专题08 碳和碳的氧化物（原卷版）

专题08

碳和碳的氧化物►题型一同素异形体的考察►题型二碳的性质►题型三二氧化碳的性质►题型四一氧化碳的性质►题型五氧化钙和碳酸钙的性质►题型六还原氧化铜实验综合考察►题型一同素异形体的考察【真题1】（2023·上海中考）石墨烯是由碳元素组成的单质，下列物质与石墨烯互为同素异形体的是A.白磷 B.干冰 C.臭氧 D.金刚石1同素异形现象和同素异形体：定义：同一种元素形成的不同单质，叫做这种元素的同素异形体。举例：碳元素形成的单质有金刚石、石墨和碳60（富勒烯一种），所以金刚石、石墨和碳60是碳的同素异形体；

氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的同素异形体；

白磷和红磷是磷元素的同素异形体。注意点：1.是单质2.同一种元素组成【变式1-1】（2024·上海金山·二模）据Science杂志报道，科学家合成了一种环状碳分子——C18，这种分子具有广泛的应用前景。下列有关说法正确的是A．C18属于有机物 B．C18和金刚石是同素异形体C．C18完全燃烧后的产物是CO D．C18和金刚石的化学性质完全不同【变式1-2】（2022·上海长宁·统考二模）互为同素异形体的是A．石灰水与石灰浆 B．金刚石与石墨C．二氧化碳与一氧化碳 D．氧气与液氧►题型二碳的性质【真题2】（2023上海中考）（不定向）密闭容器中，碳粉与二氧化碳的反应为，有关说法正确的是（）A.有1g碳粉参加反应，气体总质量增加1gB.随着反应进行，CO的摩尔质量不断增大C.随着反应进行，混合气体中碳元素的质量分数不变D.反应前后，容器中气体所含的氧原子数不变1、稳定性：常温下化学性质不活泼。

举例：黑墨水、古画、2、可燃性：3、还原性：单质碳在高温下，能跟某些氧化物的反应（1）现象：有红色固体生成；有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生。注意：①碳单质做还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此

反应条件一般要写高温。②在木炭还原氧化铜的实验中，操作时注意试管口要略向下倾斜，配置混合物时木炭粉应稍过量些，目的是防止还原的铜被氧气重新氧化。【变式2-1】（2023·上海金山·统考二模）取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如下图，下列说法正确的是A．M点对应的固体物质只有两种B．N点对应的固体为黑色C．反应后产生气体的总质量为(a－b)gD．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变【变式2-2】（2024·上海浦东新·二模）关于“木炭还原氧化铜”的实验，说法正确的是A．实验中观察到红色粉末变黑B．该实验体现了木炭的还原性C．氢氯化钠溶液可用于检验并吸收二氧化碳D．若有1克木炭参加反应，试管中的溶液质量增加1克►题型三二氧化碳的性质【真题3】（2022·上海静安·校考二模）根据如图所示实验，不能得到的结论是A．CO2密度比空气大B．CO2不能燃烧C．蜡烛燃烧生成CO2和H2OD．CO2不支持燃烧二氧化碳的性质二氧化碳的性质二氧化碳的用途物理性质无色气体同温同压下，CO2气体密度比空气大(约是空气的1.5倍)在加压、降温条件下可变成液体、固体CO2(气)CO2(液)CO2(固)(无色)(无色)(雪状)干冰CO2(气)CO2(固)干冰用于保存食物和进行人工降雨能溶于水(部分与水反应生成碳酸)制汽水等饮料通常不能燃烧，也不支持燃烧(不能供给呼吸)灭火能跟水反应：CO2+H2O→H2CO3H2CO3很不稳定：H2CO3→H2O+CO2↑碳酸能使紫色石蕊变红，加热或振荡后，又变为紫色。能跟石灰水反应：Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O澄清石灰水出现浑浊，该反应常用于CO2的鉴定。使石灰浆硬化，用于建筑跟绿色植物发生光合作用6H2O+CO2C6H12O6+6O2温室气体肥料跟碳反应(体现CO2的氧化性)C+CO22CO(工业上制取一氧化碳)化工原料镁等少数金属在点燃条件下能在二氧化碳中燃烧。2Mg+CO22MgO+C【变式3-1】（2023·上海宝山·统考二模）．化学兴趣小组设计下图流程验证碳及其氧化物的相关性质(夹持仪器省略)。已知：浓硫酸具有强吸水性完成下列问题：(1)A装置中反应的化学方程式为___________；(2)B装置若换成硫酸铜粉末装置，可观察到白色粉末变为蓝色晶体，该蓝色晶体的化学式是___________；(3)实验中，若观察到高温加热后的C装置中的___________实验现象，可证明C装置中发生了C+CO22CO反应；该实验流程能否证明：CO2可以与碱反应，而CO不可以，请简单阐述。___________►题型四一氧化碳的性质【真题4】（2023·上海中考）CO还原CuO的实验如图所示，有关说法正确的是A.玻璃管中粉末由黑变红 B.NaOH溶液的作用是检验C.可用生石灰吸收尾气 D.结束实验时，先熄灭酒精灯再同时夹紧弹簧夹、一氧化碳的性质(1)物理性质：无色、无气味、气体；密度比空气略小；难溶于水(2)化学性质：①可燃性：2CO+O22CO2一氧化碳可作气体燃料现象：蓝色火焰，放热，将涂有石灰水的烧杯罩在火焰上，石灰水变浑浊②还原性：氧化碳作还原剂，可用于冶炼金属原理：CO+CuOCu+CO2——冶炼金属现象：黑色粉末变红，澄清的石灰水变浑浊注意：①实验时操作顺序为，先通CO，后加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO直至玻璃管冷却；②需对尾气处理，方法是将CO点燃转变为CO2（或收集起来）。一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O3→2Fe+3CO23CO+Fe2O32Fe+3CO2③毒性：CO跟人体血红蛋白结合，使人体缺氧(剧毒)（3）一氧化碳的用途（）1.作燃料（利用一氧化碳燃烧时放出热量）2.冶炼金属（利用其还原性，通常还原一些金属氧化物）【变式4-1】（多选）（2023·上海长宁区区·统考二模）对一氧化碳的认识正确的是（）A．可与氢氧化钠溶液反应 B．可与稀硫酸反应 C．可与氧化铜反应 D．可与氧气反应【变式4-2】（2023·上海长宁区区·统考二模）将0.1mol的碳在含有0.06mol纯氧的容器中完全反应，最终容器内残留的气体是（）A．CO2 B．CO2和O2 C．CO和CO2 D．CO和O2►题型五氧化钙和碳酸钙的性质【真题5】（2024·上海虹口·二模）对煅烧石灰石反应的分析正确的是A．可观察到有气泡产生B．生成物都是酸性氧化物C．是实验室制备二氧化碳的方法D．是工业生产生石灰的方法石灰石、大理石（主要成分是CaCO3)

1．物理性质：碳酸钙（CaCO3）是白色难溶于水的固体。2．跟盐酸反应：CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑（实验室制取CO2的原理）

3．高温易分解：CaCO3→CaO+CO2↑

4．用途：用作建筑材料【变式5-1】（2024·上海徐汇·二模）如图表示三种物质在密闭容器中反应前后质量比例的变化情况，下列说法正确的是A．三种物质均为氧化物 B．CaO是反应物C．该反应属于化合反应 D．该反应在高温下发生►题型六还原氧化铜实验综合考察【真题6】（多选）（2023·上海虹口·统考二模）一氧化碳、碳分别与足量氧化铜反应，相关分析正确的是（）A．实验时都必须使用酒精喷灯 B．生成的气体都能使石灰水变浑浊 C．固体减少的质量都等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量 D．生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为2：1还原氧化铜H2还原CuOCO还原CuOC还原CuO化学方程式H2+CuO∆Cu+HCO+CuO∆C+2CuO高温2Cu+CO2↑装置图装置特点①试管口略向下倾斜；②通H2的导管伸至试管底部于CuO上方因CO有毒，增加了尾气处理装置，防止CO污染空气①试管口略向下倾斜；②反应需高温；操作步骤反应前需检验气体纯度。还原过程分四步：一通，二点，三撤，四停。总结顺口溜：氢气验纯试管倾，先通氢气后点灯；黑色变红水珠出，熄灭灯后再停氢。①检查气密性；②装药品固定试管；③点燃；④移导管，熄灭酒精灯。实验现象①黑色CuO变成红色；②试管口有水滴生成，可以用无水硫酸铜粉末来检验。①黑色CuO变成红色；②生成的气体使澄清石灰水变浑浊①黑色固体逐渐减少；②有光亮红色固体生成；③生成的气体使澄清石灰水变浑浊【变式6-1】（2023·上海杨浦区·统考二模）为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O【查阅资料】；【设计方案】：化学学习小组的同学经过讨论，设计了如下图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有澄清石灰水。【讨论与交流】(1)该系列装置还缺少尾气处理装置，你认为尾气处理的方法可以______；（写一种即可）(2)请你设计完成上图方框内的实验方案（选用下列装置，按连接顺序填写）_______。(3)原气体中若含有CH4，则D中的现象是_____，E中发生的化学方程式是：______。(4)老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定______气体是否存在。(5)小王同学和小李同学想通过定量实验的方法检验尚不能确定的气体，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的X溶液，可达到更好的吸收效果。则X为_____，试验后为证明X有剩余，可以通过加入______和_____验证。(6)同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据记入下表中：反应前反应后D装置100g103.6gE装置120g125.5g你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论？请简要分析_____。(7)实验中若试剂用量充足调换B跟D的位置，对测定结果有无影响？_____（填“有”或“无”）。1．（2023·上海松江·统考二模）属于有机化合物的是A．甲烷 B．二氧化碳 C．水 D．碳酸钙2．（2023·上海松江·统考二模）对于一氧化碳的说法，正确的是A．由一个碳元素和一个氧元素组成 B．能溶于水C．和二氧化碳互为同素异形体 D．可用于冶炼金属3.（2023•营口）书写具有保存价值的档案时，按规定应使用碳素墨水（用炭黑等制成）。说明单质碳具有的性质是（）A．难溶于水 B．可燃性 C．熔点高 D．常温化学性质稳定4．（2023•包头）卡塔尔世界杯指定用球的芯片传感器产自中国。制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+2CO↑。关于该反应叙述正确的是（）A．2C表示2个碳元素 B．该反应属于置换反应 C．反应前后硅元素的化合价不变 D．参加反应的C和SiO2的质量比为2：15.（2023•长春）下列关于二氧化碳的说法，错误的是（）A．组成：二氧化碳由碳元素和氧元素组成 B．结构：二氧化碳由碳原子和氧分子构成 C．性质：二氧化碳能溶于水 D．应用：二氧化碳可用于生产碳酸型饮料6．（2023•广安）我国力争于2060年前实现“碳中和”，即CO2的相对“零排放”。下列做法与此相违背的是（）A．随手关灯 B．严禁乱砍滥伐森林 C．“低碳”出行 D．露天焚烧垃圾7．（2023•云南）碳及其化合物存在如下转化关系：C→CO⇌CO2⇌X（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（）A．由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价依次升高 B．CO只能通过与O2反应转化为CO2 C．CO2可通过与C反应转化为CO，化学方程式为C+CO22CO D．X可能是酸或盐8.（2022•铜仁市）某地一对夫妻因天气寒冷在房内放置炭火取暖，导致一氧化碳中毒死亡，该事件提醒我们要学会预防一氧化碳中毒，下列预防一氧化碳中毒的说法错误的是（）A．规范使用煤炉，装上烟筒并使其完整 B．用煤炉做饭时要打开窗户，让空气流通 C．没有排烟通道的情况下在室内用煤、木炭、木柴等取暖 D．晚上睡觉时将煤炉移至屋外9.（2021•苏州）下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是（）A．导管连接 B．胶塞塞紧 C．气体验满 D．气体收集10（2023•庐江县模拟）如图a、c为喷水的紫色石蕊试纸，b为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是（）A．b处先变红，a、c处后变红 B．a处先变红，b处不变红 C．此实验无法证明CO2能与水反应 D．根据塑料瓶内现象与烧杯内现象都能证明CO2密度比空气大11（多选）（2023·上海长宁区区·统考二模）对一氧化碳的认识正确的是（）A．可与氢氧化钠溶液反应 B．可与稀硫酸反应 C．可与氧化铜反应 D．可与氧气反应12（2022•常州）干冰可用于疫苗等特殊药品的低温运输。下列说法正确的是（）A．干冰由水分子构成 B．构成干冰的微粒静止不动 C．构成干冰的微粒间无间隙 D．干冰升华吸热使环境温度降低13（2023•北京）用如图实验研究CO2的性质。（1）可证明CO2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CO2具有的性质是。14（2023•灌云县校级一模）多角度认识物质，帮助我们了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例，回答下列问题：（1）认识物质的组成和构成①从宏观上看，氧气和二氧化碳都由（填“元素”、“原子”或“分子”）组成。②从微观上看，氧气和二氧化碳都由构成。（填“元素”、“原子”或“分子”）（2）认识物质的性质①氧气的化学性质比较活泼。纳米铁粉在氧气中可自燃生成氧化铁，反应的化学方程式为。②将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭（如图1）。说明二氧化碳具有的性质有，由此可推知的灭火原理是。若使棉芯下半段恢复燃烧，操作方法是。（3）认识物质的制法某同学用软塑料瓶自制气体发生装置，通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止（如图2），若利用该装置制氧气，反应的化学方程式为。若利用该装置制二氧化碳，无纺布包内药品为（写名称）。（4）辩证地认识物质①量变引起质变。例如：碳在充足氧气中燃烧生成二氧化碳，在不充足的氧气中燃烧生成（写化学式）。②功过相对论。从“二氧化碳导致温室效应”的事实分析，“过”：使全球气候变暖导致海平面上