第15讲碳及其化合物2

第15讲碳及其化合物一、碳同素异形体1.碳的单质名称性质用途金刚石无色、透明、呈正八面体的晶体，不导电。天然物质中最硬的物质。做装饰品、制钻头和切割玻璃、金属、大理石石墨六角板状、鳞片状，质软、滑腻、有金属光泽，熔点高，导电导热性良好。高温润滑剂，电极，制铅笔芯，坩埚等C60（富勒烯/足球烯）具有金属光泽的晶体，超导、强磁性，抗辐射、耐高压、抗化学腐蚀超导材料等2.同素异形体金刚石、石墨和碳60都是由碳元素组成的单质，由同一种元素组成不同的单质的现象叫做同素异形现象。金刚石、石墨和碳60互称碳元素的同素异形体。氧元素的同素异形体有：氧气O2、臭氧O3等。磷元素的同素异形体有：红磷、白磷。3.无定形碳木炭、活性炭、焦炭、炭黑都是由石墨的微小晶体和少量杂质组成的，统称为无定形碳。无定形碳用途木炭用作燃料，吸附性，绘画炭笔，制火药焦炭化工原料，冶金还原剂活性炭吸附剂，制防毒面具等炭黑制中国墨、油墨、鞋油、颜料．作橡胶补强剂4.木炭的吸附作用：在500ml烧杯里注入约400ml水，滴入23滴红墨水，再加入约10g活性炭。观察现象。5.碳的化学性质1）常温下，碳的化学性质不活泼(稳定性)2）可燃性——碳可做燃料C+O2CO22C+O22CO3）还原性——碳可作还原剂，用于冶炼金属木炭还原氧化铜将木炭粉和黑色的氧化铜粉末混合均匀，放入试管底部，按图示装置仪器。将试管口的导管通入澄清的石灰水里。用酒精喷灯加热，观察现象。冷却后把试管里的固体物质倒在纸上。观察颜色、光泽的变化。高温现象：黑色粉末变红色，石灰水变浑浊高温反应方程式：C+2CuO====2Cu+CO2↑二、还原反应1.还原反应：含氧化合物中的氧被夺取的反应，是失氧的过程。在化学反应中，氧化反应和还原反应必定同时发生。2.氧化剂和还原剂把提供氧的物质称为氧化剂，把夺取氧的物质称为还原剂。氧化剂和还原剂都是反应物。三、碳的氧化物1.二氧化碳的性质和用途（1）物理性质颜色状态密度溶解性无色、无味气体，固态易升华CO2气体CO2液体CO2气体干冰干冰汽化吸收大量热大于空气，在标准状况下1.977g/L，是空气的1.5倍可溶于水，通常条件下，1体积水溶解1体积CO2气体，加压时溶解更多（2）化学性质①二氧化碳不能燃烧，一般也不支持燃烧，也不能供给呼吸。点燃②一些活泼金属能在二氧化碳气体中燃烧，夺取二氧化碳中的氧，使二氧化碳还原成碳单质，如：点燃2Mg＋CO2====2MgO＋C；高温③高温条件下，单质碳也能夺取二氧化碳中的部分氧，使其还原为一氧化碳：高温C＋CO2====2CO（吸热反应）④二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红（浅红色）：CO2＋H2O===H2CO3；H2CO3极不稳定，易分解：H2CO3H2O＋CO2↑，此时红色石蕊试液又变为紫色。⑤二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊：CO2＋C(OH)2===CaCO3↓＋H2O此反应可用来鉴定和检验二氧化碳。（3）二氧化碳的用途①由于二氧化碳既不燃烧一般也不能支持燃烧，且密度比空气的大，所以可用来灭火。②“干冰”做制冷剂，用来保存食品和进行人工降雨。③二氧化碳是一种工业原料，可用来制纯碱、尿素和汽水等。④植物进行光合作用，需要二氧化碳。在温室里施用二氧化碳做肥料。2.一氧化碳的性质和用途（1）物理性质：一氧化碳通常是无色、无味的气体，密度比空气的略小，难溶于水。（2）化学性质点燃①可燃性：一氧化碳燃烧，发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁上附着的澄清石灰水变浑浊点燃化学方程式：2CO＋O2===2CO2；（注意：点燃一氧化碳前要验纯）②还原性：现象：黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊。结论：生成了铜和二氧化碳。△反应方程式：△CO＋CuO====Cu＋CO2加热前先通CO，防止CO不纯加热时发生爆炸。实验完毕后先停止加热后停止通CO，防止得到的铜被氧化；因CO有剧毒，上述两项操作中多余的CO要燃烧掉，为此应采用如上图所示尾气处理装置。③毒性：CO和人体血红蛋白的结合能力比氧与血红蛋白的结合能力强200~300倍，而CO与血红蛋白的解离比氧合血红蛋白缓慢约3600倍，人吸入CO造成人体缺氧，严重者致死。CO轻度中毒者，应该吸大量新鲜空气或进行人工呼吸；医疗上常用静脉注射亚甲基蓝进行解毒。一氧化碳的用途：CO具有可燃性，可作燃料；CO具有还原性，可用来冶炼金属，如炼铁等。四、石灰石石灰石是制取建筑材料石灰的矿石原料。碳酸钙（CaCO3）：石灰石的主要成分，不溶于水的白色固体。1）碳酸钙的分解：高温煅烧大理石，大理石表面会变白、疏松：高温CaCO3====CaO+CO2高温生石灰遇水变成熟石灰：CaO+H2O===Ca(OH)22）难溶的碳酸钙在二氧化碳和水的作用下，会慢慢变成可溶的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2（溶洞的形成原理）碳酸氢钙受热分解，重新生成碳酸钙沉淀：△Ca(HCO3)2====CaCO3+CO2+H2O（钟乳石的形成原理）△一、单选题1．以下各物质的用途是利用了其化学性质的是A．木炭用作燃料 B．金刚石切割玻璃C．石墨制作铅笔芯 D．活性炭吸附异味【答案】A【解析】A.木炭用作燃料是因为木炭具有可燃性，可燃性属于化学性质，该选项符合题意；B.金刚石用于切割玻璃是因为金刚石是天然存在最硬的物质，硬度属于物理性质，该选项不符合题意；C.石墨用于铅笔芯是因为石墨很软，且从纸上划过会留下划痕，该性质属于物理性质，该选项不符合题意；D.活性炭可吸附异味是因为活性炭具有疏松多孔的结构，该性质属于物理性质，该选项不符合题意，故选A。2．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【答案】B【解析】【分析】由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，即互为同素异形体的物质要满足：同种元素组成；不同单质。A、石灰水与石灰浆主要成分都是氢氧化钙，不属于同素异形体，故A错误；B、金刚石与石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故B正确；C、二氧化碳与一氧化碳是两种不同的化合物，不是单质，故不属于同素异形体，故C错误；D、氧气和液氧都是同一种单质的不同状态，是同一种单质，不属于同素异形体，故D错误；故选B。3．相同物质的量一氧化碳和二氧化碳，具有相同的A．质量 B．原子数 C．分子数 D．氧元素质量【答案】C【解析】A、一氧化碳和二氧化碳的相对分子质量不相等，则它们的摩尔质量不相等，等物质的量的氧化碳和二氧化碳，它们的质量不相等，错误；B、1个一氧化碳分子含有1个碳原子、1个氧原子；1个二氧化碳分子中分别含有1个氧原子、2个氧原子，则等物质的量的一氧化碳和二氧化碳中，原子数不相等，错误；C、1mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个构成该物质的粒子，则等物质的量的一氧化碳和氧化碳中，分子个数相等，正确；D、1个一氧化碳分子和1个二氧化碳的分子中碳原子的个数相等，氧原子的个数不相等，则等物质的量的一氧化碳和二氧化碳中，氧元素质量不相等，错误。故选C。4．科学家利用精密仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”，碳片是世界上最薄的材料。下列说法错误的是A．碳片是一种单质B．碳片和C60是一种物质C．在一定条件下，碳片可以还原氧化铁D．碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO2【答案】B【解析】A、碳片是由碳原子组成的纯净物，属于单质，故选项说法正确；B、碳片是由碳原子构成，C60是由分子构成，两者是不同种物质，故选项说法错误；C、碳片属于碳单质，C具有还原性，可以还原氧化铁，故选项说正确；D、碳片属于碳单质，C在氧气中完全燃烧产物为二氧化碳，故选项说法正确；故选B。5．中国争取2060年前实现碳中和，“碳中和”中的“碳”指的是A．碳原子 B．二氧化碳 C．一氧化碳 D．活性炭【答案】B【解析】“碳中和”是指通过二氧化碳去除手段抵消部分碳排放，达到“净零排放”目的。“碳达峰”、“碳中和”中的碳指的是二氧化碳。故选B。6．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【答案】C【解析】A、金刚石与石墨是由碳元素组成的同素异形体，说法正确，不符合题意；B、金刚石和石墨都是由碳原子构成，同等质量金刚石和石墨所含的碳原子数相同，说法正确，不符合题意；C、金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，决定其物理性质不同，但碳原子结构相同，化学性质基本相同，说法错误，符合题意；D、在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨，符合质量守恒定律，说法正确，不符合题意；故选C。7．属于同素异形体的是A．生石灰与熟石灰B．石蕊与酚酞C．石墨与C60D．镁带与镁粉【答案】C【解析】【分析】A、生石灰是氧化钙，熟石灰是氢氧化钙，属于两种化合物，不属于同素异形体，错误。B、石蕊与酚酞属于两种不同指示剂，属于两种化合物，不属于同素异形体，错误。C、石墨与C60属于碳元素形成的两种不同单质，属于同素异形体，正确。D、镁带与镁粉属于同一种物质，不属于同素异形体，错误。故选C。8．在通二氧化碳气体的水中，滴入紫色石蕊试液后颜色会变成（）A．蓝色B．红色C．紫色D．无色【答案】B【解析】二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，而紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变成红色，因此在通入二氧化碳气体的水中，滴入紫色石蕊试液后颜色会变成红色。故选B。9．有关碳和碳的化合物说法，错误的是A．金刚石和石墨互称为同素异形体 B．CO2和CO可以用紫色石蕊试液鉴别C．碳具有氧化性，能用于冶炼金属 D．C60中的碳元素以游离态存在【答案】C【解析】A、金刚石和石墨均为碳单质，互称为同素异形体，正确；B、二氧化碳和水反应生成碳酸能使石蕊试液变红色，一氧化碳不和水反应，可以鉴别，正确；C、碳具有还原性，能用于冶炼金属，错误；D、C60为碳单质，其中的碳元素以游离态存在，正确；故选C。10．对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较中错误的是A．CO2可用于灭火，CO可用作燃料B．CO2能溶于水，CO难溶于水C．CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨D．CO2会造成温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒【答案】C【解析】A、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，可用于灭火，一氧化碳具有可燃性，可用作燃料，不符合题意；B、二氧化碳能溶于水，一氧化碳难溶于水，说法正确，不符合题意；C、二氧化碳是光合作用的重要原料，干冰是固体二氧化碳，干冰升华吸热，可用于人工降雨，不是一氧化碳，符合题意；D、二氧化碳会造成温室效应，一氧化碳有毒，极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，不符合题意。故选C。11．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2010年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（）A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的【答案】A【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确，符合题意；B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误，不符合题意；C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误，不符合题意；D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由C60分子构成的，选项错误，不符合题意。故选A。12．碳还原氧化铜如图所示，判断该反应开始发生的可靠现象是A．黑色粉末减少B．生成无色气体C．导管口冒气泡D．澄清石灰水变浑浊【答案】D【解析】A、碳和氧化铜高温下生成铜和二氧化碳，判断是否发生反应可靠的现象是能判断出反应物减少或有新物质生成。黑色粉末减少不一定是因为发生反应而减少，并且不易观察判断，错误。B、生成无色气体无法通过观察发现，错误。C、导管口冒气泡可能是装置内空气受热膨胀逸出，错误。D、澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，有新物质生成。正确。故选D。13．工业炼铁的部分反应如下所示，则以下说法正确的是A．X的主要成分是碳B．X与CO都具有氧化性C．③反应后的尾气可直接排放D．Y中铁元素以游离态存在【答案】A【解析】【分析】根据碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，进行分析判断。A、碳与氧气反应生成二氧化碳，焦炭的主要成分是碳，X可以是焦炭，故A选项说法正确；B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故B选项说法错误；C、③反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，尾气一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故C选项说法错误；D、Y可以是氧化铁，铁元素以化合态存在，故D选项说法错误。故选：A。14．如下图所示，先在a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体，然后分别向a、c试管中加入质量相等的足量的石墨和活性炭，迅速塞上带导管的胶塞，经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象A．a、c两试管都无明显变化B．a、c两试管的颜色都消失，水往两试管流C．a试管中的颜色消失，水往a试管流，c试管无明显变化D．c试管中的颜色消失，水往c试管流，a试管无明显变化【答案】D【解析】因为活性炭具有较强的吸附性，而石墨没有吸附性，所以c试管中的颜色消失，当活性炭吸附NO2后，试管内压强减小，打开弹簧夹，大气压将水压入c试管，而a无明显变化。故选：D。15．氧循环和碳循环是自然界中的重要循环（如图）。分析两种循环，其中不正确的是A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环C．通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量D．碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定【答案】B【解析】A、生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气，氧循环过程中有新物质氧气、二氧化碳等生成，均发生了化学反应，故说法正确；B、氧气还可以通过生物的呼吸作用参与碳循环，错误，符合题意。C、减少化石燃料的使用可以使空气中的二氧化碳排放量减少，植树造林可以通过植物的光合作用减少空气中的二氧化碳含量，从而控制二氧化碳的排放量，正确。D、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故说法正确；故选B。16．CO、CO2和CaCO3的转化关系如图所示。下列说法错误的是A．①可通过物质的还原性实现B．②可通过物质的可燃性实现C．③可通过与澄清石灰水反应实现D．④可通过分解反应实现【答案】B【解析】A、①是由一氧化碳转化为二氧化碳，碳的化合价升高了，碳元素被氧化，说明一氧化碳具有还原性，因此可通过物质的还原性实现，故选项说法正确。B、②是二氧化碳转化为一氧化碳，可以通过碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳，二氧化碳不能燃烧，因此不能通过物质的可燃性实现；故选项说法错误。C、③是二氧化碳转化为碳酸钙，将二氧化碳通入澄清石灰水中，反应生成碳酸钙和水；故选项说法正确。D、④是碳酸钙转化为二氧化碳，可通过高温煅烧碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙来实现；故选项说法正确。故选：B。【点睛】掌握二氧化碳和一氧化碳相互转化、碳酸钙和二氧化碳相互转化的原理，以及其反应的化学方程式是解题的关键。17．构建知识网络能提高学习的效率。下图为有关CO2的知识网络图，以下判断错误的是（

）A．物质①中碳元素的化合价为+4价B．物质②中阳离子符号为Ca+2C．物质③由2种元素组成D．物质①和⑤发生反应转化为④的化学方程式为：【答案】B【解析】A、物质①是CO2，根据化学式代数和为0，其中氧为2价，因此C为+4价，A选项不合题意；B、物质而为CaCO3，其阳离子为钙离子，符号为Ca2+，因此B选项错误，符合题意；C、物质③为CH4，其是由C、H两元素组成，C选项不合题意；D、①和⑤发生反应转化为④的反应为C和CO2在高温条件下生成CO，方程式为，因此D选项不合题意；故选B。二、多选题18．在相同的温度和压强下，相同体积的气体具有相同的分子数，反之亦然。取同温同压下同体积的CO和O2混合，在一定条件下充分反应，恢复到初始温度和压强。说法正确的是A．参加反应的CO和O2的体积比为1：3B．生成的CO2分子个数为原来气体分子数的三分之二C．反应后气体的体积为原来的四分之三D．反应后的气体中C、O原子的个数比为1：3【答案】CD【解析】A、由于发生的反应为，由于在相同的温度和压强下，相同体积的气体具有相同的分子数，所以参加反应的CO和O2的体积比为2：1，错误。B、由于给出的是相同体积的一氧化碳和氧气，设体积都为2，根据方程式，可见消耗的氧气为1，生成的二氧化碳为2，所以生成的二氧化碳的分子数为原来气体分子数的，错误。C、由于给出的是相同体积的一氧化碳和氧气，设体积都为2，根据方程式，可见消耗的氧气为1，生成的二氧化碳为2，所以在同温同压下反应后气体的体积为原来的四分之三。正确。D、由于给出的是相同体积的一氧化碳和氧气，设体积都为2，根据方程式，由于过程中原子个数不变，反应后的气体中C、O原子的个数比为2：（2+2×2）=1：3，正确。故选：CD。19．一氧化碳还原氧化铜的实验如图所示，相关分析正确的是A．应先点燃I处酒精灯，再通入一氧化碳B．应先点燃III处酒精灯，再通入一氧化碳C．实验中，可观察到黑色固体变为红色D．实验后，玻璃管内固体减少的质量等于II处增加的质量【答案】BC【解析】A、由于一氧化碳是可燃性气体，应先通一氧化碳，再点燃I处酒精灯，排尽装置内空气，防止一氧化碳和空气混合加热发生爆炸，故错误；B、一氧化碳是有毒气体，尾气中含有一氧化碳会污染空气，所以应先点燃III处酒精灯，再通入一氧化碳，故正确；C、在加热条件下，一氧化碳和氧化铜反应能生成铜和二氧化碳，因此实验中，可观察到黑色固体变为红色，故正确；D、实验后，玻璃管内固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，II处增加的质量是生成二氧化碳的质量，二者不相等，故错误；故选：BC20．某混合气体可能含有CO2、H2O(气)、CO和H2中的一种或几种。为验证其组成，同学们进行实验的装置和现象如下(夹持仪器已省略，假设每步气体均吸收完全)：有关上述实验的判断正确的是A．取装置A中的固体少量到烧杯中，再滴加足量的稀盐酸，不一定有气泡产生B．装置C的作用是为了检验混合气体中是否有水蒸气C．点燃尾气，产生淡蓝色火焰，则尾气中一定只有一氧化碳D．该混合气体中一定含有CO、H2可能有CO2或H2O(气)【答案】AD【解析】A、通过题干可知，装置A中的固体质量增加，故氢氧化钠可能吸水变潮，也可能和二氧化碳反应生成碳酸钠，若氢氧化钠吸收水分，则取装置A中的固体少量到烧杯中，再滴加足量的稀盐酸，不一定有气泡产生，此选项正确；B、因为装置A可以吸收混合气体中的水蒸气，所以装置C是用来检验混合气体中是否含有氢气，因为氢气和氧化铜反应生成铜和水，若装置C中的粉末由白变蓝，则有水生成，则混合气体中有氢气，此选项错误；C、点燃氢气也会产生淡蓝色火焰，如果氢气量过多，没有全部和氧化铜反应，则尾气中会含有氢气，此选项错误；D、氢氧化钠固体能吸收水蒸气、二氧化碳，氢氧化钠固体质量增加，说明气体中有水蒸气或二氧化碳；灼热的氧化铜，黑色粉末变红色，说明有一氧化碳或氢气或二者的混合气体；无水硫酸铜，白色粉末变蓝，说明上一步反应生成了水，混合气体中有氢气；澄清的石灰水，石灰水变浑浊，说明上一步反应中有二氧化碳气体生成，同时说明混合气体中有CO，所以混合气体中一定含有CO、H2，可能有CO2或H2O（气），此选项正确。故选AD。三、填空题21．燃烧是人类获得能量的重要方式｡（1）用下图探究燃烧条件｡步骤一：通入N2，点燃酒精灯；步骤二：冷却至室温；步骤三：通入O2，点燃酒精灯｡能说明可燃物燃烧需要O2的现象是_____；从燃烧条件分析，用水灭火主要利用的原理是_____｡（2）相同条件下，n体积燃料完全燃烧放出的热量见下表｡燃料（气态）COH2CH4热量（KJ）282.6285.8890.3①从等体积燃料完全燃烧放出的热量分析，最适合家庭使用的燃料是_____；②CO与其它燃料相比的主要缺点是_____｡【答案】

步骤一中，b中红磷不燃烧；步骤三中，b中红磷燃烧

降低温度至可燃物的着火点以下

CH4（甲烷）

CO有毒【解析】（1）步骤一中b通N2，不燃烧；步骤二中b通O2，燃烧，说明可燃物燃烧需要氧气｡根据灭火原理，使可燃物的燃烧火焰熄灭方法为①清除或隔离可燃物，②隔绝氧气或空气，③使温度降到可燃物的着火点以下；根据灭火原理可知，用水灭火主要利用的原理为使可燃物温度降到可燃物的着火点以下；（2）①从等体积燃料完全燃烧放出的热量分析，等体积燃料甲烷燃烧放出的热量最多，最适合家庭使用的燃料是CH4；②CO有毒，CO与其它燃料相比的主要缺点是有毒｡22．碳元素是组成物质的重要元素。①石墨、___________和碳60都是由碳元素组成的同素异形体。②天然气（主要成分：CH4）是清洁的气态矿物燃料。CH4属于___________（选填“有机物”或“无机物”），由___________种元素组成，1molCH4中约含有___________个碳原子。③固态二氧化碳称为干冰，可用于___________。④一氧化碳可冶炼金属，其还原氧化铜的实验装置如图所示（夹持仪器省略）。A处玻璃管中反应的化学方程式是___________，B处观察到的现象是___________；C处尾气处理的目的是___________。⑤盐碱湖地区有“冬天捞碱、夏天晒盐”的生产经验，其中“碱”指碳酸钠，“盐”指氯化钠。I.碳酸钠的物质类别是___________（选填“酸”、“碱”或“盐”）。II.碳酸钠、氯化钠的部分溶解度数据见下表。温度（℃）010203040溶解度（g/100g水）碳酸钠7.012.521.539.749.0氯化钠35.735.835.936.136.4由上表可知，溶解度受温度影响较大的物质是___________；“冬天捞碱”是获取湖水中析出的碳酸钠晶体，碳酸钠晶体的形成过程是___________（选填“降温结晶”或“蒸发结晶”）。【答案】

金刚石

有机物

2

6.02×1023

人工降雨等

澄清石灰水变浑浊

防止CO排放到空气中污染环境

盐

碳酸钠

降温结晶【解析】①同素异形体是由相同的元素组成的不同单质，由碳元素组成的同素异形体有石墨、金刚石和碳60；故填：金刚石。②CH4是含碳的化合物，属于有机物；根据甲烷的分子式可知，甲烷是由碳、氢2种元素组成；1个CH4分子中含有1个碳原子，所以1molCH4中约含有6.02×1023个碳原子；故分别填：有机物；2；6.02×1023。③干冰是固态二氧化碳，因为固态二氧化碳升华会吸收大量的热，故干冰可用于人工降雨；故填：人工降雨。④一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以A处玻璃管中反应的化学方程式是：；澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以B处观察到的现象是：澄清石灰水变浑浊；在C处玻璃管中，可能会有过量的一氧化碳没有和氧化铜发生反应，一氧化碳具有污染性且具有可燃性，故C处尾气处理的目的是：防止CO排放到空气中污染环境。分别填：；澄清石灰水变浑浊；防止CO排放到空气中污染环境。⑤I、盐是指由金属离子（或铵根离子）和酸根离子形成的化合物，碳酸钠的物质类别是：盐。II、040℃时，碳酸钠的溶解度变化了42g，氯化钠的溶解度变化了0.7g，故溶解度受温度影响变化较大的物质为碳酸钠；冬天的温度比较低，冬天捞碱是因为温度降低，碳酸钠析出，故碳酸钠晶体的形成过程是：降温结晶。故分别填：碳酸钠；降温结晶。四、实验题23．木炭还原氧化铜的实验如图，请回答下列问题：（1）试管口略向下倾斜的目的是_____。（2）刚开始预热，试管②中立即观察到有气泡，但澄清的石灰水并没有变浑浊，其原因是_____。（3）实验完毕，要先_____。（用序号填空）（A、先熄灭酒精灯

或

B、先将导管从石灰水中拿出）（4）通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有_____性。（5）写出木炭还原氧化铜的化学反应方程式_____。【答案】

防止冷凝水倒流，炸裂试管

一开始排出的是试管中的空气

BA

还原

【解析】（1）试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，炸裂试管；（2）刚开始预热，试管②中立即观察到有气泡，但澄清的石灰水并没有变浑浊，其原因是一开始排出的是试管中的空气；（3）实验完毕要先将导管从石灰水中拿出，然后熄灭酒精灯，防止石灰水倒流，炸裂试管，故填：BA；（4）碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有还原性；（5）碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为。24．实验室制取CO2，并验证CO2和CO的性质的实验（如下图所示），请回答问题：(1)能证明CO具有还原性的实验现象为___________，化学方程式为___________；E处放一点燃的酒精灯的目的是___________。(2)实验结束时，先停止B、C处的加热，继续通一会A中产生的气体，其目的是___________。【答案】(1)

C装置中黑色固体变红色

除去CO，防止污染空气(2)排出体系中的CO，防止高温下一氧化碳和氧气混合形成爆炸性混合物，发生爆炸【解析】(1)一氧化碳与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，因此能证明CO具有还原性的实验现象为C装置中黑色固体变红色，反应的化学方程式为；一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，因此E处放一点燃的酒精灯的目的是除去CO，防止污染空气，故填：C装置中黑色固体变红色；；除去CO，防止污染空气；(2)实验结束时，先停止B、C处的加热，继续通一会A中产生的气体，其目的是：排出体系中的CO，防止高温下一氧化碳和氧气混合形成爆炸性混合物，发生爆炸。25．实验室模拟炼铁的实验装置如下图所示。试回答下列问题：(1)写出有标号仪器的名称：a.________，b________。(2)实验中看到玻璃管中的现象__________；试管里的澄清石灰水________。(3)玻璃管中反应的化学方程式_________。(4)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是__________。(5)该实验设计装置C的目的是_________(6)在此实验中，我们还认识到CO和CO2的化学性质有许多的不同。①请写出其中的一点___________。②试从微观的角度分析CO和CO2化学性质不同的原因是___________。【答案】(1)

铁架台

酒精灯(2)

固体由红变黑

变浑浊(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(4)排尽装置中的空气，防止发生爆炸(5)燃烧尾气中的一氧化碳(6)

一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性

分子构成不同【解析】(1)由图可知，仪器a的名称是铁架台，故填铁架台；仪器b的名称是酒精灯，故填酒精灯。(2)玻璃管中的反应是氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，观察到的现象是固体由红变黑，故填固体由红变黑；试管里的澄清石灰水与玻璃管中生成的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到澄清石灰水变浑浊，故填变浑浊。(3)玻璃管中的反应是氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(4)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排尽装置中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸，故填排尽装置中的空气，防止发生爆炸。(5)该实验设计装置C的目的是燃烧尾气中的一氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中污染空气，故填燃烧尾气中的一氧化碳。(6)①CO和CO2的化学性质有许多的不同，如一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性等，故填一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性。②1个一氧化碳分子由1个碳原子与1个氧原子构成，1个二氧化碳分子由1个碳原子与2个氧原子构成，两种物质的分子构成不同，不同种分子化学性质不同，所以CO和CO2化学性质不同，故填分子的构成不同。26．如图是小组同学探究高温时木炭与氧化铁（其中铁为+3价）反应产物的实验。步骤Ⅰ：将2g木炭研成粉末，与8g氧化铁粉末充分混合，高温使二者发生反应。步骤Ⅱ：当盛有石灰水的试管中不再有气泡出现，移去酒精灯，冷却后称量试管中剩余固体质量为6.7g。（1）若生成物只有铁和二氧化碳，反应的化学方程式为_____。（2）实验中将木炭研成粉末的目的是_____。实验中空试管的作用是_____。（3）木炭与氧化铁反应时，除二氧化碳和铁外，还可能生成氧化亚铁（FeO）。小组同学通过实验数据分析，判断生成物中不可能有氧化亚铁。简要说明判断的依据_____。【答案】

增大反应物的接触面积，加快反应

防止石灰水倒流至热的试管，使试管炸裂

反应后固体减少的质量为生成二氧化碳的质量，二氧化碳中的氧元素质量为3.3g×=2.4g，氧化铁中的氧元素质量=8g×=2.4g，两者含有氧元素的质量相等，则不可能再生成其他含有氧元素的产物【解析】（1）碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为；（2）粉末状增加了反应物的接触面积，利于反应充分进行；气体被吸收内部压强减小，空试管可以增加试管作为缓冲，防止倒吸，避免试管遇冷炸裂；（3）根据氧元素质量守恒，固体减少质量为二氧化碳质量，若生成的二氧化碳中含有氧元素质量与氧化铁中氧元素质量相等，则此时说明产物只有铁和二氧化碳，生成的二氧化碳中氧元素质量为；氧化铁中氧元素的质量为，故生成物中不可能有氧化亚铁。27．利用下图装置进行不同化学实验。玻璃管左端通入一氧化碳，管内放入氧化铜，可以进行一氧化碳与氧化铜反应的实验。(1)对实验过程描述错误的是___________。a、开始时，先通入一会儿一氧化碳，后点燃酒精灯b、观察到B中有气泡时，说明一氧化碳与氧化铜发生反应c、结束时，先熄灭酒精灯，后立即停止通一氧化碳d、结束后，A中固体减少的质量小于参加反应的氧化铜的质量(2)玻璃管左端封闭，管内放入木炭和氧化铜，酒精灯换成酒精喷灯，可以进行木炭与氧化铜反应的实验。①木炭与氧化铜反应的化学方程式是___________。②该实验结束时，尾气中检测到一氧化碳，产生一氧化碳的可能原因是___________。(3)比较一氧化碳、木炭分别与氧化铜反应的实验。①在两个化学反应前后，___________元素的存在形态都没有发生改变。②若要得到相等质量的铜，则反应掉的一氧化碳的质量___________（填“大于”、“等于”或“小于”）参加反应的木炭的质量。【答案】(1)bc(2)

C+2CuO2Cu+CO2↑

反应生成的CO2与木炭反应生成CO(3)

氧##O

大于【解析】(1)a、开始时，先通入一会儿一氧化碳，目的是赶走装置中的空气，防止发生爆炸，后点燃酒精灯，故选项描述正确；b、一氧化碳还原氧化铜之后，会生成二氧化碳气体，二氧化碳气体通入到B装置中，澄清石灰水会变浑浊，所以如果B中的澄清石灰水变浑浊，说明一氧化碳与氧化铜发生了反应，而实验开始时需要先通一段时间的一氧化碳，而一氧化碳与澄清石灰水不反应，会观察到B中有气泡产生，所以观察到B中有气泡，不可以说明一氧化碳与氧化铜发生了反应，故选项描述错误；c、实验结束应该先熄灭酒精灯，再通一段时间的一氧化碳，让还原出来的铜在一氧化碳气流中冷却之后，再停止通入一氧化碳，以防止还原出来的铜被再次氧化，故选项描述错误；d、实验结束以后，硬质玻璃管A中的氧化铜被还原成为铜，减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，所以A中固体减少的质量小于参加反应的氧化铜的质量，故选项描述正确。故选bc。(2)①木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑；②该实验为木炭还原氧化铜的实验，会生成铜和二氧化碳，条件是高温，所以生成的二氧化碳有可能在高温条件下与木炭继续反应，生成一氧化碳，故填：反应生成的CO2与木炭反应生成CO；(3)①根据一氧化碳与氧化铜反应的化学方程式可知，铜元素由反应前的化合态变为单质游离态，碳元素和氧元素仍然存在于化合物当中，反应前后没有变化；又根据，碳元素由反应前的单质碳生成了化合物二氧化碳，铜元素由氧化铜中的化合态变到了铜单质中的游离态，只有氧元素反应前后始终是化合态，所以在两个化学反应前后，只有氧元素的存在形态都没有发生改变，故填：氧；②根据两个反应的方程式：、，生成相同质量（64份质量）的铜时，反应掉的一氧化碳的质量大于参加反应的木炭的质量，故填：大于。28．图1是某实验小组进行一氧化碳和氧化铜反应的实验装置（装置气密性良好）。(1)实验开始时，应按______（填序号）的顺序进行操作。a．点燃A处酒精灯b．通一氧化碳c．点燃C处酒精灯(2)加热一段时间后，在A装置玻璃管内发生反应的化学方程式为______，该反应体现一氧化碳具有______性。(3)图1B装置中澄清石灰水的作用是______，C处尾气点燃时的现象是______。(4)图2中______（填编号）装置与图1方框内BC组合装置的作用类似（瓶中液体均为足量的澄清石灰水）。实验小组称取8.0克CuO进行实验（玻璃管质量为a克），一段时间后观察到A装置中玻璃管内的黑色粉末全部变红，小组同学认为氧化铜全部转化成了铜。(5)有同学查阅资料后发现一氧化碳和氧化铜在高温下也可能生成红色的Cu2O固体，于是就玻璃管中红色物质的组成提出了三种猜想，猜想1：全部是Cu；猜想2：______；猜想3：是Cu和Cu2O的混合物。(6)请将猜想2填写完整。如果猜想1成立，请设计方案加以验证______。【答案】(1)bca(2)

CuO+COCu+CO2

还原(3)

检验是否有二氧化碳生成

产生淡蓝色（蓝色）火焰(4)Ⅲ(5)全部是Cu2O(6)继续通CO至玻璃管冷却后，将玻璃管和管内固体一同称量，若总质量比反应前减轻了1.6克，则猜想1成立【解析】(1)实验时向玻璃管内通入一氧化碳气体，并点燃C处的酒精灯，待装置内的空气排净后，点燃A处的酒精灯给氧化铜加热，故填bca；(2)A中发生的反应是一氧化碳和氧化铜反应，生成二氧化碳、铜单质，反应的化学方程式为：，反应中，一氧化碳夺取了氧化铜中的氧，将氧化铜还原成铜单质，说明一氧化碳具有还原性；(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用澄清石灰水检验是否有二氧化碳生成，一氧化碳燃烧时产生淡蓝色火焰，并放出光和热；(4)BC装置的目的是检验二氧化碳并能进行尾气处理，检验二氧化碳时，需要将气体通入澄清石灰水中，应从长导管通入气体，此外，要达到尾气处理的目的，需要通过长导管排出澄清石灰水，收集一氧化碳，故装置Ⅲ符合题意；(5)结合查阅的资料进行猜测，反应后的产物有三种组合：全部为氧化铜，全部为氧化亚铜，生成物是氧化铜、氧化亚铜的混合物，故猜想2为：全部是氧化亚铜；(6)若产物全部是铜，则反应后固体的质量会减少，通过测量反应前后固体和玻璃管的总质量来验证，首先应计算出减少的质量是多少，根据差量法计算，设减少的质量为x。因此，熄灭酒精灯继续通CO至玻璃管冷却后，将玻璃管和管内固体一同称量，若总质量比反应前减轻了1.6克，则猜想1成立。29．木炭还原氧化铜是初中化学的重要实验，请回答下列问题。(1)实验室用A和B组合进行木炭还原氧化铜的实验，A中反应