专题05碳和碳的氧化物-2022年《三步冲刺中考化学》之第2步过专题提能力（原卷版）

专题05碳和碳的氧化物中考目标知道CO2的只要性质和用途，实验探究CO2的性质初步学习实验室制取CO2了解自然界中的碳循环，设计实验探究空气中CO2相对含量的变化，知道温室效应知道CO的主要性质及其实验探究知识框架

重难点与易错点知识点一、碳的单质和碳的氧化物1.碳的单质（金刚石、石墨、C60）的物理性质和用途：金刚石石墨C60外观无色透明正八面体状晶体深灰色细磷片状固体每个C60分子是由60个碳原子构成的硬度自然界最硬软结构用途钻探机钻头、裁玻璃、切割大理石电极、铅笔芯、润滑剂等超导、催化、材料区别重点解析：a.由于碳原子排列方式不同，导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。b.炭和碳不同。碳是指碳元素，并不具体指某种物质；炭是指具体的物质——由碳元素组成的单质，如木炭、焦炭、活性炭等。c.木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附一些色素、有异味的物质，吸附过程属于物理变化，并非化学变化。d.规律总结：物质的组成、结构物质的性质物质的用途。3.CO2和CO的比较：CO2CO物理性质无色、无味气体，可溶于水，密度比空气大，干冰易吸热升华。无色无味气体，难溶于水，密度与空气接近，略小于空气密度。化学性质可燃性一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧。有可燃性2CO+O2

2CO2还原性没有还原性，有较弱的氧化性C+CO2

2CO有还原性

CO+CuOCu+CO2与水反应CO2+H2O=H2CO3不能与水反应与石灰水的反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O不能与石灰水反应毒性无毒有毒(极易与血液中的血红蛋白结合，使人窒息)主要用途可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料。可作气体燃料和冶金工业的还原剂。重点解析：a.由于CO和CO2的分子构成不同，决定了二者性质的不同。b.CO和CO2的鉴别方法：根据CO和CO2的不同特性，可以设计多种方法进行鉴别。鉴别时现象越明显，差异越多，区分越容易。物理方法：可以根据它们的密度和溶解性不同设计实验来鉴别。化学方法：可以利用CO的可燃性和还原性来鉴别，也可以利用CO2能与水、石灰水反应的现象来鉴别。c.CO2和CO的相互转化除杂：除杂原则：不增加新杂质，不减少被提纯的物质，杂质与所需物质要易于分离。除杂不仅原理要正确，而且操作要切实可行。如要除去CO2中的CO，一般用还原CuO的方法，不能用点燃（少量CO不能点燃）或石灰水（可除去CO2）来除去CO。若要除去CO中少量的CO2，一般用氢氧化钠溶液来除去，不能用倾倒的方法（密度虽然有差异，但气体混合后是均匀分散的），也不能用水或紫色石蕊试液来除去（不易除尽）。4、一氧化碳和单质碳性质的比较对比项目CCO相同点可燃性有可燃性C+O2CO22C+O22CO有可燃性

2CO+O22CO2还原性有还原性

C+2CuO2Cu+CO2↑有还原性

CO+CuOCu+CO23CO+Fe2O32Fe+3CO2用途常用作燃料和作还原剂冶炼金属常用作燃料和作还原剂冶炼金属不同点属于固体单质，常温下化学性质稳定属于气体化合物，具有毒性重点解析：1.碳单质的可燃性反应中值得注意的是条件不同，燃烧产物不同（CO、CO2）。

2.在做一氧化碳还原氧化铜的实验中，正确的操作顺序是：①验纯；②通CO；③加热；④停止加热；⑤停止通CO。知识点二、二氧化碳的实验室制法

1.实验室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑发生装置和收集装置的选择：

（1）制取二氧化碳的反应物是块状固体和液体，在常温下进行反应，因此制取CO2的发生装置与用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2的发生装置相同（如下图所示）。一般情况下，由于制取CO2时所需反应物的量较大，常用下列仪器代替试管作为反应器（如：锥形瓶、广口瓶等）。（2）CO2能溶于水（CO2+H2O=H2CO3），且密度比空气大，用向上排空气法收集。

3.检验二氧化碳的方法：把气体通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。反应方程式CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

4.验证CO2气体是否收集满的方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳收集满了。5.除去二氧化碳气体中杂质的方法：实验室制取的CO2气体中混有的少量HCl气体，可用将气体通过饱和的碳酸氢钠溶液的方法除去，混有的水蒸气可通过浓硫酸除去。【重点解析】不用稀硫酸、浓盐酸代替稀盐酸，不用碳酸钠、纯净碳酸钙代替大理石或石灰石的原因：A用大理石或石灰石跟稀盐酸反应，速度适中，便于收集CO2气体；大理石或石灰石原料价低易得。B不用稀硫酸与大理石反应的理由：刚开始二者反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石的表面，阻止了酸与大理石的接触，使反应不能持续进行下去。C不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发出HCl气体，会使生成的CO2中混有HCl气体，使制得的CO2不纯。D不用纯CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石）是因为它们与稀盐酸反应速度太快，很难控制，且药品价格比石灰石要贵（成本较高）。题型一

碳单质【经典例题】【2019辽宁本溪】有关金刚石和石墨的说法正确的是（）A．都有可燃性B．都有导电性C．都是黑色固体D．都有滑腻感【经典例题】【2019湖南益阳】我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（）A．碳在常温下化学性质不活泼 B．炭黑具有很强的吸附能力 C．部分炭黑转变成了更稳定的物质 D．碳单质不溶于水【趁热打铁】1、【2018四川雅安】金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是（）A．原子种类不同 B．原子大小不同C．原子排列方式不同 D．原子数目不同2、【2019.江西】文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（）A.碳B.硅C.磷D.碘3、【2018湖北宜昌】下列有关碳单质的说法错误的是（）A．金刚石是天然存在的最硬的物质B．石墨和C60是由不同种原子构成C．金刚石和石墨的化学性质相似D．活性炭包可放在冰箱中除异味题型二

二氧化碳的性质【经典例题】【2019湖北宜昌】为探究二氧化碳能否和水反应，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红，实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是（）A．实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红 B．实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红 C．实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应 D．上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质【趁热打铁】1、【2019浙江台州一模】下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是（）A.紫色石蕊变红色B.石灰水变浑浊C.蜡烛熄灭D.杠杆左高有低2、【2019四川攀枝花】厕所用清洁剂中含有盐酸，如果不慎洒到大理石地面上，会发出嘶嘶声，并有气体产生。这种气体是（）A．二氧化碳B．氧气C．氢气D．二氧化硫题型三一氧化碳【经典例题】【2019.河南】如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（）A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色 C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7 D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气【趁热打铁】1、【2019广西桂林】导致人“煤气中毒”的物质是（）A．氮气B．氧气C．一氧化碳D．二氧化碳2、【2018湖南长沙】燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体，下列关于CO的说法不正确的是：()A.CO气体有毒，可危害人体健康B.CO可用于冶炼金属C.CO可以燃烧，可作燃料D.在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒题型四制取二氧化碳【经典例题】【2019黑龙江龙东】实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题。

（1）写出标有序号的仪器名称：①_____；（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳可选择的发生和收集装置为_____（填字母序号），其反应的化学方程式为，该发生装置中使用分液漏斗的优点是；（3）写出检验二氧化碳是否集满的操作方法_____；（4）若用（2）中所选装置来制取干燥的氧气，还需要的装置为_____（填字母序号）。（5）某兴趣小组的同学用A、G、H装置进行实验，若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈，H装置中的现象是，A装置中反应的化学方程式为___。【趁热打铁】1、【2019.北京】下列关于CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是（）制CO2的药品B．发生装置C．收集装置D．比较CO2与空气的密度2、【2019湖南株洲】在实验室，我们通常用块状大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体，供选用的装置如图所示：（1）写出仪器a的名称为。（2）若要制取并收集一瓶CO2，不可以选择的装置是（填图中装置对应的字母）。（3）CO2是一种酸性氧化物（能与碱起反应生成盐和水的氧化物）。为探究CO2确实能和NaOH发生化学反应，华雪同学选用了下列两种装置进行实验，都证明了CO2和NaOH确实发生了化学反应。请回答下列问题：①选择装置I时，可观察到的实验现象为：。②选择装置Ⅱ时，可观察到烧杯内的水沿着导管倒流入锥形瓶中，产生该实验现象的原因是：。③CO2和NaOH溶液反应的化学方程式为。3.（2019常州中考）下列说法不正确的是A.CO能燃烧，而CO2不能，是由于两者的分子结构不同B.石墨可导电，而金刚石不能，是由于两者的原子排列方式不同C.NaOH和Ca(OH)2在水溶液中都能产生OH－，因此两者都显碱性D.食盐水和金属铝都含有自由移动的离子，因此两者都能导电4.（2019南京中考节选）化学就在我们身边，人类的生活离不开化学。

（4）石油是一种重要的化石燃料，人们利用石油可以炼制多种产品，如柴油、煤油、汽油等。

请设计实验证明煤油中含有碳元素并完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论__________________

5.（2019南京中考）某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和性质进行相关探究。

【实验回顾】

（1）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为______。用向上排空气法收集二氧化碳的原因是______。

【实验探究】

（2）如图1所示，打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出，塞上带导管的橡皮塞，导管另一端伸入装有滴加了紫色石蕊溶液的蒸馏水的试管中，轻轻振荡汽水瓶，观察到紫色石蕊溶液变红；加热上述试管，发现溶液颜色由红色变为紫色，写出上述变化过程中反应的化学方程式______，______。

（3）打开汽水瓶盖时，有大量气泡冒出，说明气体的溶解度随______。

（4）如图2所示，在C处放入用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花完成以下实验：

在A处持续而缓缓地通入气体X．当关闭K时，C处的紫色石蕊纸花不变色；当打开K后，C处的紫色石蕊纸花变为红色。

若气体X为未经干燥的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为______（填字母）。

若气体X为未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为______（填字母）。

A．浓硫酸B．氢氧化钠溶液C．饱和碳酸氢钠溶液

【交流反思】

（5）该小组用空气样品和提高二氧化碳含量的空气的样品，控制相同条件测定二者在光照前后温度的变化，实验结果如图3．则与空气样品对应的温度变化曲线是__（填“a”或“b”），二氧化碳可以产生温室效应。

请简述温室效应对人类生存环境的功与过：______（各写一点）。6．（2019•连云港）化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。（1）分类角度CO2属于（填字母）a．单质b．氧化物c．有机物（2）微观角度我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇（CH3OH）和X．若用“O”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示碳原子，该反应的微观示意图如图：画出X分子的微观示意图：（用0.5mm黑色墨水签字笔作答）。（3）性质角度三百多年前，人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，后来该气体被证实是CO2．据此推测CO2具有的化学性质是。（4）变化角度如图是某同学整理的物质转化图；实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体，写出其化学反应方程式（5）应用角度I．可用如图所示方法自制汽水来消暑解热制汽水时，NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。①据此推测，通常条件下不能与柠檬酸反应的物质（填字母）。a．镁带b．氯化钠c．烧碱②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来。说明气体在水中的溶解度与有关。Ⅱ．Al﹣CO2电池是一种新型电池。③电池的工作原理：在O2的催化下，Al与CO2发生化合反应生成Al2（C2O4）3．写出此反应的化学方程式。（6）环保角度全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是（填字母）。a．制定旨在限制CO2排放的国际规定b．减少化石能源的使用，开发太阳能等新能源c．工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气7．（2020•常州）化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理，在如图1所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。（1）装置中气球的作用是。（2）实验开始前，需要先通一段时间CO，然后开始加热，当观察到澄清石灰水的现象，说明CO与CuO已经发生反应。（3）为确定反应的最佳温度，兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如图2所示（该图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同），据图回答下列问题：①400℃时，反应的固体产物中含有Cu和。②500℃时，该反应的化学方程式为。③用CO还原CuO制取纯净的Cu，反应温度至少要控制在℃以上。8．（2020•苏州）某兴趣小组制取氧气，并尝试回收部分药品。可能用到的部分装置如图1。（1）如图1中仪器a的名称是。（2）用双氧水和MnO2制氧气。发生反应的化学方程式为，收集氧气的装置可选用（填字母）。（3）加热KClO3固体制氧气（1.5gMnO2作催化剂），并对KClO3完全分解后的残留固体进行分离。（已知反应原理为：2KClO32KCl+3O2↑）①发生装置应选用（填字母）。②KCl的溶解度曲线如图2所示。将残留固体冷却至室温（20℃），称得其质量为4.8g。欲将KCl全部溶解。至少应加入该温度下蒸馏水的体积约（填字母）。a．5mLb．10mLc．20mLd．30mL③对溶解所得混合物进行过滤，滤渣经处理得MnO2，从滤液中获得KCl晶体的最佳方法是。9．（2019•无锡）利用下列实验来探究CO2气体的制取和性质。（1）A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取CO2气体。①仪器a的名称是。②实验室制取CO2的化学方程式是；收集CO2可选用的装置是（填序号），检验CO2收集满的方法是。③利用B装置制取CO2时，反应未停止前关闭止水夹，可观察到的现象是。④与A装置相比，利用C装置制取CO2的优点是。（2）某化学兴趣小组对CO2的性质进行了探究。实验步骤如下：步骤1：如图2所示装置的气密性良好（图中a处连接气体压力传感器），甲、乙、丙三个烧瓶的容积均为250mL，分别收集满CO2，三个注射器内各装有85mL液体。步骤2：三位同学同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞；一段时间后，同时振荡烧瓶。步骤3：利用“数字化实验”测定烧瓶内的气压变化，得到如图3所示的烧瓶内压强与时间的关系曲线图，曲线1、2、3分别表示甲、乙、丙三个烧瓶内的气压变化。①实验过程中，观察到烧瓶乙中有白色沉淀生成。写出该反应的化学方程式：。②曲线1中BC段气压逐渐变小的原因是，导致CD段气压快速变小的操作是。③对比曲线1与曲线3，能得出的结论是（填序号）。a．CO2能溶于水b．C