专题02碳和碳的氧化物（原卷版）

主题一物质的性质与应用专题02碳和碳的氧化物命题方向考向一碳单质的性质和用途考向二碳的氧化物考向三二氧化碳的实验室制法考向一碳单质的性质和用途例1（2022·江苏无锡·中考真题）下列物质的性质和用途对应关系正确的是（）A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．石墨具有导电性，可制作铅笔芯C．炭黑具有还原性，可制作墨水 D．木炭具有吸附性，可用作燃料例2（2022·吉林·中考真题）碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（）A．硬度都很大 B．都可用于制造铅笔芯C．都是黑色固体 D．常温下化学性质都不活泼例3（2022·湖南长沙·中考真题）“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（）A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同例4（2022·云南昆明·中考真题）填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（）金属光泽 B．质软 C．导电性 D．可燃性例5（2022·江西·中考真题）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本考点主要考查题型为选择题、填空题及实验探究题。其命题的内容有：（1）金刚石、石墨的物理性质及两者物理性质差异的原因，木炭、活性炭的吸附作用及有关问题的解释，物质用途与物质性质之间的辩证关系。（2）碳单质在常温下的稳定性在生产、生活中的实际应用。（3）木炭还原氧化铜的实验现象、化学反应方程式及反应类型，碳的可燃性和还原性的应用。1.“碳”和“炭”的区别：“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳元素组成的单质。2.金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的。

所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是。3.碳单质的物理性质比较碳单质石墨C碳原子构成金刚石C碳原子构成C60C60分子构成微观结构物理性质的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较，有，有良好的。无色透明的、正八面体形状的固体。。用途作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂制装饰品(钻石)、制钻头、、玻璃用于、、材料科学等领域性质差异金刚石和石墨物理性质差异大的原因：注意：①C60中的60是指：碳原子。②同种元素组成的物质不一定是，。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等）③同种元素组成的纯净物才是。=4\*GB3④石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的，该转化是。=5\*GB3⑤金刚石是天然存在的最的物质。=6\*GB3⑥无定形碳：由的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。=7\*GB3⑦金刚石、石墨、C60性质不同的原因：碳原子的不同。4.常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。颜色、状态制法用途木炭灰黑色的多孔性固体木材隔绝空气加强热燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属活性炭灰黑色多孔颗粒状固体木炭在高温下用水蒸气处理净化多种气体和液体、作防毒面具焦炭浅灰色多孔性固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料注意：木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。5、碳的化学性质碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。（1）常温下化学性质不活泼（原因：碳原子的最外层电子数为4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。（2）可燃性（）反应物氧气充足，碳完全燃烧氧气不足，碳不完全燃烧C+O2点燃CO22C+O2点燃2CO质量比3：83：4结论反应物相同时，若反应物的应用证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若（3）还原性木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论=1\*GB3①黑色粉末逐渐变成；=2\*GB3②澄清石灰水。生成了红色的铜和二氧化碳；化学方程式C+2CuO2Cu+CO2↑实验分析=1\*GB3①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因：防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。=2\*GB3②火焰加金属网罩的目的：。=3\*GB3③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：。=4\*GB3④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：。⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应，反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。高温6.碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）高温碳+某些金属氧化物金属单质+CO2↑7.氧化还反应分析CuOCuO失去元素，有氧化性，是氧化剂，被，发生反应CC夺取元素，有还原性，是还原剂，被化，发生反应氧化反应：。还原反应：。氧化剂：在反应中的物质，具有氧化性，如CuO；还原剂：在反应中的物质，具有还原性，如C、CO、H2等；8.碳与二氧化碳反应：C+CO22CO（吸热反应）4.补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。【变式1】（2022·辽宁·阜新市教育服务中心一模）某同学课堂笔记片段如下，其中记录不正确的一处是（）a处 B．b处 C．c处 D．d处【变式2】（2022·广东·琶洲实验学校二模）石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是（）A．构成石墨烯的原子间有一定间隔B．石墨烯不能在氧气中燃烧C．石墨烯和碳纳米管中碳原子大小不同D．等质量的石墨烯和碳纳米管所含原子数不相同【变式3】（2022·辽宁抚顺·模拟预测）关于金刚石和石墨的说法正确的是（）都有可燃性 B．硬度都很大 C．都是黑色固体 D．都能导电【变式4】（2022·江苏江苏·模拟预测）下列关于碳的各种模型（如下图）的说法，正确的是（）A．由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01gC．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同D．图3中石墨在一定条件下转化为金刚石，发生的是物理变化【变式5】（2022·上海闵行·二模）关于金刚石与石墨涉及的学科观点错误的是（）A．元素观：金刚石与石墨是由碳元素组成的同素异形体B．微粒观：1g金刚石和1g石墨所含的碳原子数相同C．结构观：金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，化学性质也不同D．守恒观：在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨[方法指导]1．由碳元素组成的单质包括金刚石、石墨和C60等，它们的物理性质差异很大是由于碳原子的排列方式不同。

2．碳单质的物理性质差异很大,但它们的化学性质相似，碳单质常温下化学性质不活泼，都有可燃性和还原性。

3．木炭、活性炭具有吸附性，是因为它们都具有疏松多孔的结构，其中活性炭的吸附能力比木炭的更强。考向二碳的氧化物例1（2022·山东滨州·中考真题）我国宣布力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现“碳中和”。与此“低碳”理念不相符的是（）A．大力发展火力发电，满足用电需求 B．全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐C．限制燃放烟花爆竹，文明庆贺节日 D．减少使用化石燃料，提倡绿色出行例2（2022·四川宜宾·中考真题）利用太阳能，以CO2为原料制取炭黑（C）的简易流程如图。下列说法错误的是（）A．反应I为分解反应B．生产过程中FeO可以循环利用C．该方法有利于减少温室气体的排放D．反应Ⅱ的化学方程式为：例3（2022·湖北孝感·中考真题）2021年我国科学家在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成。其中第一步反应的微观示意图如图所示，下列有关说法错误的是（）A．甲、乙、丙、丁都属于化合物 B．反应生成丙与丁的分子个数比为1：1C．参加反应的甲与乙的质量比为22：3 D．该反应为缓解温室效应提供了新途径例4（2022·黑龙江·中考真题）归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是（）A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO支持燃烧C．用途：固体CO2可用于人工降雨；CO可作燃料D．危害：CO2无毒：CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒例5（2021·四川宜宾·中考真题）按下图装置进行实验（部分夹持装置略）。下列说法错误的是（）A．先点燃①中酒精灯再通入CO B．①中黑色固体变为红色C．②中澄清石灰水变浑浊 D．该实验证明CO具有还原性例6（2022·四川成都·中考真题）自然界中碳循环、氧循环如图，下列说法正确的是（）A．植物呼吸作用放出氧气B．化石燃料燃烧会大幅降低大气中氧气含量C．植物光合作用可以将大气中CO2全部吸收D．碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化本考点考查的内容包括：①二氧化碳的性质和用途；②一氧化碳的性质和用途；③二氧化碳对环境的影响；④二氧化碳与一氧化碳性质的比较；⑤二氧化碳和一氧化碳的鉴别、除杂等。题型主要包括选择题和填空题。1.物理性质：无色，无味的气体，密度比空气，能于水，高压低温下可得固态二氧化碳（）2.证明二氧化碳的密度大于空气实验现象将O2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中，。将水倒入装满O2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶。分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。化学性质：①二氧化碳；②；物理性质：密度比空气的。物理性质：二氧化碳生活小贴士：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做。3.证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红）实验操作=1\*GB3①干燥的石蕊小花上喷稀醋酸=2\*GB3②干燥的石蕊小花上喷水=3\*GB3③把干燥的小花放进O2气体中=4\*GB3④把用水湿润的石蕊小花放入O2气体=5\*GB3⑤取出实验=4\*GB3④取出用吹风机烘干现象分析稀醋酸能使石蕊变红水不能使石蕊变红二氧化碳不能使石蕊变红二氧化碳与水反应生成使石蕊变红碳酸不稳定分解结论CO2不显酸性，CO2与水反应生成了酸性物质使紫色石蕊试液变成红色化学方程式：CO2+H2O=H2CO3碳酸分解生成二氧化碳和水化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑4.证明二氧化碳与澄清石灰水反应操作：将二氧化碳通入澄清石灰水；现象：澄清石灰水变浑浊：化学反应方程式：5.二氧化碳的用途O2的用途依据的性质=1\*GB3①干冰（固体二氧化碳）作，用于食品冷藏、制造舞台雾景、。干冰（物理变化）=2\*GB3②灭火①二氧化碳不能燃烧，②不支持燃烧，③密度比空气的大=3\*GB3③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量CO2是光合作用的原料，能促进光合作用=4\*GB3④制汽水饮料（碳酸饮料）CO2；且=5\*GB3⑤化工原料，制纯碱、尿素等能与多种物质反应自然界碳氧循环（1）自然界的二氧化碳循环=1\*GB3①产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等=2\*GB3②消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。（2）温室效应=1\*GB3①温室效应加剧产生的原因：大气中、、等温室气体增多；森林因为天灾和人类的乱砍滥伐，导致CO2的消耗减少，引起全球气候变暧；=2\*GB3②危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。=3\*GB3③防治措施：减少使用化石燃料；开发清洁能源(如核能、太阳能、风能、地热能等)；植树造林，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法，人工吸收二氧化碳。提倡低碳生活：“低碳”生活中的“低碳”就是较低的排放。6.一氧化碳（1）产生：①碳的不完全燃烧，化学方程式；②含CO的燃料泄漏。（2）中毒生理过程：CO极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的200～300倍，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。处理方法：①万一CO中毒了，怎么急救？轻度的应呼吸，严重。②万一煤气泄漏，怎么处理？及时，。③冬天用煤火取暖时，应该注意什么？一定要装，并注意，防止。④用煤炭取暖时，火炉上放一盆水，可以预防中毒吗？不能，因为。⑤煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体，为什么？便于。⑥检查煤气泄漏的时候怎么检漏？用检验，有气泡产生说明漏气了。（3）可燃性①纯净的CO安静的燃烧，产生，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变。②燃烧的化学方程式：澄清石灰水变浑浊的化学方程式③用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（）。煤炉底部：煤炉中部：煤炉上口：（4）还原性装置及说明现象及注意事项A处的现象是：黑色粉末逐渐变成。CO+CuO△Cu+CO2B处的现象是：澄清石灰水变。Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2OC处的现象是：气体燃烧，发出。2CO+O22CO2(1)澄清石灰水的目的是(2)右侧酒精灯的作用是点燃尾气，其它尾气处理的方法=1\*GB3①用气球收集尾气(图A)=2\*GB3②用排水法收集尾气(图B)=3\*GB3③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃烧(图C)【注意】=1\*GB3①先通一氧化碳后加热的原因是：。=2\*GB3②实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因是。ABCABC在CO+CuO△Cu+CO2中，CO得氧被，CO具有，作，用途：。CuO失去氧被，CuO具有，作。★CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：。【变式1】（2021·四川雅安·中考真题）下列关于二氧化碳和一氧化碳的描述，完全正确的是（）A．组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成B．性质：CO2、CO密度均大于空气C．用途：CO2可用于人工降雨；CO可用于气体肥料D．危害：CO2会导致酸雨；CO会引起雾霾【变式2】（2022·河南郑州·模拟预测）2022年1月，“碳达峰碳中和的中国战略与全球展望”项目在北京正式启动。下列气体属于温室气体的是（）O2 B．N2 C．CO2 D．H2【变式3】（2022·山东济南·模拟预测）下列关于二氧化碳的说法不正确的是（）A．二氧化碳可以燃烧 B．二氧化碳密度比空气大C．干冰可用于人工降雨 D．光合作用会消耗二氧化碳【变式4】（2022·四川·成都模拟预测）下列行为不利于实现低碳理念的是（）A．露天焚烧垃圾 B．大力植树造林，严禁乱砍滥伐C．使用新技术提高传统能源的利用效率 D．利用风能实现清洁发电【变式5】（2022·江苏·江阴市模拟预测）为测定石灰石与稀盐酸产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置，对于该实验，下列说法错误的是（）A．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小B．为使测量较准确，读数前应上下移动水准管，使水准管内液面与量气管中液面相平C．所加稀盐酸的体积对测定结果无影响D．实验测得CO2的体积偏小可能是因为左侧Y型管中有二氧化碳残留[方法指导]

1．CO与CO2的鉴别鉴别方法现象及结论澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO点燃在空气中，能燃烧的是CO，不能地烧的是CO2紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO还有氧化铜通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO22．除杂物质杂质除杂方法COCO2①通入过量的城溶液(一般用NaOH溶液而不用澄清石灰水)

②通过足量灼热的碳粉CO2CO通过足量灼热的氧化铜考向三二氧化碳的实验室制法例1（2022·浙江杭州·中考真题）小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应，其操作步骤及观察到的现象如下：步骤1：连接装置并检查装置气密性。步骤2：按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜，用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。步骤3：按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上，并使木炭粉平铺于试管底部：用酒精喷灯加热氧化铜一段时间，未观察到明显现象。步骤4：将酒精喷灯移至木炭粉处，加热一段时间，观察到气球明显胀大，加热一段时间，观察到黑色粉末变为紫红色固体。(1)步骤2中，可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满，燃着的木条应_______(选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。(2)小金设计步骤3的目的是_______。(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是_______。例2（2022·河北·中考真题）如图所示为实验室制取二氧化碳的部分操作，其中错误的是（） A．检查气密性 B．加入石灰石 C．加入稀盐酸 D．收集二氧化碳例3（2022·重庆·中考真题）根据如图，下列气体的实验室制法正确的是（）A．选择甲装置制取CO2，X为稀硫酸 B．选择甲装置制取H2，Y为铜粒C．选择乙装置既可收集H2也可收集CO2 D．选择乙装置干燥O2，气流方向为b进a出例4（2022·甘肃·永昌县教学研究室中考真题）某同学利用下列装置进行气体的制取和收集实验。请问答下列问题。(1)写出仪器B的名称：___________。(2)实验室用加热高锰酸钾固体制取并收集氧气，应选用的装置是___________（填字母序号，下同）；所选装置中还需要改进的方法是___________。(3)实验室常用___________（填药品名称）制取二氧化碳，发生装置要能达到“随开随起，随关随停”，需要选用的仪器有B和___________。(4)某同学选用B和C装置组合制取氧气，该组合的优点是___________，反应的化学方程式为___________。例5（2022·四川广安·中考真题）二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”“碳达峰”“碳中和”等关键词成为热搜。(1)某化学兴趣小组设计实验验证二氧化碳温室效应。如图一所示，他们选用体积大小相等的两个塑料瓶，分别盛满同条件下的空气、二氧化碳与空气的混合物（体积比1：1），并用一个小塑料管连接（在塑料管中间有一滴红墨水），置于阳光下。一段时间后红墨水滴会___________移动。（选填“向右”“向左”或“不”）(2)实验室用大理石与稀盐酸反应制备二氧化碳气体，其气体发生装置应选用图二中的___________（填序号）。收集二氧化碳气体时，验满的方法是___________。(3)若实验室选用A装置制备氧气，其反应的化学方程式为___________。(4)氨气通常情况下是无色、有刺激性气味、极易溶于水、密度比空气小的气体。若用上图二中D装置收集氨气，进气口应是___________。（选填“a”或“b”）本考点是中考考查的重点内容。主要考查二氧化碳的实验室制法（包括反应原理、实验装置、收集及验证气体的方法等）和制取气体的一般思路和方法及反应装置和收集方法的选择。在中考中多以具有一定开放性的信息给予题、实验探究题出现，所占分值在8分左右。工业制二氧化碳煅烧石灰石：（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）2.实验室制二氧化碳：（1）药品：和（2）反应原理：①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？。②为什么不用浓盐酸？。③为什么不用稀硫酸？，阻碍反应的进一步进行。检验方法：将制得的气体，则证明是二氧化碳。验满方法：用，证明二氧化碳气体已经收集满。3.发生装置选择依据：反应物的；反应条件固固加热型固液常温型高锰酸钾制氧气氯酸钾制氧气大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳试管口略向下倾斜适合制取少量气体适合制取大量气体长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率4.收集装置选择依据：气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断）排水集气法向上排空气法向下排空气法适合气体溶解度小不与水反应的气体适合密度比空气大不与空气反应的气体适合密度比空气小不与空气反应的气体注意事项：导管口出现的气泡时开始收集；时气体收集满注意事项：导管，以保证。注意事项：导管，以保证。①所有气体从短管进②V排出的水=V气体为，水面放一层隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是要影响的气体的纯度气体进入集气瓶后出现在装置下端。气体进入集气瓶后出现在装置上端。净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。【变式1】（2022·江苏苏州·中考真题）实验室用下图所示装置制CO2气体，并进行相关实验研究。已知：①氯化钙溶液接近中性；②CO2与NaHCO3溶液不反应。(1)仪器a的名称是___________。(2)连接装置A、B，向锥形瓶内逐滴滴入稀盐酸，观察到乙处燃着的火柴先熄灭。①锥形瓶内发生反应的化学方程式为___________。②由实验现象可推知CO2具有的性质：不可燃，不支持燃烧，___________。(3)若在装置A与CO2收集装置之间增加装置C，其目的是___________。(4)实验废液处理：待装置A中锥形瓶内无气泡产生时，静置，过滤除去底部多余的固体粉末，测得滤液pH约为3.废液处理时，需将pH调节至6~9。①写出滤液所含溶质的化学式：___________。②向上述滤液中缓慢加入___________（填字母），搅拌，调节溶液pH至6~9，倒入指定容器。a、碳酸钙粉末

b、澄清石灰水

c、氢氧化钠溶液【变式2】（2022·广东广州·中考真题）某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。(1)下图是实验室中常用的仪器①仪器A的名称是_______。②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？_______(填标号)(2)该小组的实验设计和数据记录如下表