中考化学总复习（人教版）精讲精练：第6单元碳和碳的氧化物 19页

1 第六单元 碳和碳的氧化物 考标要求 备考指津 1.知道金刚石、石墨等碳 单质的一些物理特性，初 步了解它们的用途，感受 物质的多样性；知道碳单 质在常温下化学性质稳 定，在高温下能跟一些物 质反应。 2．知道二氧化碳和一氧 化碳的主要性质和用途， 并能以此解释日常生活 中的一些现象。 3．初步学会在实验室制 取二氧化碳的基本方法， 并会检验 CO2的存在。 4．初步了解温室效应及 防治温室效应采取的措 施。 5．了解自然界中碳的循 环。 1.金刚石、石墨在物理性质上的差异、原因和无定形碳中的木 炭、活性炭的吸附性能，结合实际考查碳的稳定性、可燃性 和还原性一直是学业水平考试命题的热点，题型包括选择题、 填空题、简答题，并以综合实验题、探究题形式考查碳的还 原性。 2．二氧化碳的性质和用途是历年来考查必考内容，常结合生 产生活实际和社会热点进行考查，如植物的光合作用、温室 效应等。历年来，对二氧化碳的性质探究，特别是运用二氧 化碳的性质解释生活中的一些化学现象分析其用途，根据化 学现象分析二氧化碳的性质及环保问题的考查将成为热点。 3．在一氧化碳的性质中将侧重一氧化碳毒性的考查：如实验 尾气的处理、煤气的泄漏、处理煤气中毒的正确方法等，CO 的可燃性和还原性，CO与 Fe2O3反应的实验探究也将是考查 热点。 4．二氧化碳的实验室制法在注重基础题的前提下，综合实验 是学业水平考试考查的热点，它集气体的制备、除杂、干燥、 验证于一体，全面考查综合能力，题型常以实验题形式出现。 5．联系生产生活实际判断自然界中的碳循环。 考点梳理 考点一、碳的单质 1．碳单质的存在形式 碳的单质有金刚石、石墨和 C60，由于它们的碳原子排列方式不同，导致它们在物理性 质上存在很大差异。 2．金刚石、石墨的物理性质和用途的比较 金刚石 石墨 色态 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色有金属光泽而不透明的 细鳞片状固体 硬度 是天然物质中最硬的物质 是最软的矿物之一 导电、导热性 不导电、不导热 导电、导热 熔点 很高 高、耐高温 组成元素 碳 碳 主要用途 作钻石、制玻璃刀 作铅笔芯、作电 极、作润滑剂等 3．木炭和活性炭 木炭和活性炭具有吸附性，可以用作吸附剂，除去食品和工业产品中的色素，消除异味 和吸收有毒气体。 2 4．C60 (1)构成：每个 C60分子由 60个碳原子构成，化学性质稳定。 (2)用途：主要应用于材料科学、超导体等方面。 温馨提示 由石墨转化为金刚石是化学变化；吸附作用是物理变化。 考点二、单质碳的化学性质 1．稳定性 在常温下，单质碳的化学性质不活泼，受日光照射或跟空气、水分接触，都不容易起变 化。 2．可燃性 3．还原性 (1)与 CuO反应 ①中化学方程式为 C＋2CuO===== 高温 2Cu＋CO2↑； ②中化学方程式为 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 (2)与 CO2反应 反应的化学方程式为 C＋CO2===== 高温 2CO。 (3)应用 用于冶金工业。如焦炭把铁从它的氧化物矿石中还原出来的反应为 2Fe2O3＋3C4===== 高温 Fe ＋3CO2↑。 考点三、二氧化碳 1．性质 (1)物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气体 无味 比空气大 能溶于水 (2)化学性质 操作 现象 3 现象：蜡烛自下而上依次熄灭，说明 CO2密度比空气大， 既不燃烧也不支持燃烧 现象：紫色石蕊溶液变成红色，该实验说明了 CO2能与 H2O 反应生成H2CO3，反应的化学方程式为 CO2＋H2O===H2CO3 现象：澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 CO2＋ Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 2.CO2对生活和环境的影响 (1)用途 ①用于灭火：是因为 CO2不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大；②制冷剂、人工降 雨：固体二氧化碳叫“干冰”，升华时吸收大量的热；③光合作用；④化工原料；⑤气体肥 料。 (2)温室效应 ①成因：大气中的 CO2能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不 易散失，从而使地球变暖。能产生温室效应的气体有：CO2、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。 ②危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农 业减产等。 ③缓解措施：减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热 能等清洁能源；大力植树造林、严禁乱砍滥伐等。 3．制取 (1)工业制法 高温煅烧石灰石，反应方程式为 CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑。 (2)实验室制法 ①反应原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 温馨提示 在二氧化碳实验室制法中，不能用稀硫酸与块状石灰石反应来制取 CO2，这是 因为 H2SO4与 CaCO3反应生成微溶的 CaSO4，它会覆盖在 CaCO3的表面，阻碍反应的进行。 若用浓盐酸与石灰石反应来制取 CO2，会导致浓盐酸中的氯化氢气体混入产生的 CO2气体内， 使制得的 CO2气体不纯。 ②制取装置 实验室常用的制取二氧化碳的装置如图所示。 4 考点四、气体发生装置和收集装置的综合探究 1．气体发生装置 一般根据反应条件(是否加热、加催化剂等)和反应物状态(固体和固体反应、固体和液体 反应或液体和液体反应等)设计发生装置，如下图所示： (1)固＋固，可选用图 A的装置。可制取 O2等气体。 (2)固＋液――→ △ ，可选用图 B或 C的装置。可制取 O2、H2、CO2等气体。 2．气体收集装置 一般根据气体的溶解度、气体的密度设计收集装置，如下图所示： 收集方法 气体性质 优缺点 A.向上排空气法 密度比空气大 纯度不高、干燥 B.排水法 难溶于水 纯度高、不干燥 C.排空气法 — 纯度不高、干燥 D.向下排空气法 密度比空气小 纯度不高、干燥 考点五、一氧化碳 1．物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气体 无味 比空气略小 难溶于水 2.化学性质 (1)可燃性：纯净的 CO在空气中点燃时，能产生蓝色火焰，放出大量的热。化学方程式 为 2CO＋O2===== 点燃 2CO2。 (2)还原性：CO还原 CuO反应的化学方程式为 CO＋CuO===== △ Cu＋CO2。 5 (3)剧毒性：CO极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合， 造成体内缺氧，甚至危及生命。 3．用途 作燃料、冶炼金属。 4．CO、CO2的鉴别方法 (1)用澄清石灰水：CO2能使澄清石灰水变浑浊，CO不与石灰水等碱溶液反应。 (2)用点燃法：CO能燃烧，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，而 CO2不能燃烧。 (3)用灼热的 CuO和澄清石灰水：CO能与灼热的 CuO 反应，生成红色固体，且能产生 使澄清石灰水变浑浊的气体，而 CO2则不与 CuO反应。 (4)用紫色石蕊试液：CO2通入到紫色石蕊试液中能产生使紫色石蕊试液变红的碳酸，而 CO不能。 考点六、气体混合物分析实验 初中化学实验中，气体成分(如 H2、CO、CO2、H2O等)的分析实验占很大的比重。 通常用无水 CuSO4粉末检验 H2O(气态)的存在，若白色 CuSO4粉末变成蓝色，说明存在 H2O(气态)。 用灼热的 CuO粉末检验 H2和 CO，黑色粉末变成红色，有水珠生成，说明存在 H2；生 成的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明存在 CO。(气体通过灼热的 CuO前，必须干 燥) CO2的存在对检验 CO产生干扰，所以有时要先除去 CO2且确认 CO2已除尽，才能检验 CO。 自主测试 1．下列关于碳单质的说法中正确的是( )。 A．C60的相对分子质量为 720 B．金刚石、石墨和 C60都由碳元素组成，结构相同 C．木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来 D．石墨很软，不能用于制石墨电极 2．齐白石最大尺幅黑白作品《松柏高立图·篆书四言联》，于 2011年 5月 22日以 4.255 亿人民币拍出，其画用墨汁的主要成分为炭黑，它能使画很长时间不褪色，这是因为墨汁中 的炭黑具有( )。 A．可燃性 B．还原性 C．稳定性(常温下不易发生化学反应) D．吸附性 3．当氧化铜中混有少量炭粉时，提纯的方法是( )。 A．隔绝空气加热混合物 B．在氢气流中加热混合物 C．在氧气流中加热混合物 D．加入足量盐酸，待反应终止后过滤 4．节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排 放。下列有关二氧化碳的说法正确的是( )。 A．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变为红色，说明二氧化碳具有酸性 B．二氧化碳的过度排放会加剧温室效应，因此应禁止使用化石燃料 C．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化 D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火试验，是因为二氧化碳有毒 5．由图可知，大气中 CO2浓度大约从 1800年起急剧增加，下列解释合理的是( )。 6 大气中 CO2浓度随时间变化图 A．大量火山的喷发 B．气候的自然波动 C．浮游生物的光合作用 D．人类大量使用燃料 6．在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。下图是他 的主要实验步骤，其中操作有误的是( )。 7．下列有关“固液反应，不需加热”的气体发生装置合理的是( )。 8．下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述正确的是( )。 A．一氧化碳和二氧化碳均有可燃性 B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒 C．一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属 D．可用烧碱溶液鉴别二氧化碳气体 9．为了区别 CO(可能混有氧气)与 CO2两瓶无色气体，下列方法中可行的是( )。 ①伸入燃着的木条 ②分别通入滴有紫色石蕊溶液的水中 ③分别通入少量澄清石灰水，振荡 ④分别通入少量 NaOH溶液，振荡 ⑤分别通入少量稀硫酸，振荡 A．①②③ B．②③ C．③④⑤ D．①②⑤ 7 10．某无色气体可能含有 H2、CO、CO2和 N2中的一种或几种。当混合气体通过紫色石 蕊溶液时没有变色，又通过灼热的氧化铜时有红色物质生成，再通过澄清石灰水时，石灰水 变浑浊，则下列有关该气体的组成叙述正确的是( )。 A．一定不含 CO2，肯定含 H2 B．一定含 CO，可能含 H2 C．一定含 H2和 CO中的其中一种 D．一定含 H2与 N2两种气体 归类精析 [归类示例一]碳单质的性质及用途 【例 1】 石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质。金刚石、石 墨、C60和石墨烯的结构示意图如下所示，下列关于这四种物质的说法中正确的是( )。 A．都是黑色固体 B．都质软，可作润滑剂 C．碳原子排列方式都相同 D．在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳 解析：金刚石是无色晶体，A错；金刚石的硬度很大，不能作润滑剂；石墨质软，可作 润滑剂，B错；在这些单质中碳原子的排列方式不同，使得物理性质差别很大，C错；这四 种物质均是由碳原子直接构成的，因此完全燃烧生成物都是二氧化碳。 答案：D 方法归纳 由于金刚石、石墨、C60和石墨烯中的碳原子排列方式不同，决定了它们的物 理性质有很大差异，但其化学性质基本相同。根据碳单质物理性质不同，反映出有不同的用 途。 [归类示例二]制取二氧化碳的实验探究 【例 2】 实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳。 (1)该反应的化学方程式为______________________。 (2)图Ⅰ表示加入药品前的一个操作，其目的是____________________。 图Ⅰ (3)检验生成的气体是二氧化碳的方法是__________________。 (4)实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸钙会阻碍 反应的进一步进行。某小组经研究，用图Ⅱ所示方法成功制得了大量CO2(反应物为稀硫酸和 石灰石)。 8 图Ⅱ ①该方法中加热仪器名称是____________。 ②推测：在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热，目的都是______________________。 ③思考图Ⅱ方法，你认为相比用稀盐酸和石灰石反应，其改进的出发点是__________； 对比两种方法，你认为要进行实验改进，关键是____________。 解析：(1)稀盐酸和石灰石反应的化学方程式是 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑； (2)图Ⅰ是检查装置的气密性；(3)利用 CO2使澄清石灰水变浑浊，检验 CO2气体；(4)①加热 仪器名称是酒精灯；②目的是增大 CaSO4在溶液中的溶解度，有利于 H2SO4与石灰石持续反 应；③原方法中的盐酸具有挥发性，混入 CO2中，干扰部分性质实验的完成；进行实验改进 的关键是在实验中发现问题，针对发现的问题改进，获得合理的实验方案。 答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (2)检查装置的气密性 (3)将生成的气体通入澄清石灰水中，观察是否有变浑浊的现象 (4)①酒精灯 ②增大硫酸钙在溶液中的溶解度 ③原方法中的盐酸具有挥发性，随二氧 化碳逸出，干扰部分性质实验的完成 进行实验，并在实验过程中发现问题 方法归纳 实验室制取 CO2，一般选用的试剂是稀盐酸和大理石(或石灰石)，而不用稀硫 酸代替稀盐酸。解答此类题目，无论实验如何改进，装置如何变化，关键是记清实验室制取 二氧化碳的原理、药品、收集方法，再结合具体的题意进行分析。 [归类示例三]二氧化碳的性质 【例 3】 下列物质不能区分氧气和二氧化碳的是( )。 A．澄清石灰水 B．稀硫酸 C．燃烧的火柴 D．紫色石蕊试液 解析：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；通常情况下，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧， 能使燃着的火柴熄灭；二氧化碳能使紫色石蕊试液变红色；二氧化碳不能与稀硫酸反应。氧 气能使燃着的火柴燃烧更旺，不与其他三种物质反应。故选 B。 答案：B 方法归纳 解答此类题目，关键是记清 CO2的化学性质，即能与水和石灰水反应，不燃 烧也不支持燃烧，再结合相关的实验现象进行分析和解答即可。 [归类示例四]二氧化碳与农业生产和环境 【例 3】 如图是自然界碳的循环示意图，请据图分析后回答： (1)自然界 CO2的来源途径有________________(任写一点)； 9 (2)任何物质都有两面性，CO2对人类的正面影响是促进植物光合作用等，不利影响有 __________________(任写一点)； (3)人类降低空气中 CO2含量的研究有两个方向：一是减少 CO2排放，二是增加 CO2消 耗，请写出一条你能做到的消耗 CO2的方式或途径____________________。 解析：(1)自然界 CO2的来源途径有化石燃料燃烧，动植物呼吸等；(2)CO2的不利影响有 温室效应；(3)植树造林、种草等都可消耗 CO2。 答案：(1)化石燃料燃烧(或动植物呼吸等，合理即可) (2)温室效应(或温室效应的具体表现等均可) (3)植树造林(种草等均可) 方法归纳 二氧化碳的产生与动植物的呼吸、燃料的燃烧、微生物的分解作用等有关， 而二氧化碳的消耗则与绿色植物的光合作用、江河湖海的溶解作用等有关。 [归类示例五]一氧化碳的性质和用途 【例 5】 下列对一氧化碳的认识中，错误的是( )。 A．一氧化碳有可燃性，可用作燃料 B．一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属 C．室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒 D．分子的不断运动，能使一氧化碳向四周扩散 解析：因 CO不能溶于水，也不跟水发生反应，故即使室内放水，也不能防止煤气中毒。 最好的方法应是保持房间的通风。 答案：C 方法归纳 解答此类题目关键是正确理解 CO的毒性是因为易与血红蛋白结合，一氧化碳 具有可燃性可作燃料，具有还原性可用来冶炼金属。 [归类示例六]混合气体分析 【例 6】 某无色气体可能含有 CO2、CO、H2中的一种或几种，依次进行以下实验(假设 每步反应均完全进行)：①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积不变；②通过灼热的 CuO时，固体变成红色；③通过白色 CuSO4粉末时，粉末变成蓝色晶体；④通入澄清石灰水 中，石灰水变浑浊。下列判断正确的是( )。 A．原混合气体中一定含有 CO2、CO、H2 B．原混合气体中一定没有 CO2，一定含有 H2和 CO C．原混合气体中一定含有 H2和 CO2，可能含有 CO D．根据①④，可推断实验过程中一定有 CO2生成 解析：第①步说明气体中没有 CO2(因为 CO2＋C===== 高温 2CO，气体体积会增大)；根据② ③可推断气体中一定含有 H2，根据①②④可推断气体中一定含有 CO。 答案：BD 方法归纳 根据水的生成判断 H2的存在，根据 CO2的生成判断 CO的存在，若同时有 H2O 和 CO2生成，则 H2和 CO同时存在(有时题中会出现 CH4之类的气体)。 易错剖析 易错点十一：同种元素可形成不同单质 【例 1】 据报道，科学家已经研制出世界上最薄的材料——碳膜片，其厚度只有一根头 发的二十万分之一。如图所示，这种碳膜片状如蜂巢，是由碳原子构成的六边形单元向外延 展而成，下列有关碳膜片的说法中，正确的是( )。 10 A．碳膜片属于单质 B．碳膜片与 C60是同一种物质 C．碳膜片属于人工合成的有机高分子材料 D．碳膜片在氧气中完全燃烧的产物和碳在氧气中完全燃烧的产物不同 解析：碳膜片只由碳元素组成，属于碳单质，C60形状似足球，俗称“足球烯”，显然碳 膜片与 C60不是同一种物质；有机高分子材料属于化合物，而碳膜片属于单质；由于碳膜片 只由碳元素组成，完全燃烧的产物只有二氧化碳，故与碳在氧气中完全燃烧的产物相同。 答案：A 误区警示 本题易错选为 C，错误的原因是误解了“由碳原子构成的六边形单元向外延展 而成”的含义，而且忽视了有机物必须是化合物。解答本题的关键是正确理解同种元素可组 成不同单质，主要是由于其内部原子排列方式不同。可结合实例理解，例如，金刚石是网状 结构，石墨是层状结构，虽然都是由碳原子构成，但由于碳原子排列方式不同，所以属于不 同单质。 易错点十二：实验室制取气体时仪器或装置选择易出错 【例 2】 请根据下列装置图回答： (1)写出下列仪器的名称：①__________；④________。 (2)如果用大理石和稀盐酸制取并收集 CO2，应选用上图中的__________(填序号)，其化 学方程式为______________________。 (3)若用加热固体 KMnO4来制取并用排水法收集一瓶 O2，应选用上图中的__________(填 序号)，其化学方程式为__________________________。 (4)已知乙炔(C2H2)气体可用水和 CaC2反应制取。请你完成制取乙炔的化学方程式：CaC2 ＋______===______＋C2H2↑ 乙炔气体中常含酸性杂质气体 CO2和 H2S，请在方框中补画出除杂装置(导气管用直线表 示)，并标注必要的试剂。 解析：(1)熟记常见仪器的名称。(2)(3)制取气体的发生装置由反应物状态和反应条件来 确定：用大理石(固)和稀盐酸(液)在常温下制取 CO2时，选用“固液常温型”发生装置；用 11 KMnO4固体加热制 O2时，选用“固固加热型”发生装置，由此思路再选择所需仪器序号。 (4)乙炔气体中所含 CO2和 H2S杂质是酸性气体，可用碱液(如 NaOH溶液)来吸收除杂，装置 可选用“多用瓶”。 答案：(1)水槽 长颈漏斗 (2)③⑨④⑧⑪⑦②(或③⑩⑧⑪⑦②) CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (3)⑤⑩⑧⑪⑥①② 2KMnO4===== △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑ (4)2H2O Ca(OH)2 画图见下(导管要长进短出) 误区警示 (1)“颈”不能错写成“劲”；“漏”不能写成“滤”；“长颈漏斗”不能写 成“分液漏斗”。(2)(3)两小题在选用仪器时易漏选、多选或少选等。按实际操作顺序进行选 择不易出错，先选择发生装置的仪器，再选择收集装置的仪器，然后组合即可。(4)注意用“多 用瓶”除杂时，应“长进短出”。 1．妈妈在新装修的家里放了一个炭雕(如图)，说它是一种工艺品，又是一种实用的室内 空气净化器。炭雕的这种新功能源于( )。 A．活性炭的吸附性 B．碳的稳定性 C．碳的导电性 D．碳的还原性 2．下列有关碳和碳的氧化物的说法中不正确的是( )。 A．金刚石、石墨和 C60均为碳元素的单质 B．CO2可用于灭火 C．CO易溶于水生成酸 D．干冰可用于人工降雨 3．两个软塑料瓶中分别充满 CO 和 CO2两种无色气体，下列试剂不能将二者鉴别出来 的是( )。 A．澄清石灰水 B．水 C．紫色石蕊试液 D．氯化钠固体 4．株洲晚报 2月 28日报道：“因厨房窗户紧闭，4名年轻人深夜煤气中毒，幸好被及 时抢救，均脱离危险”。下列有关叙述中正确的是( )。 A．引起煤气中毒的主要成分是 CO2 B．为了便于及时发现煤气泄漏，煤气厂常在家用煤气中掺入微量具有难闻气味的气体 C．冬天用煤炉取暖时，为了防止冷空气进入，应关闭门窗 D．在煤炉旁放一盆冷水，可以防止煤气中毒 5．“低碳生活”倡导我们在生活中所耗用的能量、材料要尽量减少，从而减低二氧化碳 的排放量，下列做法不符合“低碳生活”理念的是( )。 A．教科书循环使用 12 B．多使用电子邮箱、QQ等即时通讯工具 C．夏天为了更凉快，把室内空调温度设置到很低 D．提倡乘坐公共交通工具，骑自行车或步行等出行方式 6．下图是实验室制取气体的常用仪器，请根据要求填空： (1)请写出上图中标有 A的仪器名称：__________； (2)若要在实验室制取二氧化碳气体，其发生装置可选择图中的____________(填仪器下方 的序号，下同)进行组装，其收集装置可选用图中的__________。检验二氧化碳是否收集满的 方法是________________； (3)若用图中⑥装置收集氧气，则开始收集氧气的最佳时机是______________________。 1．下列关于碳和碳的氧化物的说法不正确的是( )。 A．C可以将 CuO中的 Cu置换出来 B．在一定条件下 CO2能够转变成 CO C．CO2能使被石蕊染成紫色的干花变红 D．金刚石、石墨和 C60都是碳元素的单质 2．“归纳与比较”是化学学习的主要方法，下列关于 CO2与 CO 的不同点比较错误的 是( )。 A．组成：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：CO2能溶于水，水溶液呈酸性；CO难溶于水，但能燃烧 C．用途：CO2可用于光合作用、灭火等；CO可作气体燃料，还可用于人工降雨 D．危害：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 3．取四朵用石蕊溶剂染成紫色的干燥纸花进行如下操作，能够观察到纸花变红的是 ( )。 A．喷石灰水 B．直接喷水 C．直接放入 CO2中 D．喷水后放入 CO2中 4．下列有关气体的制取装置或实验操作，错误的是( )。 13 5．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容。 (1)“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少__________(填化学式)的排放量。 (2)下图为元素周期表中的一格，下列说法不正确的是______(填标号)。 A．碳元素属于非金属元素 B．碳原子核内质子数为 6 C．碳原子的原子结构示意图为 D．碳的相对原子质量为 12.01 (3)甲、乙、丙、丁是初中化学常见的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能作干燥剂。它 们之间有如下图所示的转化关系 (部分物质和反应条件已略去 )。则甲的化学式为 ____________________；丙转化为丁的化学方程式为____________________。 (4)下图是某趣味实验装置图。挤压胶头滴管后，可观察到气球胀大的现象。请分析其原 因，并写出化学方程式_______________________________________________________。 14 (5)利用下图装置可做 CO还原 Fe2O3的实验，并检验该反应生成的气体产物。已知由 A 装置制取的 CO气体中混有少量的 CO2。 ①CO与 F e2O3反应的化学方程式为__________________________。 ②气体通过装置的顺序是 A→____________(装置不能重复使用)。 ③从环保角度考虑，对以上装置的改进措施是________________。 6．如图中的物质都是初中化学中所学的，其中 A、B为单质，B是可供动植物呼吸的气 体；甲、乙、丙为化合物，甲与过量的丙、乙与过量的丙两两反应的所有产物相同。图中“——” 表示两端的物质间能发生化学反应；“―→”表示物质间存在转化关系；部分反应物或生成 物已略去。 (1)写出B的化学式________________________；写出一种丙的名称_____________。 (2)写出 A和甲反应的化学方程式：________________。 (3)写出乙→甲的化学方程式：__________________。 7．用木炭还原氧化铜的实验如下图。 (1)酒精灯加网罩的目的是______________________。 (2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是______________。 (3)继续加热，观察到黑色粉末中出现红色物质，石灰水逐渐变浑浊。请你写出带点部分 的化学方程式：______________________、______________________。 (4)停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管①冷却后 再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是______________________。 8．造成温室效应、地球变暖的主要原因之一是 CO2排放过多，低碳生活能减少能源消 耗、节约资源从而减少 CO2的排放。 (1)下列生活方式不属于低碳生活的是________。 15 A．使用节能灯 B．少用机动车 C．多用塑料袋 (2)从火力发电厂尾气中捕捉的 CO2纯度很高，可制成固态作食品保鲜剂，固态二氧化碳 俗称________；CO2还可以被封存在地下咸水层，最终转化为固态碳酸盐。CO2与水反应的 化学方程式为__________________。 (3)在催化剂作用下，CO2与 H2按照分子数 1∶____反应生成甲醇(CH4O)和水，甲醇可添 加到汽油中制成甲醇汽油，写出甲醇完全燃烧的化学方程式____________________。 (4)国际上一般认为飞行时排放的 CO2分摊到乘客，经折算每人每千米为 0.139千克，每 吸收 110千克的 CO2需种植 1棵树。从北京到上海的航程约为 1 100千米，则每位乘客至少 需种植______(填字母)棵树才能吸收该航程产生的 CO2。 A．2 B．3 C．4 9．有一混合气体的成分中可能含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳，某同学设计了如下的 实验装置探究混合气体的成分。请根据要求回答下列问题： (1)实验中，证明混合气体中有水蒸气的现象是白色固体变为蓝色；若 B中澄清的石灰水 出现______________________现象，则证明混合气体中有二氧化碳；证明混合气体中有一氧 化碳的现象是____________________或______________________。 (2)若混合气体中含有 CO，在 F处尚缺少的实验仪器的名称是______________________。 (3)如果将上述装置中的 A、B交换，则不能检验混合气体中是否含有_______________。 10．在实验台上摆放着供你选择的如下药品和仪器(实验常备用品图中略)： 请你设计一种制备某气体的实验方案，填写实验报告中的以下几项： 制备气体名称 实验药品(填写序号) 实验仪器(填写序号) 实验原理 16 收集方法 反思与评价(从装置 的优、缺点方面说明) 11.在一次实验课上，各小组同学用在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化 碳。此反应的化学方程式为______________________。 小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师 鼓励他们对此问题共同探究。 【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？ 【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同； ②所用盐酸的溶质质量分数不同； ③还可能是________________。 【设计实验】(1)验证猜想①是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、 ____________的石块，加入质量相同、____________的稀盐酸进行实验。 (2)验证猜想②是否成立，对盐酸的要求是__________。 【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率。若要做 到精确比较，应该测量的实验数据是__________________。 【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂对 用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有 (答出两点即 可)__________________________等。 参考答案 导学必备知识 自主测试 1．A 2.C 3.C 4.C 5.D 6.D 7.D 8.C 9.B 10.B 品鉴经典考题 1．A 解析：炭雕是一种工艺品，又是一种实用的室内空气净化器。空气净化作用是利 用炭的吸附性来净化室内空气。故选 A。 2．C 解析：金刚石、石墨和 C60都是由碳元素组成的单质，故 A正确；B.由于二氧化 碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大，可用于灭火，故 B正确；C.一氧化碳难溶于水，不 与水反应，故 C错误；D.由于干冰升华能吸收大量的热，能使空气中的水蒸气冷凝呈小水珠 形成降雨，故 D正确。故选 C。 3．D 解析：CO2能使澄清石灰水变浑浊，CO不能，所以能鉴别；二氧化碳能溶于水， 一氧化碳难溶于水，可以分别向装有两种气体的软塑料瓶中加入水，再盖上盖摇一摇，待一 段时间看软塑料瓶的变化，变瘪的是二氧化碳，所以能鉴别；二氧化碳通入紫色石蕊试液中 使溶液变红，一氧化碳则不能，所以能鉴别；一氧化碳和二氧化碳都不能与氯化钠固体反应， 所以不能鉴别，故选 D。 4．B 解析：引起煤气中毒的主要成分是一氧化碳，故 A错误；为了便于及时发现煤气 泄漏，煤气厂常在家用煤气中掺入微量具有难闻气味的气体，可以起到警示的作用，故 B正 确；防止冷空气进入，如果关闭门窗，碳在不充分燃烧时生成了一氧化碳，故 C错误；由于 一氧化碳难溶于水，在煤炉旁放一盆冷水，不能防止煤气中毒，故 D错误。故选 B。 17 5．C 解析：“低碳生活”指的是生活作息时所耗用的能量要尽量减少，减少二氧化碳 的排放量，减缓生态恶化。主要是从节电、节气和回收三个环节来改变生活细节。把室内空 调温度设置到很低，浪费电，不符合“低碳生活”理念。故选 C。 6．答案：（1）酒精灯 （2）②③ ⑤ 将燃烧的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭 （3）有连续均匀的气泡冒出时 解析：（2）制取二氧化碳是固体与液体的不加热反应，选用②③；二氧化碳的密度大 于空气的密度，易溶于水，可用向上排空气法进行收集；二氧化碳不支持燃烧，所以检验二 氧化碳是否收集满的方法是将燃烧的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭。（3）用排水法收 集氧气的最佳时机是有连续均匀的气泡冒出时开始收集。 研习预测试题 1．C C具有还原性，可将 CuO中的 Cu还原出来；在高温下，CO2可与 C反应转变成 CO；CO2本身不具有酸性，不能使被石蕊染成紫色的干花变红；金刚石、石墨和 C60都是由 碳元素组成的单质。 2．C CO可作气体燃料，但不能用于人工降雨，能用于人工降雨的是 CO2。 3．D 喷石灰水观察到纸花变蓝；直接喷水、直接放入 CO2中，纸花不变色；喷水后放 入 CO2中，CO2与水反应生成碳酸，使纸花变红。 4．C 将燃着的木条放在瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满，不能用带火星的木 条。 5．答案：（1）CO2 （2）C （3）CaCO3 CaO＋H2O===Ca（OH）2 （4）CO2被浓 NaOH溶液吸收，锥形瓶内的气压减小，外界大气压大于锥形瓶内的气压， 使气球胀大；2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O （5）①Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 ②C→D→B ③将尾气点燃或进行收集等 解析：（1）“低碳生活”主要是减少 CO2的排放；（2）碳原子的原子结构示意图 为 ；（3）常见的干燥剂有浓硫酸、生石灰和固体氢氧化钠，根据甲和乙都含有 碳元素，推断甲是 CaCO3，高温煅烧生成 CO2（乙）和 CaO（丙）；CaO 与 H2O反应生成 Ca（OH）2（丁），乙和丁反应生成 CaCO3（甲）和 H2O；（4）CO2与 NaOH反应，导致锥 形瓶内的气体减少，瓶内气压小于外界大气压，使气球胀大；（5）①反应的化学方程式为 Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2；②利用 C装置中的 NaOH 溶液除去 CO 中混有的少量 CO2， 气体通过的顺序是 A→C→D→B；③由于 CO气体有毒，所以要进行尾气处理，常用方法是 将尾气点燃或收集再利用等。 6．答案：（1）O2 氢氧化钠（或氢氧化钙等） （2）C＋CO2===== 高温 2CO （3）H2CO3===== △ CO2↑＋H2O（合理答案均可） 18 解析：B是可供动植物呼吸的气体，则 B是氧气。因为 A为单质，或为金属单质或为非 金属单质，利用试探法，结合图示反应关系，考虑到所学知识中涉及含碳元素物质的化学反 应比较多，可猜想 A为碳，则甲为二氧化碳，丙为一种碱，可能是氢氧化钠（也可能为氢氧 化钙等其他的碱），乙可能为碳酸。因此可写出有关反应的化学方程式。 7．答案：（1）提高酒精灯火焰的温度 （2）开始排出的是试管内的空气 （3）C＋2CuO===== 高温 2Cu＋CO2↑ Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O （4）防止生成的铜被氧化 解析：（1）酒精灯加网罩后可以集中火焰以提高温度。（2）因试管中存有空气，刚开 始产生的气泡是被二氧化碳赶出的空气，不能使澄清石灰水变浑浊。（3）黑色粉末（CuO） 中出现的红色物质是被木炭还原得到的金属铜，同时生成二氧化碳气体，在书写化学方程式 时要注意反应条件为高温。（4）停止加热时，先将导管从试管 2中撤出，防止液体倒流，使 试管炸裂；用弹簧夹夹紧橡皮管的目的是防止空气进入试管，使生成的金属铜与氧气反应而 被氧化，造成实验失败。 8．答案：（1）C （2）干冰 CO2＋H2O===H2CO3 （3）3 2CH4O＋3O2===== 点燃 4H2O＋2CO2 （4）A 解析：任何事物都有两面性。CO2有许多用途，如利用固体 CO2进行人工降雨，作气体 肥料、灭火、作化工原料等；但空气中 CO2的含量过高又会导致温室效应。所以我们要正确 认识它的性质，化弊为利，为人类造福。 9．答案：（1）浑浊 D中黑色固体变为红色 E中溶液变浑浊 （2）酒精灯 （3）水蒸气 解析：（1）CO2能与 Ca（OH）2反应生成白色沉淀；D 中 CO 还原 CuO 生成单质 Cu 和二氧化碳，即黑色粉末变红色，同时 E中澄清石灰水变浑浊；（2）CO有毒且污染大气， 应采用燃烧法处理，故 F处缺酒精灯；（3）A装置主要用来检验水蒸气的存在，若调换则 无法检验混合气体中是否含有水蒸气。 10.答案： 制备气体名称 制取 CO2 或制取 O2 或制取 O2 实验药品（填写序号） ①④ ③⑤ ⑥ 实验仪器（填写序号） ACDH或 GDH或 ACBEH或 GBEH 与制取 CO2的仪器相 同 ACFHIK 实验原理 CaCO3＋ 2HCl===CaCl2＋H2O ＋CO2↑ 2H2O2 ===== 催化剂 2H2O＋ O2↑ 2KMnO4===== △ K2Mn O4＋MnO2＋O2↑ 收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水 法 排水法或向上排空气 法 反思与评价（从装置 的优、缺点方面说明） 分析你设计装置的优缺点，如：制取 CO2用 ACDH装置，优点：该 装置操作简单方便，应用于课堂演示实验；缺点：不便于制备量多的 CO2气体。（只要符合题意均可） 19 解析：解答好本题，就要熟知实验室制取气体的思路：①根据反应物和生成物的状态、 反应条件选择实验仪器和药品；②根据气体的密度和溶解性决定气体的收集方法等。本题分 为两大类制取方案，涵盖了初中化学中气体制备的所有类型，即：固体＋液体―→气体；固 体＋固体――→ △ 气体。 11．答案：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 【作出猜想】石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同） 【设计实验】（1）不同地点 溶质质量分数相同 （2）溶质质量分数不同 【交流讨论】相同时间内收集的二氧化碳体积（或收集相同体积二氧化碳所需的时间） 【拓展延伸】温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强（任答两点） 解析：小石块的主要成分是 CaCO3，所以小石块与稀盐酸反应的化学方程式为 CaCO3 ＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 【作出猜想】影响二氧化碳气体产生速率的因素还可能有：石块大小、石块质量或盐酸 质量等。 【设计实验】（1）验证不同地点石块中碳酸钙含量是否相同，就要保证其他条件相同， 采用不同地点的石块做实验。盐酸的溶质质量分数也应该相同。 （2）要验证猜想②是否成立，就要保证其他条件相同，取用不同溶质质量分数的盐酸进 行实验。 【交流讨论】通过观察气泡产生的剧烈程度，只能粗略地比较反应速率。如果做到精确 比较需要测量相同时间内收集的二氧化碳体积或收集相同体积二氧化碳所需的时间。 【拓展延伸】影响反应速率的因素主要有：催化剂、温度、溶液的溶质质量分数、压强 等，若探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”就要保证其他条件相同、 催化剂是一个变量，就可以得到探究结果。