第06单元 碳和碳的氧化物-2023年中考化学一轮复习【单元巩固】精品讲义（人教版）

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1.了解金刚石、看墨等碳的单质的物理性质和用途，掌握碳的化学性质。
2.掌握二氧化碳的物理性质、化学性质及重要用途，熟练书写相关的化学方程式。
3.掌握实验室制备氧二氧化碳的化学反应原理、仪器装置和收集方法，会动手制二氧化碳。
二、知识体系框架
4.了解一氧化碳的物理性质、化学性质，会熟练中写相关的化学反应方程式，认识一氧化碳在合金工业上的重要用途，知道生活中一氧化碳的产生途径、致人中毒的机型及其对环境的污染。
三、考点精讲
考点一：金刚石、石墨和C60
金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。室温下呈紫红色，有金属光泽的固体。它独特结构决定了它具有一些特殊性质，可用于超导、催化、材料、医学生物等领域。
2. 常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
【易错警示】
1.“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.在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。
3.金刚石、石墨、C60性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。
4.木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。
典型例题1：（2022长沙）“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
【答案】C
【解析】A、石墨具有优良的导电性，错误；
B、C60单质是由C60分子构成的，错误；
C、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，正确；
D、金刚石和石墨里碳原子的排列方式不同，错误。
典型例题2：（2022衡阳）阅读下面科普短文：
2004年，科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（有人称为石墨烯），其层内微观结构如图1。这种单层的石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质。
石墨烯是由碳原子构成的一层或几层原子厚度的晶体，在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图2。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。另外，纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团，影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡。
随着科技水平的提升，石墨烯作为一种基本材料，其应用会有越来越多的可能。
请依据文章内容回答下列问题：
（1）石墨烯的物理性质有 。（任写一条）
（2）石墨烯应用占比最高的领域是 。
（3）纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有 。（任写一条）
【答案】（1）导电性（或导热性等） （2）电子领域 （3）在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢
【解析】（1）物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，包括物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、溶解性等，石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；
（2）从资料可以看出，石墨烯应用占比最高的领域是电子领域；
（3）从资料可以看出，纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。
【巩固提升】
1.（2022娄底）下列物质能用于除去水中异味和色素的是（ ）
A．明矾 B．活性炭 C．小卵石 D．石英砂
【答案】B
【解析】A、明矾溶于水后可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，但不能除去水中的色素和异味，错误；
B、活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味，正确；
C、净化水时，小卵石可以过滤掉部分难溶性杂质，但不能除去水中的色素和异味，错误；
D、净化水时，石英砂可以过滤掉部分难溶性杂质，但不能除去水中的色素和异味，错误。
2.（2022娄底）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ）
A．干冰可用于人工降雨
B．金刚石和石墨都很硬
C．在常温下，碳的化学性质活泼
D．CO和CO2都具有可燃性
【答案】B
【解析】A、化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变，正确；
B、化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，化学反应前后，分子数目可能发生改变，也可能不变，原子数目不变，错误；
C、化学反应有新物质生成，化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变，正确；
D、化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程，正确。
3.（2022河池）下列事实从微观角度来解释，其中不正确的是（ ）
A．金刚石、石墨的物理性质差异很大﹣﹣碳原子的排列方式不同
B．氧气压缩为液氧﹣﹣氧分子的体积变小
C．湿衣服在太阳下容易晒干﹣﹣温度越高，水分子的运动速率越快
D．过氧化氢与水的元素组成相同而性质不同﹣﹣分子构成不同
【答案】B
【解析】A、金刚石、石墨的物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同，正确；
B、氧气压缩为液氧，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间的间隔变小，错误；
C、湿衣服在太阳下容易晒干，是因为阳光下温度高，温度越高，水分子的运动速率越快，正确；
D、过氧化氢与水的元素组成相同而性质不同，是因为它们分子的构成不同，不同种的分子化学性质不同，正确。
4.（2022贺州）下列物质中，硬度最大的是（ ）
A. C60B. 活性炭C. 石墨D. 金刚石
【答案】D
【解析】A、C60是人造物质，有弹性，硬度不大，错误；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，错误；
C、石墨很软，是最软的矿物之一，错误；
D、金刚石是天然存在的最硬的物质，正确。
5．（2022河北）分类是认识和研究问题的重要方法。下列分类正确的是（ ）
A．蜡、铁和玻璃都是晶体 B．汽水、冰水和矿泉水都是混合物
C．人体、大地和石墨都是导体 D．金刚石、不锈钢和黄金都是金属材料
【答案】C
【解析】A、铁有固定的熔化温度，属于晶体，而蜡和玻璃没有固定的熔化温度，属于非晶体，错误；
B、汽水、矿泉水都是混合物，但是冰和水是同种物质的不同状态，所以是纯净物，错误；
C、人体、大地和石墨都容易导电，所以都是导体，正确；
D、不锈钢和黄金都是金属材料，但金刚石是由碳元素组成的单质，所以不属于金属材料，错误。
6.（2022怀化）物质的性质决定用途。下列关于物质的性质与用途对应不正确的是（ ）
A．熟石灰呈碱性，可用于改良酸性土壤
B．活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可用做冰箱除味剂
C．氮气的化学性质活泼，可用于食品充氮防腐
D．浓硫酸有吸水性，在实验室中常用它做干燥剂
【答案】C
【解析】A、熟石灰呈碱性，可和酸性物质反应，可用于改良酸性土壤，正确；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可除去异味，用做冰箱除味剂，正确；
C、氮气的化学性质不活泼，不容易参加化学反应，可用于食品充氮防腐，错误；
D、浓硫酸有吸水性，在实验室中常用它做干燥剂，正确。
7.（2022来宾）化学就在我们身边。请用下列物质的序号填空。
①石墨 ②蛋白质 ③一氧化碳 ④硫酸铜 ⑤盐酸
（1）可用于制作铅笔芯的是 ；
（2）人体胃液中含有的酸是 ；
（3）可用于配制波尔多液的是 ；
（4）鸡蛋中富含的营养素是 ；
（5）常用于工业炼铁的是 。
【答案】（1）① （2）⑤ （3）④ （4）② （5）③
【解析】（1）石墨质软、呈深灰色，可用于制作铅笔芯；
（2）人体胃液中含有的酸是盐酸；
（3）可用于配制波尔多液的是硫酸铜；
（4）鸡蛋中富含的营养素是蛋白质；
（5）常用于工业炼铁的是一氧化碳，一氧化碳具有还原性。
8.（2022昆明）化学与我们的生产、生活、能源、环境关系密切。
(1)选择下列物质的标号填空。
A．金刚石 B．氦气 C．浓硫酸 D．铜
①可用作干燥剂的是______。
②可用干制电线的是______。
③可用于载玻璃的是______。
④可用于制造低温环境的是______。
(2)①化石燃料包括煤、______、天然气，它们属于______（填“混合物”现“纯净物”）
②煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成酸雨。为减缓酸雨的形成，下列措施合理的是______（填标号）。
A．禁止使用煤 B．用天然气替代煤 C．大力推广使用脱硫煤
③北京冬奥会使用清洁能源作为火炬燃料，该消洁能源是______。（填标号）
A．潮汐能 B．地热能 C．核能 D．氢气
【答案】(1)① C ②D ③ ④ (2)①石油 ②合物 ③BC ④D
【解析】(1)①浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂的是浓硫酸；
②铜具有导电性，可用干制电线的是铜；
③可用于载玻璃的是金刚石；
④可用于制造低温环境的是氮气；
(2)①化石燃料包括煤、石油、天然气，它们都是多种物质组成的混合物。
②为减缓酸雨的形成，下列措施合理的是B和C，目前无法完全禁止使用煤。
③北京冬奥会使用清洁能源作为火炬燃料，该清洁能源是氢气，氢气燃烧生成物只有水，是最清洁的能源。
9. (2022年陕西B卷）洋溢着绿色与科技元素的2022北京冬奥会以中国式的传奇与浪漫惊艳了世界。
(1)衣：运动服中高科技材料石墨烯的使用，解决了超低温户外环境下运动员的取暖难题。石墨烯是由___________元素组成的单质。
(2)食：人工智能带来的特色餐饮及服务使运动员们大饱口福。豆沙包受到很多人的喜爱，制作包子的面粉中富含的有机营养素是___________。
(3)住：奥运村实现了5G网络的全覆盖。制造5G芯片的氮化镓（GaN）材料可由氯化镓（GaCl3）制取，氯化镓中镓元素的化合价为___________。
(4)行：冬奥会会务用车均使用氢能源汽车，基本实现了碳的零排放。相比于化石燃料，氢气作为燃料的优点是___________（只写一点）。
【答案】(1)碳或者C (2)糖类 (3)+3或者+3价 (4)燃烧产物无污染（或热值高、或原料来源广，合理即可）
【解析】(1)石墨烯是由碳元素组成的碳单质；
(2)面粉中富含淀粉，淀粉属于糖类；
(3)根据化合物中各元素的化合价代数和为零原则和常见元素化合价可知，氯化镓中氯元素化合价为-1价，设镓元素化合价为x，则有x+（-1）×3=0，解得x=+3；
(4)氢气燃烧时放出的热量高，且生成产物是水，无污染。
10. （2022泸州）2018年世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
(1)1911年荷兰物理学家海克·卡莫林·昂内斯经过无数次实验确认，汞在温度接近-273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于_________元素（填“金属”或“非金属”），其导电的原因是含有自由移动的_________。
(2)1980年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为-140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为+1价，O为-2价，则Y为_________价。
(3)2017年曹原团队发现了石墨烯中的非规“超导电性”，石墨烯是一层碳原子（如图，黑球代表碳原子）。

①曹原推测，当两层石墨烯叠在一起，若彼此之间发生轻微偏移时，有可能产生超导现象，经过不懈努力，困扰世界107年的常温超导难题，终于被曹原团队突破！石墨烯属于___________（填“单质”或“化合物”），两层石墨烯叠在一起轻微偏移时发生的是__________变化（填“物理”或“化学”）。
②曹原小时候就喜欢动手研究，在家里弄了个实验室，曾经把银放入稀硝酸中，自己“合成”实验所需硝酸银。该实验是否产生了氢气？_________（填“是”或“否”），原因是_________。我们坚信未来的中国，必定有十个、百个乃至成千上万个“曹原”，用自己的科技之梦去推动中华民族的伟大复兴。
【答案】(1)金属 电子 (2)+3 (3)单质 物理 否 银的金属活动性弱于氢
【解析】(1)汞属于金属元素；金属原子结合时，有自由电子在原子周围运动，一旦通电(两端有电压时)自由电子就会定向运动，从而导电；
(2)根据化合物中各元素的化合价代数和为零原则和常见元素化合价可知，YBa2Cu3O5中Cu为+1价，O为-2价，Ba为+2价，设Y的化合价为x，则有x+（+2）+（+1）×3+（-2）×5=0 ，解得x=+3；
(3)①、根据题意，石墨烯是一层碳原子，则石墨烯是由碳原子直接构成的单质；
两层石墨烯叠在一起轻微偏移时没有新物质的生成，所以属于物理变化；
②、银的活泼性排在氢元素后，所以银不能从酸中置换出氢，故银不能和硝酸反应生成氢气。
考点二：碳单质的化学性质与用途
1.碳单质的化学性质与用途
2. 木炭还原氧化铜的实验
（1）实验步骤：
① 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
② 将试管固定在铁架台上，导管通入澄清石灰水中；
③ 集中加热；
④ 过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。
（2）实验现象：澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
（3）实验注意事项：
①在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
②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。
③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。
3.还原反应
含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。木炭在反应中作还原剂。
【易错警示】
1．单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同
2.常用的还原剂有一氧化碳、氢气、碳。
CO+CuO高温Cu+CO2 3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2 H2+CuO高温Cu+H2O 3H2+Fe2O3高温2Fe+3H2O
3.用一氧化碳做还原剂进行实验时要尾气处理，防止污染空气。
4.用一氧化碳和氢气做还原剂时，要先对气体进行验纯，防止爆炸。
典型例题3：(2022陕西B）某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种，为检验其成分，小明同学按下图装置进行实验时，观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，由此实验现象得出尾气的组成情况可能有（ ）
A．2种B．3种C．4种D．5种
【答案】D
【解析】根据题意，黑色的氧化铜变为红色，说明有铜生成即尾气样品中含有具有还原性的气体，一氧化碳和氢气都具有还原性，而澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳气体进入装置与石灰水反应，根据题意，原气体中含有二氧化碳，而若含有一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应后会生成二氧化碳，故改尾气的组成可能是1、氢气和二氧化碳；2、氢气和一氧化碳；3、一氧化碳和二氧化碳；4、氢气、一氧化碳、二氧化碳；5、一氧化碳；共五种情况。
典型例题4：（2022湖北）下列有关碳及其氧化物的说法正确的是（ ）
A．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好
B．碳的单质有多种，用途各不相同，是因为它们的性质各不相同
C．CO具有可燃性，在空气中燃烧产生黄色火焰
D．焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出氧化性
【答案】B
【解析】A、CO2是引起温室效应的主要气体，但大气中CO2的含量并不是越少越好，二氧化碳是植物光合作用的重要原料，错误；
B、碳的单质有多种，用途各不相同，是因为它们的性质各不相同，正确；
C、CO具有可燃性，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，错误；
D、焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性，错误。
【巩固提升】
1．（2022武汉）笔、墨、纸、砚并称文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质中属于化学性质的是（ ）
A．熔点高B．可燃性
C．难溶于水D．常温下呈固态
【答案】B
【解析】熔点、溶解性以及物质的状态都不需要发生化学变化就能表现出来，属于物质的物理性质；物质的可燃性需要发生化学变化才能表现出来，属于物质的化学性质。
2．（2022娄底）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ）
A．干冰可用于人工降雨
B．金刚石和石墨都很硬
C．在常温下，碳的化学性质活泼
D．CO和CO2都具有可燃性
【答案】A
【解析】A、干冰易升华吸收大量的热，可用于人工降雨，正确；
B、金刚石很硬，石墨质软，错误；
C、在常温下，碳的化学性质不活泼，错误；
D、CO具有可燃性，CO2不具有可燃性，错误。
3.（2022南充）观察实验现象是科学探究的必要步骤，下列对实验现象描述错误的是（ ）
A．木炭在氧气中燃烧后生成黑色固体
B．少量二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液变浑浊
C．硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，出现蓝色沉淀
D．稀盐酸中加入少量铁锈，溶液变为黄色
【答案】A
【解析】A、木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊气体，错误；
B、二氧化碳和石灰水中溶质氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，故少量二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，正确；
C、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，故硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，出现蓝色沉淀，正确；
D、铁锈的主要成分是氧化铁，盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，含铁离子的溶液为黄色，故稀盐酸中加入少量铁锈，溶液变为黄色，正确。
4．（2022怀化）下列实验现象描述正确的是（ ）
A．将明矾加入浑浊的井水中，静置，井水变澄清
B．碳在空气中燃烧，生成了二氧化碳气体
C．一氧化碳燃烧时，放出大量的热，火焰呈黄色
D．在氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液不变色
【答案】A
【解析】A、明矾可以加速水中悬浮颗粒物的沉淀，达到净水目的，正确；
B、生成二氧化碳是实验结论不是实验现象，错误；
C、一氧化碳燃烧时，放出大量的热，火焰呈蓝色，错误；
D、氢氧化钠溶液（显碱性）中滴入几滴酚酞溶液，溶液变红色，错误。
5.（2022江西）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)g
D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
【答案】C
【解析】A、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，M点时还未完全反应，此时对应的固体物质有氧化铜、碳、铜三种物质，错误；
B、N点时，恰好完全反应，此时固体为铜，为紫红色，错误；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故反应后产生气体的总质量为(a－b)g，正确；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故铜元素的质量不变，但是0～t2min内，固体的质量减少，故固体中铜元素的质量分数增大，错误。
6.（2022重庆）工业炼钨原理为WO3+3H2高温W+3H2O，发生还原反应的物质是（ ）
A．H2B．WO3C．WD．H2O
【答案】B
【解析】工业炼钨原理为WO3+3H2 高温W+3H2O中，氧化钨在反应中失去氧，发生还原反应，氢气得到氧发生氧化反应。
7.（2022吉林）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
【答案】D
【解析】A、碳单质的硬度不是都很大，如石墨质软，错误；
B、碳单质不是都可用于制造铅笔芯，如金刚石硬度大，不能用于制造铅笔芯，错误；
C、单碳单质不都是黑色固体，如石墨呈深灰色，错误；
D、常温下碳单质的化学性质都不活泼，正确。
8.（2022重庆）工业炼铁原理为3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2，其中CO体现还原性。下列化学反应中有物质体现还原性的是（ ）
A．SO3+H2O═H2SO4 B．H2+CuOΔCu+H2O
C．CuSO4+BaCl2═BaSO4↓+CuCl2 D．H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O
【答案】B
【解析】A、该反应体现二氧化硫和水能反应的性质，错误；
B、该反应中氢气夺取了氧化铜中的氧，体现还原性，正确；
C、该反应是物质阴阳离子的交换，不体现还原性，错误；
D、该反应是物质阴阳离子的交换，不体现还原性，错误。
9.（2022潜江）现有C、Fe、CO2、稀盐酸、NaOH溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液、KCl溶液八种物质，请选择适当的物质按要求书写化学方程式（每种物质只能选用一次）：
（1）中和反应：______；
（2）化合反应：______；
（3）有红色固体生成的置换反应：______；
（4）有白色沉淀生成的复分解反应：______。
【答案】（1）HCl+NaOH = NaCl+H₂O （2）C+CO2高温2CO （3）Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4
（4）AgNO3+KCl = AgCl↓+KNO3
【解析】（1）中和反应：酸和碱反应生成盐和水，所以只能是稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，对应方程式为HCl+NaOH = NaCl+H₂O；
（2）化合反应：多种物质反应生成一种物质，所以只能是碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，对应方程式为C+CO2高温2CO；
（3）有红色固体（铜）生成的置换反应：单质和化合物反应生成另外一种单质和化合物，也就是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，对应方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4；
（4）复分解反应：由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，因为每种物质只能选用一次，所以只能是硝酸银和氯化钾反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钾，对应方程式为AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3。
10.（2022广州）陶瓷是火与土的结晶，是中华民族文化的象征之一
（1）下列中学实验室常见用品中，材质为陶瓷的是 (填标号)。
A. 烧杯B. 集气瓶C. 蒸发皿D. 坩埚钳
（2）烧制陶瓷的原料为黏土，某黏土的成分如下表，所列出的四种氧化物中属于非金属氧化物的是_______。(写化学式)
（3）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”描述的是著名的青瓷。
①手工制作陶瓷的过程如下图，陶瓷丰富的色彩与烧制过程中的还原反应有关。燃料(以木炭为例)在窑体内燃烧，通过两步反应生成CO，化学方程式为_______、_______。
②青瓷的“翠色”来源十分复杂。涉及窑体内的CO和瓷器表面粙料中的氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁，化学方程式为_______。
（4）古代窑炉(如下图)构造不断变迁。为了提高窑体内CO的体积分数，下列措施中可行的有哪些？ 。(填标号)
A. 相对增加燃料用量B. 相对增加空气鼓入
C. 增加排气口数量D. 减少排气口数量
【答案】（1）C （2）SiO2 （3）①C + O2 点燃 CO2 C + CO2 高温 2CO ②CO+Fe2O3高温CO2+2FeO （4）AD
【解析】（1）A、烧杯是玻璃材质，错误；
B、集气瓶是玻璃材质，错误；
C、蒸发皿是陶瓷材质，正确；
D、坩埚钳是金属材料制作的，错误；
（2）非金属氧化物是非金属元素和氧元素组成的，则二氧化硅是非金属氧化物，化学式是SiO2；
（3）①木炭先充分燃烧产生二氧化碳，然后二氧化碳和碳在高温下反应产生CO，化学方程式为：C + O2 点燃 CO2 、 C + CO2 高温 2CO；
②根据质量守恒定律，CO和氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁和二氧化碳，化学方程式为CO+Fe2O3高温CO2+2FeO；
（4）根据题目提供的信息，产生CO是分两步进行，先碳燃烧产生二氧化碳，然后碳还原二氧化碳产生CO。
A、相对增加燃料（木炭），可以多产生CO，正确；
B、过多的空气提供更多的氧气会与CO反应，降低CO含量，错误；
C、增加排气口，会导致CO减少，错误；
D、减少排气口，减少CO的损失，正确。
考点三：二氧化碳的制取
1.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
2.发生装置：固体和液体混合，在常温下反应生成气体。
3.收集装置：向上排空气法收集气体的装置。因为二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大。
4.验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），
如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。
5.检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰
水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。
【易错警示】
1.检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。
2.不能用稀硫酸代替稀盐酸，稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。
不能用浓盐酸代替稀盐酸，浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
不能用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的，它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。
3. 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饱和的碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。
典型例题5：（2022河北）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
【答案】B
【解析】A、检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管，观察是有气泡冒出，则气密性良好，正确；
B、取用块状固体时，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，错误；
C、倾倒液体时，瓶塞应倒放，试管稍微倾斜，瓶口应紧挨，标签应朝向手心处，图中操作正确，正确；
D、二氧化碳的密度比空气大，且不与空气成分反应，可以采用向上排空气法收集，导管要接近集气瓶的底部，正确。
典型例题6：（2022长沙）下列装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。
（1）写出仪器①的名称 。
（2）小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选择B装置作为发生装置，长颈漏斗下端管口应 ，应选择的收集装置是 （填字母代号）。
（3）将燃着的木条放在集气瓶口，发现木条 ，说明二氧化碳已收集满。
【答案】（1）试管 （2）伸入液面以下 D （3）熄灭
【解析】（1）仪器①的名称是试管；
（2）为了防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出，长颈漏斗下端要伸入液面以下；二氧化碳的密度比空气大，可用装置D收集；
（3）二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，将燃着的木条放在集气瓶口，发现木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
【巩固提升】
1.（2022青海）下列实验装置使用不正确的是（ ）
A．制取二氧化碳气体 B．收集氧气
C．收集二氧化碳并进行验满 D．干燥氧气
【答案】C
【解析】A、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，可用图中装置来制取，正确；
B、氧气不易溶于水，可用排水法收集，正确；
C、二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，错误；
D、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”，正确。
2.（2022岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ）
A．用过氧化氢溶液制取O2，可选用装置②④组合
B．用装置①制取CO2，分液漏斗中应装稀硫酸
C．用装置③收集CO2，气体应从管口c通入
D．要做铁丝燃烧实验，用④收集O2时建议留部分水
【答案】D
【解析】A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，该反应属于固液常温型，因此不能选择②作为氧气的发生装置，错误；
B、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物质，会覆盖在大理石的表面而阻止反应的进一步发生，反应不彻底，错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，用装置③收集CO2，气体应从管口b通入，错误；
D、要做铁丝燃烧实验，用④收集O2时建议留部分水，以防高温生成物溅落，炸裂瓶底，正确。
3. （2022陕西）化学实验中常会出现一些“出乎意料”的现象或结果，下列各项对相关异常情况的解释不合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】A、该实验中未看到火星四射，可能是温度未达到铁丝的着火点，正确；
B、在过滤操作中，若滤液浑浊，可能是滤纸破损或承接滤液的烧杯不干净或漏斗内的液面高于滤纸边缘，正确；
C、用红磷燃烧的方法来测定空气中氧气的含量时，若测定结果偏大，则可能是实验前没有夹紧弹簧夹或点燃红磷没有迅速将其伸入集气瓶内等；若红磷的量不足会导致测定结果偏小，错误；
D、该实验中若澄清石灰水未变浑浊，可能是二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢气体与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，也可能是石灰水变质，正确。
4. （2022丽水）在实验室制取和收集气体的四种装置中，下列用法不正确的是（ ）
A．可制取O2B．可制取CO2
C．可收集CO2D．可收集O2
【答案】C
【解析】A、装置属于固体加热型，试管口放有一团棉花，采用的加热高锰酸钾的方法，正确；
B、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，图中装置可制取CO2，正确；
C、二氧化碳的密度比空气的大，应用向上排空气法收集，错误；
D、氧气不易溶于水，可用排水法收集，正确。
5.（2022江西）根据下图回答有关问题：
(1)图一中仪器①的名称是______。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气，可从图一中选择的发生装置是______(填序号)；使用装置D收集氧气时应从导管口______(选填“a”或“b”)通入。
(3)实验室制二氧化碳的化学方程式为______。图一中，与装置A相比，选用装置B制二氧化碳的优点是______。将产生的二氧化碳通入图二装置，观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红，饱和澄清石灰水变浑浊，据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是_______；若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊的原因是______。
【答案】(1)酒精灯 (2) C b (3) 2HCl+CaCO₃ = CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 可以控制反应速率 能与水反应生成酸 二氧化碳中混有氯化氢气体(或盐酸有挥发性等)
【解析】
(1)图一中仪器①的名称是酒精灯；
(2)实验室用高锰酸钾制氧气，该反应为固体加热型，发生装置选C；使用装置D排空气法收集时，由于氧密度比空气大，故收集氧气时应长进短出，应从导管口b通入；
(3)实验室通常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应化学方程式为2HCl+CaCO₃ = CaCl₂+H₂O+CO₂↑；图一中，与装置A中的长颈漏斗相比，选用装置B使用的是分液漏斗，分液漏斗上有旋塞，可以通过控制旋塞来控制液体滴加的速率，从而可以起到控制反应速率的目的；将产生的二氧化碳通入图二装置，观察到试纸Ⅰ干燥的紫色石蕊试纸条不变色，而试纸Ⅱ湿润的紫色石蕊试纸条变红，说明二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试纸条变红，饱和澄清石灰水变浑浊，若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊的原因是二氧化碳中混有氯化氢气体(或盐酸有挥发性等)。
6.（2022天津）化学是一门以实验为基础的科学。
(1)根据下列装置图回答：

①写出仪器a的名称：______。
②实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 ______(填序号)。
③实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 ______(填序号)，反应的化学方程式为 ______。
④做实验时，不慎碰倒酒精灯，酒精在桌面上燃烧起来，用湿抹布盖在燃烧的酒精上，火焰熄灭。火焰熄灭的原因是降低了温度和 ______(填序号)。
A.隔绝空气
B.降低着火点
C.清除可燃物
(2)下列选项中，对相应实验描述正确的是 ______(填序号)
【答案】 (1)①集气瓶 ②AC或AD ③BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ④A (2)AC
【解析】(1)①仪器a的名称是集气瓶；
②实验室用高锰酸钾制取，属于固、固加热型，适合用装置A作发生装置；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用装置C或D收集；
③实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固、液常温型，适合用装置B作发生装置；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，可用装置D收集；碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
④用湿抹布盖在燃烧的酒精上，火焰熄灭。火焰熄灭的原因是降低了温度和隔绝氧气(或空气)；
(2)A.蜡烛由低到高依次熄灭，说明通常状况下二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，密度比空气的大，正确；
B.因为氢氧化钙的溶解度是随着温度的升高而降低的，烧杯中饱和石灰水变浑浊，说明氢氧化钠固体溶于水放出热量，使烧杯中溶液温度升高，错误；
C.水溶液呈紫色，汽油的颜色不变，说明同一物质在不同溶剂中溶解性不同，正确。
7.（2022湖北）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）实验室用装置A制取氧气时，试管中所盛的药品是 ，若用装置D收集产生的氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端进入。
（2）实验室用锌与稀硫酸制取氢气时，反应的化学方程式为 ，如果用装置E检验氢气，现象是 。
（3）实验室用装置B制取二氧化碳时，反应的化学方程式为 ，装置C也可作为实验室制取二氧化碳的发生装置，与装置B相比，选用装置C的优点是 。二氧化碳溶于水形成碳酸，用装置F检验其酸性时的现象是 ，图中标有①的仪器名称是 。
【答案】（1）高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰 a （2）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ 烧杯内壁变模糊，有水珠生成 （3）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 能够控制反应的发生与停止 紫色石蕊溶液变红 点滴板
【解析】（1）装置A属于固、固加热型，可用作高锰酸钾制取氧气的发生装置，也可用作氯酸钾制取氧气的发生装置，所以试管中的药品是高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰；氧气不易溶于水，密度比水小，若用装置D收集产生的氧气，气体应从a端进入；
（2）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；氢气燃烧生成水，如果用装置E检验氢气，现象是烧杯内壁变模糊，有水珠生成；
（3）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；与装置B相比，选用装置C的优点是能够控制反应的发生与停止；二氧化碳溶于水形成的碳酸呈酸性，能使紫色石蕊溶液变红，用装置F检验其酸性时的现象是紫色石蕊溶液变红色；图中标有①的仪器名称是点滴板。
8.（2022张家界）掌握实验室制取气体的方法是初中生必备的实验技能。如图是制取气体的常用装置，回答下列问题。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室制取氧气，可选择的发生装置和收集装置是 （写一种组合），该反应的化学方程式为 。
（3）用装置D收集二氧化碳时，其验满的方法是 。
【答案】（1）集气瓶 （2）AC或AD或BC或BD 2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑或2H2O2MnO22H2O+O2↑ （3）
把燃烧的木条放在集气瓶口，如果燃烧的木条熄灭，说明已经收集满
【解析】（1）仪器a的名称为集气瓶；
（2）实验室制取氧气，可选择的发生装置和收集装置是AC或AD或BC或BD，该反应的化学方程式为2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑或2H2O2MnO22H2O+O2↑；
（3）用装置D收集二氧化碳时，其验满的方法是把燃烧的木条放在集气瓶口，如果燃烧的木条熄灭，说明已经收集满。
9．（2022东营）2021年12月9日，由航天员王亚平主讲的“天宫课堂”压轴实验圆满成功。实验中往漂浮在空中蓝色水球中放入半片泡腾片【主要成分是柠檬酸（H3C6H5O7）和碳酸氢钠】，泡腾片与水作用，不断产生小气泡，水球逐渐变大。产生的气泡是什么呢？为什么泡腾片遇到水才产生气泡？
【猜想与假设】
小亮同学结合已有知识，判断产生的气泡是CO2，他的判断依据是 。
【设计并进行实验】
小亮同学在实验室利用以下装置，模拟用维生素C泡腾片和水制取并验证该气体的性质。
（1）仪器a的名称；仪器b的名称 。
（2）实验室要用以上装置制取并收集该气体。需要选择的发生装置和收集装置是 （填序号），选择此发生装置的依据是 。
（3）小亮同学将该气体通入到盛有澄清石灰水的试管中，观察到的现象是 ，请写出此反应的化学方程式 ，证明该气体是二氧化碳。
【反思交流】
小丽同学提出，泡腾片遇到其他液体也能产生气泡吗？她设计并进行了以下4个实验，将4片同样的泡腾片同时放入四个盛有50mL不同液体的烧杯中：
设置实验1的目的是 ，通过以上实验你还得出的结论是 。
【实验启示】
维生素C泡腾片最好 保存。
【答案】【猜想与假设】柠檬酸溶于水，与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳 【设计并进行实验】（1）
集气瓶 （2）BE 反应物为固液混合物，不需要加热 （3）澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 【反思交流】无明显现象 作为对比实验 泡腾片不溶于有机溶剂 【实验启示】密封干燥
【解析】【猜想与假设】柠檬酸属于酸，可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳；
（1）b为收集气体的集气瓶；
（2）反应物为固液混合，不需要加热，故选B为发生装置，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，故选E为收集装置；
（3）二氧化碳通入澄清石灰水，可使澄清石灰水变浑浊；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
【反思交流】植物油没有水，因此没有明显现象；白醋含有水，因此会看到大量气泡产生；实验1只含有水，与其他实验形成对比，说明有水存在才会产生气泡；植物油和酒精属于有机溶剂，说明泡腾片不溶于有机溶剂；
【实验启示】泡腾片遇到水就会反应，因此需要保持干燥环境保存。
10.（2022湘西）实验中，可以根据反应物的状态和反应类型选择相同的装置制取不同气体，根据下列图示回答问题：
（1）图中①的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可以选择 （用A～F填空）作为发生装置。该装置还可以用于制取二氧化碳气体，写出实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的化学方程式： 。
制取得到的CO2气体中往往含有HCl杂质可以选用装置F除去，除杂时气体应从 （填“a”或“b）端通入。
（3）以上装置中可同时用于实验室收集O2和CO2的是 （A～F填空）。
【答案】（1）酒精灯 （2）B CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ a （3）D
【解析】（1）仪器a的名称是酒精灯；
（2）过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应不需要加热，采用B作为发生装置，实验室制取二氧化碳的反应方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，为了保证氯化氢和碳酸氢钠充分反应，应该长进短出，从a进；
（3）氧气和二氧化碳的密度都大于空气，因此都可以采用向上排空气法收集。
考点四：碳的氧化物
一氧化碳和二氧化碳性质及用途的比较
【易错警示】
1.二氧化碳不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。
2.二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C高温2CO。该反应是吸热反应。该反应既是化合反应，又是氧化还原反应（CO2是氧化剂，C是还原剂）。该反应是二氧化碳变为一氧化碳的一种方法。
3.二氧化碳灭火，既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质。
典型例题7：（2022佳木斯）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
【答案】B
【解析】A、一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，正确；
B、通常情况下，CO2不支持燃烧，CO能燃烧，不能支持燃烧，错误；
C、固体CO2可用于人工降雨，CO具有可燃性，可作燃料，正确；
D、二氧化碳本身没有毒性，CO有毒，易与血液中的血红蛋白结合引起中毒，正确。
典型例题8：（2022凉山州）化学兴趣班的同学准备分组进行气体的制取与性质的探究实验，实验员准备了如图仪器，同学们根据所学知识完成下列题目。
（1）请写出如图中对应字母编号为“e”的仪器名称 。
（2）甲小组的同学准备利用过氧化氢溶液制得较多量的氧气，同时便于添加液体试剂，应选择如图中的 （选填字母编号）来组成发生装置，生成氧气的化学方程式为 。
（3）乙小组的同学利用甲小组组装的发生装置制得了二氧化碳气体，并将气体从如图a端通入以探究二氧化碳的性质，其中1、4为湿润的石蕊棉球，2、3为干燥的石蕊棉球。同学们观察到2、3棉球不变色，1、4棉球变红且4棉球先变红，根据实验现象可得出二氧化碳的物理性质是 ，二氧化碳的化学性质是（用化学方程式表示） 。
【答案】(1) 长颈漏斗 (2) 2H2O2MnO22H2O+O2↑ （3）密度比空气大 CO2+H2O＝H2CO3
【解析】（1）e为长颈漏斗；
（2）利用过氧化氢制取氧气，发生装置为固液不加热型，要制取较多的氧气，发生装置应该选择锥形瓶，即装置b，同时要便于随时添加液体药品，需要选择长颈漏斗，即装置e，搭配的橡皮塞为双孔橡皮塞，即装置h，过氧化氢制取氧气的方程式为：2H2O2MnO22H2O+O2↑；
（3）由图可知，将二氧化碳从a端通入后，观察到2、3棉球不变色，1、4棉球变红且4棉球先变红，4先变红，说明二氧化碳的密度比空气大，湿润的棉球变红的原因是由于二氧化碳与水反应生成碳酸，方程式为：CO2+H2O＝H2CO3。
【巩固提升】
1.（2022泰安）如图是自然界中碳、氧循环简图（X为H2CO3，Y为C6H12O6）。下列说法错误的是（ ）
A．图一中X溶液显酸性，是形成酸雨的主要原因
B．图二转化1实现了无机化合物到有机化合物的转化
C．图一、图二对比说明，反应物相同，反应条件不同，产物不同
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
【答案】A
【解析】A、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，但此水溶液的pH约为5.6，而酸雨是指pH小于5.6的雨水，导致酸雨的物质是二氧化硫和氮氧化物，与二氧化碳无关，错误；
B、在图二转化1中，反应物二氧化碳和水属于无机化合物，生成物C6H12O6是有机化合物，因此图二转化1实现了无机化合物到有机化合物的转化，正确；
C、图一转化1是二氧化碳与水反应生成碳酸，图二转化1是二氧化碳和水在光照条件下，在叶绿体内反应生成C6H12O6和氧气，由图一、图二对比说明，反应物相同，反应条件不同，产物不同，正确；
D、由图示可知，碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定，正确。
2.（2022扬州）制取、收集CO2并验证相关性质，下列做法不正确的是（ ）
A．检查装置气密性B．加入石灰石
C．收集CO2D．验证CO2不支持燃烧
【答案】B
【解析】A、检查装置气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，正确；
B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器。图中操作错误，错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，用万用瓶收集二氧化碳，应“长进短出”，正确；
D、将二氧化碳倾倒入烧杯中，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，正确。
3.（2022安徽）我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成过程中主要物质向转化的微现示意图如下、下列说法错误的是（ ）
A．催化剂提高了合成效率B．X的化学式为CH2O
C．CO2合成的过程中伴随能量变化D．一定有含氢元素的物质参与合成反应
【答案】B
【解析】A、根据题意可知，催化剂能提高合成效率，正确；
B、根据微观示意图可知，X的化学式为C2H4O2，错误；
C、CO2合成的过程中有新物质生成，伴随能量变化，正确；
D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，该反应中生成物只有一种且含有氢元素，因此一定有含氢元素的物质参与合成反应，正确。
4.（2022北京）下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是（ ）
A. 闻气味B. 观察颜色
C. 倒入适量澄清的石灰水D. 将燃着的木条伸入集气瓶中
【答案】C
【解析】A、氮气和二氧化碳均是没有气味的气体，用闻气味的方法无法鉴别，错误；
B、氮气和二氧化碳均是没有颜色的气体，观察颜色无法鉴别，错误；
C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，而氮气不能，能鉴别，正确；
D、将燃着的木条伸入集气瓶，氮气和二氧化碳均能使木条熄灭的是二氧化碳，无法鉴别，错误。
5.（2022湖北）下列有关说法不正确的是（ ）
A．河水经过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化过程得到自来水
B．常用澄清石灰水检验汽水中溶解的二氧化碳
C．CO2和CO的化学性质差异较大是因为分子构成不同
D．电解水实验中得到氢气与氧气，说明水是由氢、氧两种元素组成
【答案】A
【解析】A、河水经过沉淀（使悬浮的杂质沉降）、过滤（除去难溶性杂质）、吸附（吸附水中的色素和异味）、消毒（除去细菌和病毒）等净化过程得到自来水，不要蒸馏，错误；
B、通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，正确；
C、二氧化碳和一氧化碳组成元素相同，但是分子构成不同，故化学性质差异较大，正确；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，说明水由氢元素和氧元素组成，正确。
6.（2022烟台）烟台籍航天员王亚平在“天宫课堂”中介绍了空间站中的生活，在轨演示了水球变气球等炫酷的实验。
Ⅰ.“天宫”中水和氧气的最大化利用是生活保障的重要措施。如图是空间站资源再利用模拟图。
（1）在“水净化系统”中，活性炭可以除去色素和异味，是利用活性炭具有 性；高分子膜可以除去水中大分子杂质，与实验室常用的 操作原理相同。
（2）“水电解系统”中产生氧气的电极应接在电源的 极（填“正”或“负”）。
（3）“氢氧燃料电池”中有催化剂，氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能，实现由 能到电能的转化，发生反应的化学方程式是 。
（4）“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2，该反应的化学方程式是 。
Ⅱ.在“天宫课堂”中王亚平将少量蓝色颜料注入水球，很快整个水球变成蓝色。然后将泡腾片放入水球中，产生了大量气泡向四周扩散，气泡充满整个水球。
（5）蓝色颜料能让整个水球全部变蓝，是因为颜料分子具有 的特征。
（6）气泡是泡腾片中含有的柠檬酸（具有酸性）和碳酸氢钠溶于水后发生反应生成的气体形成的，根据酸的性质判断生成的气体是 。
（7）如果在空间站失重状态下收集制得的O2，可选用下列装置中的 （填序号）。
【答案】（1）吸附 过滤 （2）正 （3）化学 2H2+O2催化剂2H2O （4）CO2+4H2＝CH4+2H2O
（5）不断运动的 （6）CO2 （7）D
【解析】（1）活性炭疏松多孔，具有较强的吸附性，可以除去色素和异味；高分子膜可以除去水中大分子杂质，与实验室常用的过滤操作原理相同；
（2）电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气；
（3）“氢氧燃料电池”中有催化剂，氢气与氧气在催化剂作用下能直接化合释放出电能，实现由化学能能到电能的转化，发生反应的化学方程式是2H2+O2催化剂2H2O；
（4）“萨巴蒂尔反应器”可以除去CO2，是利用二氧化碳与氢气反应生成水和甲烷，化学方程式为CO2+4H2＝CH4+2H2O；
（5）“整个水球变蓝色”说明分子是不断运动的；
（6）酸可以与碳酸氢盐反应生成二氧化碳，气泡是泡腾片中含有的柠檬酸（具有酸性）和碳酸氢钠溶于水后发生反应生成的气体形成的，根据酸的性质判断生成的气体是CO2；
（7）如果在空间站失重状态下收集制得的O2，不能利用密度大小的原理进行收集，可选用真空袋收集。7.（2022北京）用如图装置进行实验，向瓶中依次加入Na2CO3和稀硫酸，塞紧胶塞。
（1）瓶中发生反应的化学方程式为_______________。
（2）观察到干纸花不变色，湿纸花变红。湿纸花变红的原因是_______________。
【答案】（1）H2SO4+Na2CO₃ =Na2SO4+H₂O+CO₂↑ （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变红
【解析】（1）Na2CO3和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳。化学方程式H2SO4+Na2CO₃ =Na2SO4+H₂O+CO₂↑；
（2）由于二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊变红。所以，观察到干纸花不变色，湿纸花变红。
8.（2022益阳）2022年第24届冬奥会在北京盛大举行。
（1）冬奥会吉祥物“冰墩墩”，外形可爱，深受大家喜欢。“冰墩墩”外壳是健康、适用的硅胶材质。硅是元素周期表中第14号元素，属于 （填“金属”或“非金属”）元素；“冰墩墩”内部的毛绒部分主要成分为聚酯纤维，聚酯纤维属于 （填“天然”或“合成”）高分子材料；
（2）冬奥会的冰面为CO2跨临界直冷制冰。这种制冰技术可使碳排放量接近于零，而且对温度的控制也更为精准，可满足各项冰面比赛的需要。下列关于CO2的说法正确的是 （填字母代号）；
A．CO2是一种有毒气体
B．CO2排放过多，可加剧温室效应
C．固态CO2可作制冷剂
D．大棚蔬菜种植中，CO2可作气体肥料
（3）冬奥会中“飞扬”火炬采用氢气做燃料，氢气燃烧只有水生成，实现了零污染。写出氢气燃烧的化学方程式 。
【答案】（1）非金属 合成 （2）BCD （3）2H2+O2点燃2H2O
【解析】（1）硅是元素周期表中第14号元素，属于非金属元素；聚酯纤维属于合成高分子材料；
（2）A．CO2是一种无毒气体，错误
B．CO2排放过多，可加剧温室效应，正确
C．固态CO2可作制冷剂，是因为二氧化碳固体升华时吸热，正确；
D．大棚蔬菜种植中，CO2可作气体肥料，是因为光合作用时，二氧化碳和水反应生成有机物和氧气，正确；
（3）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式是2H2+O2点燃2H2O。
9．（2022张家界）阅读下列材料，结合所学的化学知识回答问题：
2021年11月，第26届联合国气候大会在英国格拉斯哥召开，讨论的核心物质仍是CO2，如何降低大气中CO2浓度，是人类一直在研究的重要议题。全球碳循环如图所示：
对二氧化碳的综合利用是国际研究的热点，如：工业上可以将CO2转化成尿素、甲醇等资源；科学家还发现了一种镍与有机物组成的混合催化剂，利用太阳光能，可将水中溶解的CO2转化成CO和O2；我国科学家在实验室首次实现了利用CO2直接人工合成淀粉[（C6H10O5）n]，这是中国科学家在人工合成淀粉方面取得的颠覆性、原创性突破。
（1）在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来源有 （写一条），降低大气中二氧化碳含量的途径有 （写一条）。
（2）工业上将二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为：CO2+3X一定条件CH3OH+H2O，其中X的化学式为 。
（3）CO2在一定条件下生成CO和O2，该反应的基本反应类型是 。
（4）“我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀粉”的意义： （写一条）。
【答案】（1）呼吸作用（合理即可） 光合作用（合理即可） （2）H2 （3）分解反应 （4）缓解粮食危机（合理即可）
【解析】（1）在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来源有微生物的分解作用、呼吸作用、化石能源的燃烧等；降低大气中二氧化碳含量的途径有光合作用等；
（2）由质量守恒定律可知，反应前后，原子的种类与数目不变。由CO2+3X一定条件CH3OH+H2O可知，反应前有：1个碳原子、2个氧原子；反应后有：1个碳原子、6个氢原子、2个氧原子，则3X中含有6个氢原子，即X的化学式为H2；
（3）CO2在一定条件下生成CO和O2，该反应的化学方程式为2CO2一定条件2CO+O2，该反应是由一种物质生成两种新物质，基本反应类型是分解反应；
（4）我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀粉，在一定程度上能缓解粮食危机、缓解温室效应、节省耕地资源等。
10.（2022张家界）某化学兴趣小组同学看完天宫课堂后，对“泡腾片实验”中产生的气体成分有了浓厚兴趣。他们在老师的指导下，对气体的成分进行探究。
查阅资料：（1）某泡腾片的主要成分是碳酸钠（Na2CO3）和柠檬酸（C6H8O7）。
（2）常温时，柠檬酸为白色晶体，是一种重要的有机酸，易溶于水，具有酸的通性，175℃以上时会分解，柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。
（3）碳酸不稳定，易分解。
[猜想与假设]
依据质量守恒定律分析：该气体可能是CO2、O2、CO、H2中的一种或几种，但从安全角度考虑该气体中不可能含有CO和H2。
猜想一：该气体是CO2
猜想二：该气体是 。
猜想三：该气体是CO2和O2
[设计与实验]
根据上述实验现象分析判断猜想 正确。
[反思与交流]
（1）实验二中饱和氢氧化钠溶液的作用是 。
（2）甲同学认为：该气体通入紫色石蕊溶液中，若石蕊溶液变红，也能确定该气体中一定含有二氧化碳。
乙同学认为：甲同学的实验方案不严谨，泡腾片中的柠檬酸可能随气流进入紫色石蕊溶液使其变红。可对甲同学实验后的溶液稍微加热，若观察到红色溶液变回紫色，才能确定使紫色石蕊溶液变红的物质不是柠檬酸，其理由是 。
【答案】[猜想与假设] O2 [设计与实验] 一 [反思与交流]（1）吸收气体中的二氧化碳 （2）碳酸加热易分解，柠檬酸需要加热到175℃以上才会分解，所以稍加热溶液由红色变为紫色，说明是碳酸分解生成二氧化碳，溶液不再显酸性，证明气体为二氧化碳。
【解析】[猜想与假设]根据题目信息，气体从二氧化碳、氧气中选择，所以要么为其中一种气体，要么为两种气体的混合物；
[设计与实验]澄清石灰水变浑浊，证明含有二氧化碳，混合物气体通过饱和氢氧化钠溶液后，木条不复燃，说明不含有氧气，因此气体为二氧化碳，猜想一成立；
[反思与交流]（1）二氧化碳可与氢氧化钠反应，所以利用饱和氢氧化钠溶液吸收二氧化碳；
（2）碳酸加热易分解，而柠檬酸加热到175℃才会分解，因此稍微加热发生变色现象，说明是碳酸存在，加热分解后不再显酸性，变为紫色，排除柠檬酸的存在。
化学式
颜色
形状
硬度
导电性
润滑性
用途
金刚石
C
无色透明
正八面体
最硬
无
无
划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等
石墨
深灰色、有金属光泽、不透明
细鳞片状
最软之一
优良
良好
电极、铅笔芯、润滑剂等
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
化学性质
反应现象及化学方程式
用途
1.稳定性
常温下，碳的化学性质不活泼
用于墨汁写字或绘画
2.可燃性
化学
方程式
充分燃烧：C+O2点燃CO2
不充分燃烧：2C+O2点燃2CO
用作燃料
3.还原性
化学
方程式
碳与氧化铜反应：C+2CuO高温2Cu+CO2↑
碳与氧化铁反应：3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑
碳与二氧化碳反应：CO2+C高温2CO
冶炼金属
成分
二氧化硅
氧化铝
氧化铁
氧化镁
其它
质量分数/%
69.51
14.15
2.55
1.31
12.48
实验
验证氧气的化学性质
除去粗盐中的泥沙
测定空气中氧气的含量
检验实验室制出的二氧化碳
异常情况
未看到火星四射
滤液浑浊
测定结果偏大
澄清石灰水未变浑浊
选项
A.可能是温度未达到铁丝的着火点
B.可能是滤纸破损
C.可能是红磷的量不足
D.可能是二氧化碳中混有氯化氢气体
选项
A
B
C
实验
实验描述
蜡烛由低到高依次熄灭，说明通常状况下二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，密度比空气的大
烧杯中饱和石灰水变浑浊，说明氢氧化钠固体溶于水吸收热量使烧杯中溶液温度降低
水溶液呈紫色，汽油的颜色不变，说明同一物质在不同溶剂中溶解性不同
实验
实验现象
实验结论
实验1
放入水中
水中有大量气泡产生；
有水存在，泡腾片才能产生CO2。
实验2
放入植物油中
植物油中 ；
实验3
放入酒精中
酒精中无明显现象；
实验4
放入白醋中
白醋中 。
一氧化碳
二氧化碳
物理
性质
无色、无味的气体，密度比空气略小，
难溶于水
无色、无味的气体，密度比空气大，
能溶于水
化
学
性
质
可燃性
具有可燃性
化学方程式：2CO+O2点燃2CO2
一般情况下，不燃烧
也不支持燃烧
还原性
具有还原性（如：与氧化铜反应）
化学方程式：CuO+CO△Cu+CO2
实验现象：黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊，导管末端产生蓝色火焰
无
与水
反应
不反应
能与水反应 化学方程式：CO₂+H₂O=H₂CO₃
现象：紫色石蕊试液变为红色
碳酸不稳定，易分解
化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑
与澄清石灰水反应
不反应
能与澄清石灰水反应
化学方程式：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O现象：澄清石灰水变浑浊
毒
性
有毒，能与血液中的血红蛋白结合，使血液其失去运输氧的功能
无毒，但不能供给呼吸是温室气体，使全球变暖
用
途
有可燃性，可用作燃料
有还原性，可用于冶炼金属
常用于灭火
工业原料
固体二氧化碳“干冰”可作制冷剂
温室大棚中的肥料
实验序号
实验操作
实验现象
实验一

澄清石灰水变浑浊
实验二

带火星的木条没有复燃