第04讲碳和碳的氧化物-2022年中考化学一轮复习精品讲义+练习(人教版).docx

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1、 第四讲 碳和碳的氧化【复习目标】1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质、化学性质和主要用途；2、了解一氧化碳的物理性质和化学性质，以及一氧化碳用途；3、了解二氧化碳的性质、二氧化碳的用途和关注温室效应；4、掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、装置。【知识梳理】一、碳单质（一）碳单质的物理性质1、金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，自然界中最硬的物质，可用于制钻石、载玻璃、钻探机的钻头等。2、石墨是深灰色的有金属光泽面不透明的细鳞片状固体，最软的矿物之一，有导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、电池的电极、润滑剂等。3、活性炭、木炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可以吸附有异味和颜色的物质。同素异形体

2、：由同一种元素组成不同的单质。金刚石、石墨、C60都为碳的单质，互称同素异形体。（二）碳单质的化学性质（1）常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。（2）可燃性：完全燃烧(O2充足)生成CO2：C+O2CO2 ；不完全燃烧（O2不足）生成CO：2C+O22CO。（3）还原性：C+2CuO高温 2Cu+CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。3C+2Fe2O3高温 4Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）重点实验二、二氧化碳的制取（1）药品：大理石或石灰石和稀盐酸原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（3）装置

3、：固液不加热，向上排空法，（4）步骤：连接装置；检查装置的气密性；向锥形瓶中加入大理石；从长颈漏斗加入稀盐酸；收集二氧化碳；验满。（5）收集法：向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；能溶于水且与水反应，不能用排水法。（6）验满：向上排空气法，用燃着的木条放在，瓶口，木条熄灭则收集满。（与氧气验满操作基本一致，所放木条状态不一样）（7）检验：将气体通入澄清石灰水，若石灰水浑浊，则是二氧化碳。原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3+H2O（8）注意事项：长颈漏斗的下端要伸到液面以下（俗称：液封）（防止产生的气体从长颈漏斗口逸出）；锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞（有利于产生的气体排出）

4、；集气瓶中的导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。（9）药品的选择：（常考点）实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为（稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发生）。也不用浓盐酸是因为（浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯）。三、二氧化碳的性质1、物理性质：无色、无味的气体，能溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为干冰（用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果）。2、化学性质：与水反应：原理：CO2+H2O=H2CO3。生成的碳酸可以使紫色石蕊试液变红，不是二氧化碳使石蕊变红的。与石灰水反应：原理：C

5、a(OH)2+CO2 =CaCO3+H2O。现象：石灰水变浑浊；用途：检验二氧化碳的存在。不燃烧、不支持燃烧（用途灭火）四、一氧化碳1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小（相对分子质量为28，所以不用排气法收集），难溶于水（可用排水法收集）。2、化学性质（1）有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。CO与血红蛋白的结合力是O与血红蛋白结合力的200300倍。（2）可燃性：2CO+O22CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）。（3）还原性：CO+CuO高温 Cu+CO2（置换反应）应用：冶金工业；现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色。3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO

6、2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊）。【典例解析】【例1】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【答案】A详解：金刚石和石墨都是炭的单质，具有炭的化学性质，故都具有可燃性选A，金刚石不具有导电性，B错，金刚石大多数为无色透明晶体，C错，金刚石为自然界最硬的物质D错【例2】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【答案】A详解：炭黑没有疏松多孔的结构，不具有吸附能力，故B错，炭再常温

7、下不活泼，不会黑氧化以及发生化学反应，故C错A对。【变式2-1】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【答案】C详解：金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异是因为结构不一样，原子排列方式不同，故选C。【变式2-2】文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（ ）A.碳 B.硅 C.磷 D.碘【答案】A详解： 古代并不能提炼出硅，碘，而磷是白色的或红色的不是黑色，故也不为磷，答案选A【变式2-3】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

8、D活性炭包可放在冰箱中除异味【答案】B详解：石墨和C60都是C元素的组成的单质，故气原子种类是相同的。B错【例3】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、中小花变红，实验、中小花不变色。下列说法不正确的是（）A实验、说明醋酸可以使小花变红B实验说明二氧化碳不能使小花变红C实验、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【答案】D详解：上述实验，二氧化碳不能使小花变红，醋酸能使小花变红，故两者不具有相似的化学性质，故D错【变式3-1】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

9、C.蜡烛熄灭 D.杠杆左高有低【答案】D详解：能使指示剂变红，有化学反应，A体现的使化学性质，通入澄清石灰水中有白色沉淀，也属于化学变化，故B体现的也是化学性质。C证明的使二氧化碳的不支持燃烧，不可燃烧，属于化学性质。故选D【变式3-2】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【答案】A详解：反应物为盐酸，大理石，故为实验室制取二氧化碳的化学方程式，可知生成的气体为二氧化碳，选A【例4】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

10、变成红粽色C参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7D将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气【答案】D详解：因该先后通入一氧化碳，不然可以发生爆炸，故A错。实验现象是玻璃管里粉末由红粽色逐渐变成黑色，故B错，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比根据化学方程式计算应该为160：84化简为40：21故C错，选D【变式4-1】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【答案】C详解：煤气的主要成分是CO与H2，故能中毒的物质为CO，选C【变式4-2】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

11、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【答案】D详解：CO不溶于水，有可燃性，有毒性，故在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒，D错。【例5】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：_；（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

12、更剧烈，H装置中的现象是_，A装置中反应的化学方程式为_。【答案】（1）铁架台； （2）BE；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；能够控制反应的速率； （3）把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则集满； （4）F； （5）澄清石灰水变浑浊；2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2 。详解：（2）大理石和稀盐酸制取二氧化碳，原料是固液，选用的发生装置为固液不加热型故选B。根据二氧化碳的性质，可溶于水，密度比空气大，故收集装置选E。化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；使用分液漏斗后，因为有开关，所以能能够控制反应的速率。（3）把燃着的木条放在集气瓶口，若

13、木条熄灭则集满（4）要求干燥的气体，所以得增加一个干燥装置，故选F，用浓硫酸干燥（5）A装置产生得是氧气，故会使蜡烛然燃烧更旺，产生得热二氧化碳通入澄清石灰水，现象澄清石灰水变浑浊；A中2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2 【变式5-1】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【答案】A详解：实验室制取CO2时，不能选用稀硫酸，原因是生成的硫酸钙是微溶物，会附着再大理石表面，阻止了化学反应的进行，故A不正确。【变式5-2】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

14、）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：选择装置I时，可观察到的实验现象为： 。选择装置时，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：_。CO2和NaOH溶液反应的化学方程式为_。【答案】（1）铁架台（2）F（3）气球变大；CO2与NaOH反应，锥形瓶内气压减小；CO2+2NaOHNa2CO3+H2O；详解：（

15、2）因为二氧化碳可以溶于水，且和水反应，故不能用排水法收集，故不能用 F收集（3）氢氧化钠与二氧化碳反应使得瓶内压强减少，故气球会变大CO2与NaOH反应，锥形瓶内气压减小,水就会被外面的大气压往里面压CO2+2NaOHNa2CO3+H2O第四讲 碳和碳的氧化 练习1、下列有关金刚石、石墨的说法正确的是( )A.都是由碳元素组成 B.都是黑色固体C.都能导电 D.硬度都很大【答案】A详解：金刚石为无色透明B错，金刚石不能导电，C错，石墨质地柔软，D错。2、石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是（ ）A.可作散热材料

16、 B.是一种新型化合物C.常温下化学性质稳定 D.可作新型电池的电极【答案】B详解：题干中提示到，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，故也为单质，不属于化合物答案B错。3、如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是（）A原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变B相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同C相同元素组成的不同物质，化学性质相同D在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60【答案】C详解：金刚、石墨和C60都是碳单质，故相同元素组成的化学性质是相似，不能说相同，故C错。4、下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是（）用途

17、原因分析A石墨可用作电极石墨可导电B金刚石可用来刻画玻璃金刚石硬度很大C活性炭可用于消毒面具活性炭具有吸附性D焦炭用于冶金工业碳具有氧化性【答案】D详解：焦炭用于冶炼金属是因为其具有还原性。故D不正确。5、实验室用右图装置模拟炼铁。下列说法正确的是( )A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B.应先加热Fe2O3再通入COC.红棕色的逐渐变黑 D.气体通过澄清石灰水后可直接排放【答案】C详解：磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，A错误。实验中应该先通入CO再加热氧化铁，故B不正确，实验后的气体通过澄清石灰水后，任然由未完全反应的CO，不能直接排放，需要尾气处理，故D不正确，答案选C6、“我是碳族的大女儿

18、，让大地充满生机，让地球因我而温暖；我调皮可爱，钻进石灰水， 搅得人家不安宁；我藏在汽水里，小朋友喝了直打嗝。”这里叙述中的“我”是指（ ）A二氧化碳 B氧气 C氮气 D稀有气体【答案】A详解：碳酸饮料中含，以及能使地球变暖的都指的使二氧化碳。故选A7、工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是（）ACO BFe2O3 CCO2 DFe【答案】B详解：得氧得过程是氧化反应，故失去氧的就为还原反应，再一氧化碳还原氧化铁的过程中，氧化铁失去氧，被还原还原成了Fe，故发生还原反应的物质是Fe2O38、下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ）A.CO2的水溶液使石蕊显红色 B

19、.干冰用于人工降雨C.紧闭门窗用木炭烤火易使人中毒 D.金刚石导电性能良好【答案】D详解：金刚石导电性不良好，故D不正确9、下列有关 CO 与 CO2 的叙述正确的是（ ）A.CO 与 CO2 都会污染环境B.CO 与CO2 中碳元素的化合价相同C.在一定条件下，CO 与CO2 可以互相转化D.CO2 气体中混有少量的 CO 气体，可用点燃的方法除去 CO【答案】C详解：CO会污染环境，CO2不会，只能造成环境问题，故A不正确。CO中C的化合价为+2价，CO2中C为+4价，故两者化合价不相同，B错。CO2 气体中混有少量的 CO 气体，不能用点燃的方法除去 CO，因为会引入新的杂质，正确做法因

20、该是通入灼热的氧化铜。故D不正确。选C10、如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是（）玻璃管中黑色固体变成了红色；CO被还原为CO2；玻璃管中发生的反应为置换反应；既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源。A B C D【答案】B详解：CO应该是被氧化为CO2该反应化学方程式中，反应物没有单质参加，故不属于置换反应。故选B11、下列关于二氧化碳的说法不正确的是（）A二氧化碳有毒 B二氧化碳常用于灭火C干冰可用于人工降雨D光合作用会消耗二氧化碳【答案】A详解：二氧化碳无毒12、如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是

21、（）试管内液面上升；试管内溶液变红；试管内液面不上升；试管内溶液变蓝；试管内溶液不变色。A B C D【答案】A详解：CO2能溶于水，且和水反应，故试管内的液面不断上升，错，溶于水生成的物质为碳酸，能使紫色石蕊溶液变红，故对错13、下列有关碳和碳的化合物说法错误的是（）A金刚石是天然存在的最硬的物质B金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质C金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同DCO2、CO的组成元素相同，化学性质也相同【答案】D详解：CO2、CO的组成元素相同，但分子种类不同，故化学性质不相同，故D错误14、下面是某同学在制取二氧化碳时选用的实验装置或操作方法，正确的是

22、（ ）A.发生装置 B.收集 C.干燥 D.验满【答案】D详解：制取CO2原料是大理石和稀盐酸，发生装置是固液不加热型，故A错误，CO2能溶于水，不能用排水法收集故B错，干燥瓶中的导管因该是长进短出，故C错，答案选D15、下列有关CO2实验的图示正确的是（）A制取CO2B收集CO2C验证CO2已集满D验证CO2能与水反应【答案】D详解：A中长颈漏斗应该深入液面底下，进行液封，A错误，CO2能溶于水，不能用排水法收集故B错，验证CO2已集满的操作是将燃着的木条放再瓶口上方，熄灭则满，故C错，答案选D16、一氧化碳在工业上有重要作用。（1）作燃料：一氧化碳在空气中燃烧的化学方程式 ；（2）作还原剂

23、：一氧化碳还原氧化铜的化学方程式 。【答案】（1）2CO+O22CO2；（2）CuO+COCu+CO2。17、在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_不同。（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_的结构。（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_。（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是，则R的化学式为_。【答案】 （1）排列方式； （2）疏松多孔； （3）碳在常温下化学性质不活泼； （4）C2H2。详解：（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物

24、理性质差异较大是因为原子的排列方式不同。（2）活性炭疏松多孔，能吸附异味和色素（3）碳在常温下化学性质不活泼，不易氧化，能长时间保存。（4）根据原子个数守恒分方法计算得，反应物却4个C，4个H，因为R前面有化学计量数2，故R的化学式为C2H218、化学源于生活、生产、科技，又用于生活、生产、科技。（1）所谓“低碳”，就是较低的二氧化碳排放。在日常生活中，我们都应传播“低碳”理念，提倡“低碳”生活。请你写出“低碳”出行的一种方式 。（2）农村有句谚语“雷雨发庄稼”，是在放电的条件下，空气中的氮气和氧气化合生成了氮的氧化物，氮的氧化物再经过复杂的化学变化，最后生成了易被农作物吸收的硝酸盐。雷雨给庄

25、稼施加了 （填氮肥、磷肥、钾肥或复合肥）。（3）石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得，它只有一层原子厚度，是目前世界上人工制得的最薄材料。它优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是 。A石墨烯是由碳元素组成的单质 B石墨烯是一种新型金属材料 C石墨烯具有还原性【答案】（1）步行或乘公共交通工具；（2）氮肥；（3）B。详解：（1）合理即可（2）题干给出氮气和氧气化合生成了氮的氧化物，故含氮元素为氮肥（3）石墨烯是由C元素组成的单质，故是非金属材料，B不正确19、发展低碳经济，降低碳排放，就是要尽量减少温室气体二氧化碳的排放！下图是部分物质与二

26、氧化碳的相互转化关系，请回答下列问题：（1）碳酸钠在高温下与SiO2发生反应，化学方程式为：Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3 + CO2，Na2SiO3中硅元素的化合价为_价；（2）葡萄糖在酶的催化作用下缓慢氧化可转变为二氧化碳，其原理可以表示为：C6H12O6 +6O2 酶 6CO2 + 6X，其中X的化学式为_；（3）物质R能发生分解反应生成CO2，写出一个符合要求的化学方程式_；（4）甲烷是天然气的主要成分，甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷、丁烷（C4H10）等物质都属于有机物中的烷烃，写出丙烷燃烧的化学方程式_。【答案】（1）+4 （2）H2O （3）CaCO3 高温

27、 CaO + CO2（H2CO3、NaHCO3等物质分解也可）（4）C3H8 + 5O2 点燃 3CO2 + 4H2O详解：（1）根化合价代数和为0的原则，Na为+1价，O为-2价，故有12+X+（-2）3=0解得X=+4，故为+4价（2）根据原子个数守恒的到生成物却12个H，6个O，故X为H2O（3）物质推断物质R能发生分解反应生成CO2 故R可能为CaCO3； CaCO3 高温 CaO + CO2（4）有机物燃烧都生成二氧化碳和水，故方程式为C3H8 + 5O2 点燃 3CO2 + 4H2O20、下图是实验室制取气体的常用装置：a甲多孔隔板bcd e 饱和NaHCO3 溶液f g浓H2SO

28、4A B C D E F G（1）仪器甲的名称是 。（2）若选A装置作为实验室制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为： ；实验室可用B或C装置制取二氧化碳，选用C装置相对于B装置的优点是 。（3）实验室要制取纯净干燥的二氧化碳气体，装置接口连接顺序为：a （填接口对应的字母，全对才得分），F装置的作用 。【答案】（1）长颈漏斗；（2）；够控制反应的发生与停止；（3）edfgb；除去氯化氢气体。详解：（2）A装置为固体加热型，制氧可以考虑氯酸钾和高锰酸钾，但图中试管口没有棉花，故只能是氯酸钾制取氧气，故化学方程式为；C相对与B，其能实现固体与液体分离，故够控制反应的发生与停止。（3）制取纯净干燥

29、的二氧化碳气体，应该选固液不加热型B，用F除杂，用G干燥气体，用D收集气体，故连接顺序为edfgb，其中F除去的是氯化氢气体21、某同学用稀盐酸和石灰石（杂质不与稀盐酸反应，也不溶于水）反应制取二氧化碳并验证其性质（如图所示），实验时发现烧杯中澄清石灰水先变浑浊，后逐渐变澄清（提示碳酸钙能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙易溶于水）。（1）甲装置中发生反应的化学方程式是 。（2）实验开始时，乙装置中澄清石灰水发生浑浊的现象不很明显，出现这种现象可能的原因是_。（3）实验结束时，甲装置溶液中的溶质除氯化钙外，还可能有 （填化学式）。（4）请写出乙装置中由浑浊变澄清发生反应的化学方程式 。【答案】（1）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；（2）二氧化碳中有杂质氯化氢气体；（3）HCl；（4）CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O；详解：（1）由图可以该实验为制取二氧化碳的实验，故化学反应方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；（2）开始不会出现浑浊原因可以有，刚刚开始排出的是锥形瓶里的空气，二氧化碳的含量不高，或者是气体混有HCl气体，使沉淀溶解了。（3）加入的是盐酸溶液，可能过量，故溶质有HCl（4）CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O；