后都变成炭黑，说明这些物质中都含有__碳元素__(填名称)。(2)空气中二氧化碳含量过高会引发__温室效应__。(3)干冰可以制造舞台云雾，因为干冰__升华__是一个吸热过程，会使空气中