备考2024年中考一轮复习指导：专题05 碳和碳的氧化物（学生版）

专题05碳和碳的氧化物考点01碳的单质 1考点02二氧化碳和一氧化碳 2考点03二氧化碳的制取 4题型01

碳单质 5题型02二氧化碳的性质 7题型03一氧化碳 10题型04制取二氧化碳 12考点01碳的单质1．碳单质的物理性质和用途名称金刚石石墨C60结构色、态、形无色透明、正八面体形状固体深灰色，有金属光泽，不透明的细鳞片状固体形状似足球硬度天然存在的最硬的物质很软导电性不导电良好的导电性一般不导电用途玻璃刀、切割大理石、钻头、装饰品作电极、铅笔芯、润滑剂用于超导、催化、医学归纳小结(1)同种元素可以形成不同的单质。(2)由同种元素组成的物质不一定是单质，还可能是混合物。(3)原子不仅可以直接构成物质，还可以通过构成分子构成物质。(4)一定条件下，石墨可以转化为金刚石，该变化有新物质生成，属于化学变化。(5)活性炭的吸附性属于物理性质。特别提醒金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，而不是碳原子的结构或数目不同所致。2.碳单质的化学性质(1)稳定性常温下，碳单质的化学性质很稳定。应用：书写档案材料用碳素墨水，插入地下的木桩，先将插入部位稍稍烤焦等。(2)可燃性在氧气充足时，碳燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2在氧气不足时，碳燃烧生成一氧化碳，反应的化学方程式为2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO应用：用作燃料。(3)还原性在高温条件下，碳可夺取某些氧化物中的氧，表现出还原性。高温时，碳与氧化铜反应，实验现象为黑色固体中出现红色固体，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑；高温时，碳与二氧化碳反应，反应的化学方程式为CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO应用：冶炼金属。特别提醒①相同的反应物，在不同的条件下生成物可以不同，如通常条件下，水与二氧化碳反应生成碳酸，光合作用中，两者反应生成氧气和葡萄糖；又如碳和氧气，两者的相对用量不同，产物不同等。②常温下，碳的化学性质稳定；碳单质的燃烧需其温度达到着火点，表现出还原性时需高温条件。③还原性是物质在化学反应中表现夺氧能力的性质。夺取氧的物质发生氧化反应，失去氧的物质发生还原反应。考点02二氧化碳和一氧化碳1．二氧化碳和一氧化碳物理性质比较物理性质二氧化碳一氧化碳色、态、味无色、无味气体无色、无味气体密度比空气的大略小于空气溶解性能溶于水难溶于水2.二氧化碳的化学性质与用途化学性质化学方程式说明与水反应H2O＋CO2=H2CO3H2CO3=H2O＋CO2↑生成的碳酸可使紫色石蕊溶液变红色，碳酸不稳定易分解与碱反应Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O①此反应可用于检验CO2②碱及其溶液需密封保存与碳反应CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO煤炉中的部分反应用途用于灭火，作化工原料，用作温室气肥，干冰常用作制冷剂3.一氧化碳的化学性质和用途项目反应现象化学方程式化学性质可燃性燃烧时产生蓝色火焰，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2还原性固体粉末由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊(以还原氧化铜为例)CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加热))Cu＋CO2毒性一氧化碳能与血液中的血红蛋白结合，使血液失去输送氧气的能力，造成人体缺氧用途作燃料，用于冶炼金属等4.二氧化碳与一氧化碳的转化、鉴别与除杂项目方法化学方程式转化CO转化为CO2燃烧法2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2还原金属氧化物CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加热))Cu＋CO2鉴别CO2转化为CO通过灼热的炭粉CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2COCO2和CO通入澄清石灰水Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O通入紫色石蕊溶液H2O＋CO2=H2CO3除杂CO中混有CO2通过灼热的炭粉CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO通过氢氧化钠溶液2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2OCO2中混有CO通过灼热的氧化铜CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(加热))Cu＋CO2考点03二氧化碳的制取（1）药品：_______或石灰石和________。原理：____________________________；（3）装置：固液不加热，_____________，（4）步骤：=1\*GB3①连接装置；=2\*GB3②_______________；=3\*GB3③向锥形瓶中加入_________；=4\*GB3④从长颈漏斗加入____________；=5\*GB3⑤收集二氧化碳；=6\*GB3⑥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：____________）。（9）药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为（稀硫酸和大理石反应生成的______________，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发生）。②也不用浓盐酸是因为（浓盐酸__________，使制得的二氧化碳中混有_____________气体而不纯）。题型01

碳单质【典例1】性质决定用途，下列物质的性质与其用途不匹配的是A．金刚石硬度大——切割玻璃B．不锈钢耐腐蚀——制造医疗器械C．氮气的性质不活泼——用作保护气D．石墨有导电性——生产铅笔芯【变式1-1】下列物质中，硬度最大的是（）A．金刚石 B．石墨 C．焦炭 D．活性炭【变式1-2】碳单质的性质与用途对应关系错误的是A．石墨导电性好可作电池电极 B．活性炭吸附性强可作冰箱除味剂C．金刚石硬度大可制作铅笔芯 D．炭黑常温化学性质稳定可制墨汁【变式1-3】关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是（）A．都属于碳单质 B．都由碳原子构成C．都具有导电性 D．完全燃烧产物不同题型02二氧化碳的性质【典例2】自然界碳循环如图所示。下列说法正确的是A．向空气中排放CO2会形成酸雨 B．无机物和有机物不可相互转化C．植树造林有利于吸收CO2 D．煤、石油和天然气是可再生能源【变式2-1】在实际生产中，常采用足量NaOH溶液来“捕捉”（吸收）CO2，部分流程图如下。（1）大量CO2直接排放到空气中会导致______的加剧，破坏人类生存的环境。捕捉室内反应的化学方程式为______。（2）操作①的名称______，所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______。（3）往纯碱溶液中加入X溶液，得到NaOH溶液和CaCO3，X的化学式是______。（4）整个流程中可以循环使用的物质是______。（5）若要确认“捕捉”后的气体中CO2含量已经降得很低，先分别取一瓶“捕捉”前和一瓶“捕捉”后的气体，接下来的实验操作是______。【变式2-2】中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。请回答下列问题。（1）自然界中CO2的来源有_______(任写一点)，大气中的CO2过多会引起_______效应增强。（2）“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一、用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2，可达到消耗CO2的目的，写出该反应的化学方程式_______。重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。此封存技术可行的依据是_______。（3）若CO2能合理利用，将会是一种重要的原料。①CO2与H2在催化条件下反应生成甲醇。反应的化学方程式为，X的化学式为_____。②CO2可用于食品保鲜，实验测得气体中的CO2体积分数与溶液pH的关系如图所示：a气体中CO2体积分数增大时，造成图示变化的主要原因是溶液中_______的浓度增大(填化学式)。b智能化食品包装通过颜色变化显示包装内CO2气体含量的变化。举出一种可通过颜色变化用于该智能化包装的物质_______。题型03一氧化碳【典例3】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H2OD．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【分析】根据一氧化碳的物理性质（无色、无味、难溶于水等），化学性质（具有毒性、可燃性、还原性等）进行分析解答。【详解】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。【变式3-1】下列叙述属于CO化学性质的是（）A．无色B．无味C．难溶于水D．能燃烧【变式3-2】利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知：HCOOHCO↑+H2O下列说法不正确的是（）A．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH B．装置丙的作用是防止倒吸 C．装置丁既可检验CO2，又可收集CO D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小题型04制取二氧化碳【典例4】在实验室中，我们常用下图所示装置制取和收集某些气体。（1）写出a仪器的名称：______。（2）实验室制取二氧化碳时，你选择的发生装置为______，化学反应方程式为______。（3）经查阅资料Na2O2（过氧化钠）通常情况下为淡黄色固体，能与水发生剧烈反应产生氧气。小明在实验室用Na2O2制取氧气时发生装置选择了B而没有选择C，你认为他选择的理由是______。若用F装置收集氧气，进气端应选择______端（用“b”或“c”填空）。【变式4-1】实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石、稀盐酸、锌粒以及下列仪器及装置，据图回答问题：（1）利用上述仪器和药品制取CO2，选择的仪器是______（填序号）。（2）利用上述仪器和药品制取O2，还缺少一种仪器，其名称为______。该反应的化学方程式为______。（3）如果用装置⑨采用排空气法收集H2，则H2从导管口______进入（填“a”或“b”）。【变式4-2】根据下列装置图回答问题。（1）写出仪器a的名称：_____________________。（2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为_______________(填序另)，反应的化学方程式为_______________。（3）实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为_______________(填序号)，反应的化学方程式为_______________。【变式4-3】下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。（1）仪器a的名称是______。（2）实验室里可选择装置A用于制备氧气，写出该反应的化学方程式______；如图F，用制得的氧气做硫燃烧的实验，集气瓶要留少量水的作用是______。（3）实验室制取CO2应选择的装置组合为______，选择此发生装置的突出优点是______；检验CO2是否收集满的操作为______。（4）上图G装置在化学中有“万能瓶”的美称。若用该装置收集H2，则H2从______端进入；若用排水法收集H2，将装置装满水，则H2从______端进入。1．今年全国两会，“碳达峰”和“碳中和”首次写人政府工作报告，成为舆论热词。“碳中和”是指单位或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段，抵消这部分碳排放，达到“净零排放”目的。以下措施不能实现“碳中和”目标的是A．推广使用新能源汽车 B．更多地利用太阳能、风能等清洁能源C．植树造林，增加植被面积 D．露天焚烧农作物秸秆以增加肥效2．俗称“干冰”的物质是A．二氧化锰 B．固体二氧化碳 C．氢氧化钙 D．碳酸钠3．人人都应践行“绿水青山就是金山银山”的理念，下列说法不符合该理念的是A．保护金属资源，提倡合理开发B．化石燃料取之不尽，提倡大量使用C．为了使天空更蓝，提倡植树造林D．倡导“低碳”生活，提倡纸张双面使用4．下列关于物质的性质和用途说法错误的是A．金刚石的硬度很大，可以用来裁玻璃B．氮气化学性质不活泼，可用作保护气C．一氧化碳具有可燃性，可用来灭火D．石墨的导电性能好，可用作电池的电极5．归纳梳理是一种重要的学习方法，以下对知识的归纳正确的是A．CO、CO2都是非金属氧化物，都能与碱溶液反应生成盐和水B．金刚石和石墨都是碳的单质，都有导电性C．氢氧化钙溶液与硫酸铜溶液、稀硫酸反应都体现碱的通性D．CO2、SO2都能与水反应生成酸，它们都是引起酸雨的重要气体1．实验室制备CO2并探究其性质。（1）制取CO2可选择的发生装置是______。（填字母序号）（2）用C装置收集CO2，验满的方法是______。（3）D装置中，m、n处分别放有湿润、干燥的蓝色石蕊试纸，证明CO2能与水反应的现象是______；通过E装置产生的现象可证明CO2具有______的性质。（4）中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用的时间。“低碳生活，人人有责”，提出一条合理的低碳出行建议______。2.已知A、B、C、D、E、F六种物质间有如下的转变关系（发生的反应都是化合反应），其中A、B、C在通常情况下是三种无色无味的气体，且C