重难点09 碳及其氧化物-2024年中考化学题型专练（苏州专练）

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知识点一、碳单质
（1）、金刚石是自然界中最硬的物质。石墨是最软的矿物之一。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，这个过程是物理变化。
（2）金刚石、石墨等它们都属于碳单质，化学式相同。但它们的物理性质不同，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。
（3）C60不是碳原子构成的，是由分子构成的物质，1个C60分子由60个碳原子构成。
（4）古代字画能长久保存的原因是碳单质常温下具有强的稳定性。
（5）C与CuO反应现象为黑色固体变红，生成能够使澄清石灰水变浑浊的气体，化学方程式C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑（置换反应）。
知识点二、碳的氧化物
（1）二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红，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，化学方程式CO2+H2O=H2CO3。
（2）CO的三种化学性质：可燃性，还原性，毒性。可燃性气体点燃前一定要检验纯度，决定其用作燃料。还原性决定其用于金属冶炼，性质决定用途，一定要一一对应，不要弄混了。
（3）分子的种类不同，则性质也不同。一氧化碳和二氧化碳性质不同的根本原因是分子不同，不能简单比较原子数目。
知识点三、制取二氧化碳
（1）实验室制取二氧化碳药品的选择：
①不能用稀硫酸和大理石反应是因为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。
②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。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③不用碳酸钠是因为反应速度过快，不便收集。
（2）二氧化碳中有水蒸气和HCl杂质。
检验气体：
（1）先通过白色硫酸铜粉末，硫酸铜变为蓝色则说明有水蒸气；
（2）再通过硝酸银溶液，若有不溶于硝酸的白色沉淀生成，说明有HCl。
净化气体：
（1）先通过饱和碳酸氢钠溶液，除去HCl；
（2）再通过浓硫酸溶液，除去水蒸气。
例1. （2022·湖南长沙·中考真题）“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、石墨具有良好的导电性，不符合题意；
B、C60由C60分子构成，不符合题意；
C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，符合题意；
D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不符合题意。
故选C。
例2. （2022年云南省昆明市中考）填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列属于石墨化学性质的是（ ）
A．金属光泽B．质软C．导电性D．可燃性
【答案】D
【解析】通过化学变化才能体现出来的性质属于化学性质。
A、金属光泽不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
B、质软不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
C、导电性不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，不符合题意；
D、可燃性需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，符合题意。
故选D。
例3. （2022·湖北荆门·中考真题）认知元素及化合物，常研究该元素的单质、氧化物、酸（或碱）、盐的性质，应用及转化关系等。如碳元素对应物质的部分转化关系如图：
下列相关说法不正确的是（ ）
A．转化①的反应类型可以是复分解反应
B．转化②应用于糕点的发酵
C．转化③可用来检验CO2气体
D．工业上可利用转化④制备生石灰
【答案】B
【解析】A、转化①为碳酸钠转化为碳酸钙，碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠，该反应为复分解反应，故选项说法正确；
B、转化②为碳酸钠转化为二氧化碳，碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳，该反应不能用于糕点的发酵，故选项说法错误；
C、转化③为二氧化碳转化为碳酸钙，澄清的石灰水中的溶质为氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水，则澄清的石灰水可以用来检验二氧化碳，故选项说法正确；
D、转化④为碳酸钙转化为二氧化碳，碳酸钙高温煅烧能生成氧化钙与二氧化碳，工业上常用高温煅烧石灰石（主要成分碳酸钙）制取生石灰，故选项说法正确。
故选B。
例4. （2022·湖南娄底·中考真题）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、干冰即固态二氧化碳，若飞机在云层撒布干冰，由于干冰升华吸热，水蒸气迅速冷凝变成水滴，开始下雨。所以干冰可用于人工降雨。A正确。
B、金刚石是天然存在的最硬物质；石墨很软。B错。
C、在常温下，碳的化学性质不活泼。C错。
D、CO具有可燃性，CO2不燃烧也不支持燃烧。D错。
综上所述：选择A。
例5. （2020江苏苏州）用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（ ）
A.甲中逸出的气体只含CO2
B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应
C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸
【答案】D
【解析】A.由于盐酸的浓度较大，所以甲中逸出的气体含HCl和CO2，故错误；
B.乙中液体变红，可能是挥发出的HCl使紫色石蕊试液变红，无法证明CO2能与水反应，故错误；
C.加热后红色不褪去，不能说明碳酸受热不分解，因为溶液变红是盐酸在起作用，而盐酸不分解，故错误；
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸，因为稀硫酸没有挥发性，故正确。故选D。
例6. （2022江苏扬州）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，不符合题意；
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，符合题意；
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”，不符合题意；
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，不符合题意。
故选B。
例7. （2022黑龙江佳木斯）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
【解答】解：A、一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，故选项说法正确。
B、通常情况下，CO2不支持燃烧，CO能燃烧，不能支持燃烧，故选项说法错误。
C、固体CO2可用于人工降雨，CO具有可燃性，可作燃料，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
故选：B。
例8. （2022陕西中考A）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，故选：D。
例9. （2022年贵州省铜仁市中考）化学是一门以实验为基础的科学，下列操作正确的是（ ）
A. 闻药品气味B. 燃着的木条检验CO2
C. 滴加液体D. 点燃酒精灯
【答案】D
【解析】
【详解】A、实验室的药品有的是有毒的，不要把鼻孔凑到容器口闻药品的气味，应该用手轻轻煽动试剂瓶口，带动少量的气味进入鼻腔；错误；
B、验满二氧化碳时，把燃着的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭，熄灭说明已满；错误；
C、使用胶头滴管滴加液体时，胶头滴管垂直悬空在试管的正上方，防止沾污滴管；错误；
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，点燃酒精灯时要用火柴点燃；正确；
故选D。
例10. 用下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
A．干燥管放入烧杯中，稀盐酸可以随时进入干燥管产生气体，不用时可以随时移出干燥管，故可以控制反应的进行，故A不选；
B．石灰石在有孔塑料片上，用气体时，打开开关，U型管右边液面上升，稀盐酸就会浸没石灰石产生气体，不用时关闭开关，右边压强增大，盐酸又被压到塑料片以下，控制了反应的进行，故B不选；
C．原理同A，可以上下移动铜丝，就移动了有孔的塑料瓶，因此可以控制反应的进行，故C不选。
D．虽然有带孔的塑料片，但是稀盐酸一直浸没大理石，所有无法控制反应的进行，故选D。
故选：D。
1、碳单质物理性质差别的原因为碳原子的排列顺序不同。金刚石中碳原子排列呈正四面体结构，石墨中碳原子排列呈片层结构，C60中碳原子排列呈足球状结构。
2、无定性碳
活性炭、木炭具有强烈的吸附性，木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
1．（2022年山东省泰安市中考）物质的性质决定用途。下列物质的用途中利用其化学性质的是（ ）
A．氧气用于气焊B．干冰用于人工降雨
C．铜用于制导线D．活性炭用于除冰箱异味
【答案】A
【解析】
A、氧气用于气焊，是因为氧气具有助燃性，助燃性属于化学性质；
B、干冰用于人工降雨，是因为干冰升华吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质；
C、铜用于制导线，是因为铜具有良好的导电性，导电性属于物理性质；
D、活性炭用于除冰箱异味，是因为活性炭具有吸附性， 吸附性属于物理性质。
故选A。
2．（2022广西贺州中考）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，不符合题意；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，不符合题意；
C、石墨很软，是最软的矿物之一，不符合题意；
D、金刚石是天然存在的最硬的物质，符合题意；
故选D。
3．（2022湖南郴州）有关碳及其化合物说法错误的是（ ）
A. 金刚石是由碳元素组成的天然存在的最硬的物质
B. 绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并放出氧气
C. 一氧化碳气体易溶于水
D. 加热条件下，木炭可使氧化铜还原为铜
【答案】C
【解析】A、金刚石是由碳元素组成的单质，且天然存在的最硬的物质，故说法正确；
B、绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳和水蒸气合成有机物并放出氧气，故说法正确；
C、一氧化碳气体难溶于水，故说法错误；
D、加热条件下，木炭可使氧化铜还原为铜和二氧化碳，故说法正确；
故选C。
4．下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是（ ）
A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
B．碳在空气充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成CO
C．CO和CO2组成元素相同，所以它们的化学性质也相同
D．CO可用于冶炼金属、做气体燃料；CO2可用于人工降雨、灭火
【答案】C
【解析】
A、《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为墨汁中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，故选项说法正确．
B、碳具有可燃性，在空气中充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成CO，故选项说法正确．
C、CO和CO2的组成元素相同，但它们分子的构成不同，不同种的分子性质不同，故选项解释错误．
D、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，具有可燃性，可用作气体燃料；CO2可用于灭火，固态的二氧化碳升华吸热，可用于人工降雨；故选项说法正确。
故选C。
5．（2022年重庆市中考）一定条件下物质间可以转化。结合如下转化过程和初中知识，下列说法不正确的是（ ）
C→CO-→CO2→H2CO3→CaCO3→CaO
A．CO是有毒气体B．CO2不是空气污染物
C．H2CO3受热易分解D．CaCO3可直接转化为Ca(OH)2
【答案】D
【解析】
A、一氧化碳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，故一氧化碳有毒，不符合题意；
B、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
C、碳酸受热易分解生成二氧化碳和水，不符合题意；
D、碳酸钙不能直接转化为氢氧化钙，碳酸钙可高温煅烧生成氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，符合题意。
故选D。
6．（2022年湖南省怀化市中考）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；
故选A。
7．（2022山东临沂中考）下列关于碳及其化合物的说法正确的是
A. 金刚石、石墨和C60的性质相似
B. 木炭在氧气中燃烧，生成物一定是二氧化碳
C. CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质
D. 在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒
【答案】C
【解析】
A、金刚石、石墨和C60的化学性质相似，由于碳原子排列顺序不同 ，它们的物理性质不相同，说法错误；
B、木炭在氧气中充分燃烧，生成物是二氧化碳，不充分燃烧生成物是一氧化碳，说法错误；
C、 CO2灭火是利用二氧化碳密度大于空气（物理性质)，不能燃烧也不能支持燃烧（化学性质)的性质，既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质 ，说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一壶水不能防止一氧化碳中毒，说法错误。
故选：C。
8．要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，下列操作中能达到目的是（ ）
A．将混合气体点燃 B．将混合气体通过灼热的碳层
C．将混合气体通入水中 D．将混合气体通过灼热的氧化铜
【答案】D
【解析】
A、虽然一氧化碳能燃烧，但由于二氧化碳气体中混有少量一氧化碳，二氧化碳不支持燃烧，所以根本就不能点燃一氧化碳，选项错误；
B、混合气通过炽热的炭层后，二氧化碳会与炭生成一氧化碳，但是二氧化碳是主要物质，选项错误；
C、二氧化碳和水反应生成碳酸，混合气通过水后，会将二氧化碳吸收，但是二氧化碳是主要物质，选项错误；
D、混合气通过氧化铜后，一氧化碳具有还原性，会转化成二氧化碳，最后就只剩下二氧化碳，选项正确。
故选D
9．下列物质中不能用来鉴别一氧化碳和二氧化碳两种气体的是（ ）
A.稀盐酸B.灼热的氧化铜
C.燃着的木条D.澄清石灰水
【答案】A
【解析】
A、二氧化碳和一氧化碳都不能和稀盐酸反应，故A符合题意；
B、一氧化碳能使灼热的氧化铜变成红色，二氧化碳不能使灼热的氧化铜变成红色，故B不符合题意；
C、一氧化碳能够燃烧，所以能够被、点燃的木条引燃，而二氧化碳不支持燃烧，能够使燃着的木条熄灭，所以能够区分，故C不符合题意；
D、二氧化碳能使石灰水变浑浊，一氧化碳不能使石灰水变浑浊，所以可以区分它们，故D不符合题意．
故选A
10．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（ ）
①玻璃管中黑色固体变成了红色
②CO被还原为CO2
③玻璃管中发生的反应为置换反应
④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源
A．①②B．①④C．②④D．③④
【答案】B。
【解析】①一氧化碳具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，会观察到玻璃管中黑色固体变成了红色，故选项说法正确。
②一氧化碳夺取了氧化铜的氧，CO被氧化为CO2，故选项说法正确。
③一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项说法错误。
④一氧化碳燃烧生成二氧化碳，利用一氧化碳燃烧的热量给玻璃管加热，既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源，故选项说法正确。
11．（2022年重庆市中考）根据如图，下列气体的实验室制法正确的是（ ）

选择甲装置制取CO2，X为稀硫酸
B．选择甲装置制取H2，Y为铜粒
C．选择乙装置既可收集H2也可收集CO2
D．选择乙装置干燥O2，气流方向为b进a出
【答案】C
【解析】
A. 实验室使用稀盐酸制取二氧化碳，不使用稀硫酸。因为硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水，会附着在固体药品表面阻碍反应进行。错误。
B. 铜活动性比氢弱，不能和酸反应放出氢气。所以Y不能为铜。错误。
C. 二氧化碳密度比空气大，从乙a端通入，空气从b排出。氢气密度比空气小，从乙b端通入，空气从a端排出。选择乙装置既可收集H2也可收集CO2，正确。
D. 乙作洗气装置，需要药品和气体充分接触，则气体通入药品中，所以氧气从a进入。错误。
故选:C。
12．（2021北京市顺义初三化学二模）用下图所示进行二氧化碳的有关实验，其中不能达到实验目的的是（ ）
A. 干燥CO2 B. 验证CO2与水反应
C. 验证CO2与NaOH反应 D. 收集CO2
【答案】C
【解析】A、浓硫酸能够吸收水蒸气，可以干燥CO2，该选项能够达到实验目的；
B、干燥小花不变色，湿润小花变红色，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色，验证了CO2与水反应，该选项能够达到实验目的；
C、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，过程中无明显现象，不能证明是否发生反应，该选项不能达到实验目的；
D、二氧化碳密度比空气大，可以用向上排空气法收集，该选项能够达到实验目的。
故选：C。
13．利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．碳酸钙粉末产生的CO2质量多
B．块状碳酸钙产生的CO2质量多
C．对比分析a、b点可知，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应
D．对比分析c、d点可知，相同的气压时，块状碳酸钙需要时间短
【答案】C
【解析】最终曲线①、②的气压相等，说明最终产生的CO2质量相等，故A、B均错误；对比分析a、b点可知，曲线①单位时间内气压大，说明单位时间内产生的气体多，反应速率快。曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应，故C正确；对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末所需的时间短，故D错误。故选C。
14．对于如图实验现象分析正确的是（ ）
A．打开a，试管I中产生气泡，试管II中无现象
B．打开a，液体从试管II流向试管I
C．关闭a，无法使试管I中反应停止
D．先打开a，稍后关闭，试管II中产生白色沉淀又溶解了
【答案】D
【解析】A、打开a，试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触，反应开始，产生二氧化碳，生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ，二氧化碳与澄清石灰水反应，生成碳酸钙白色沉淀，澄清石灰水变浑浊，错误；
B、打开a，稀盐酸与大理石开始反应，生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ，液体不会流动，错误；
C、关闭a，试管Ⅰ中压强增大，将稀盐酸压入导管中，稀盐酸与大理石分离，反应停止，错误；
D、先打开a，打开a，试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触，反应开始，产生二氧化碳，生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ，二氧化碳与澄清石灰水反应，生成碳酸钙白色沉淀；稍后关闭，试管Ⅰ内压强增大，将试管I中的稀盐酸压入试管Ⅱ中，稀盐酸与碳酸钙反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，故先打开a，稍后关闭，试管II中产生白色沉淀又溶解了，正确。故选D。
15．甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲与丙在高温的条件下反应生
成乙；②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙；③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是（ ）
A．C、CO、CO2、CaCO3 B．C、CO、CO2、H2CO3
C．CO、C、CO2、CaCO3 D．CO2、C、CO、H2CO3
【答案】B
【解析】甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，甲与丙在高温的条件下反应生成乙, 乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙，可知，乙具有可燃性，所以乙为CO；常温下丁能分解生成丙,那么丁为H2CO3，丙为CO2，则甲为C。故选B。
16．（2021福建福州模拟）兴趣小组的同学利用下列仪器和装置制取气体并探究二氧化碳的化学性质。请回答：
（1）用装置A制取二氧化碳的实验中，要停止反应，需要进行的操作是______________，反应的化学方程式为______________；铜网不能换为铁丝网，原因是_____________________。
（2）进行装置B的实验未观察到澄清石灰水变浑浊，写出一条可能的原因____________________________。
（3）装置C的实验现象是____________________________。
（4）一般物质着火用二氧化碳灭火的原理是_____________________，装置D发生置换反应，反应的化学方程式为____________________________。
（5）装置E中滴入2滴NaOH溶液后观察到U形管左侧液面比右侧高，原因是______________。
【答案】
（1）抽动粗铜丝使铜网与稀盐酸分离 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ 铁会与稀盐酸反应生成氢气
（2）二氧化碳中混有HCl气体
（3）a比d先变红，b和c不变红
（4）隔绝氧气 2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO+C
（5）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应后瓶内压强小于外界大气压
【解析】（1）用装置A制取二氧化碳的实验中，要停止反应，需要进行的操作是抽动粗铜丝使铜网与稀盐酸分离，因为抽动粗铜丝，铜丝与稀盐酸分离，反应停止；
大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，该反应的化学方程式：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑；
铜网不能换为铁丝网，原因是依据金属活动性顺序可知，铁排在氢的前面，铁的金属活动性氢强，铁会与稀盐酸反应生成氢气；
（2）进行装置B的实验未观察到澄清石灰水变浑浊，可能的原因二氧化碳中混有HCl气体，氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸与氢氧化钙溶液反应生成氯化钙和水，消耗了澄清石灰水；
（3）二氧化碳气体溶于水生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变化，二氧化碳不能使干燥的的紫色石蕊溶液变红，二氧化碳的密度比空气，装置C的实验现象是a比d先变红，b和c不变红；
（4）灭火的原理：隔绝氧气、移除可燃物、降低温度到着火点以下，一般物质着火用二氧化碳灭火的原理是隔绝氧气；
二氧化碳与镁在点燃的条件下发生置换反应生成氧化镁和碳，该反应的化学方程式：2Mg+CO2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO+C；
（5）装置E中滴入2滴NaOH溶液后观察到U形管左侧液面比右侧高，原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，集气瓶中的压强小于外界压强，导致U形管左侧液面比右侧高。
17．(2022河北辛集期末)如图是用木炭在高温条件下还原氧化铜的实验装置图，按要求回答下列问题。
(1)实验中在酒精灯上加装了金属网罩，作用是________________________________________。
(2)加热一段时间后，被加热的试管中观察到的现象是________________________________,发生反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)停止加热时，应该________________________________________,再熄灭酒精灯，原因是__________________________________________________________________________。
【答案】
(1)集中火焰，提高温度
(2)黑色粉末逐渐变为红色 C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO,↑
(3)先把导管移出装有澄清石灰水的试管防止石灰水倒吸，使试管炸裂
【解析】
(3)停止加热时，应该先把导管移出装有澄清石灰
18. 某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些?同学们带着疑问进行了下列探究：
[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。
[查阅资料]没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示（夹持仪器已省） ：
步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是_____。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立， 请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：_____。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想_____成立。
（3）若观察到氯化钯试纸_____，澄清石灰水_____，则猜想三成立。
[实验反思]
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：_____。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要?请说明理由。_____。
【答案】
[提出猜想]既有CO2又有CO
[实验步骤]黑色粉末逐渐变为红色
[实验结论] CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 二 变蓝 变浑浊
[实验反思]排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可） 不需要;实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可）
【解析】[提出猜想]木炭粉与氧化铜反应生成物有三种可能：①气体产物全部是CO2；②气体产物全部是CO；③气体产物是CO2和CO的混合物；
[实验步骤]玻璃管中氧化铜和碳反应生成铜和一氧化碳、二氧化碳，可观察到黑色粉末逐渐变为红色；
[实验结论]（1）二氧化碳能使C中澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝说明有一氧化碳；澄清石灰水不变浑浊说明没有二氧化碳，则猜想二正确；
（3）因为浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇一氧化碳变量，若试纸变蓝，则有一氧化碳；如果澄清石灰水变浑浊，则有CO2，则猜想三成立；
[实验反思]（1）实验中要排除空气的影响，故氮气的作用是排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可）；
（2）CO有毒，是大气污染物，但本题不需要添加尾气处理装置，因为实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可）。
19. （2022•广东中考）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同画层。
（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质______。
（2）画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，x=______。
（3）画作中所用的矿物颜料也可用于治炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物______（写化学式）的还原性治炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应过程中碳元素的化合价______（填“升高”“降低”或“不变”）。
（4）若反应a~d均属同一种基本反应类型，则该反应类型为______，其中属于吸热反应的是______（填字母）。
（5）孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解（反应e）。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为______。
【答案】
（1）不活泼
（2）2
（3）CO 升高
（4）化合反应 d
（5）Cu2(OH)2CO3eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))CuO+H2O+CO2↑
【解析】
（1）在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其它物质发生化学反应，故画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质不活泼。
（2）画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，铜元素的化合价为+2价，氢氧根离子的化合价为-1价，碳酸根离子的化合价为-2价，则(+2) ×3＋(-1) ×2＋(-2) ×x，故x=2。
（3）一氧化碳具有还原性，一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，故利用图中化合物CO的还原性治炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应前一氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x， (-2) ＋x=0，x=+2，碳元素的化合价为+2价，反应后二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为y，(-2) ×2+y=0,y=+4，碳元素的化合价为+4价，故反应过程中碳元素的化合价升高。
（4）a的反应为碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，b的反应为碳在氧气中点燃生成一氧化碳，属于化合反应，c 的反应为一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，d的反应为二氧化碳和碳高温生成一氧化碳，则该反应类型为化合反应，其中属于吸热反应的是d。
（5）孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解生成二氧化碳、氧化铜和水，反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))CuO+H2O+CO2↑。
20. CO2是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
（1）以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示。
①反应1的基本类型为_______________。
②反应2中碳元素的化合价_______________（填“升高”“不变”或“降低”）。
（2）利用NaOH溶液吸收CO2，部分转化关系见图。
反应①的化学方程式为_________，该转化中循环使用的物质是________。
（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2，将其转化为NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是_______________。
（4）利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇（C2H5OH）的反应如下：2CO2＋3H2Oeq \\ac(\s\up6(光照),\(===,====))C2H5OH＋3O2，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968gCO2，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。_____
（5）某研究小组设计如下图所示实验，探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料：①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O；
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是_______________。
②C装置中发生的反应的化学方程式为_______________。
③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是_____________。
【答案】
（1）①分解反应； ②降低；
（2）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ；氢氧化钠；
（3）吸收二氧化碳的能力较强；
（4）506g ；
（5）①检验反应是否有水生成 ；②CuO+COeq \\ac(\s\up6(高温),\(==,===))Cu+CO2；③氢气和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，不能确定是否是一氧化碳和氧化铜反应
【解析】四氧化三铁在2300K、光照条件下生成氧气和氧化亚铁，二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，一氧化碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳，氢气和氧化铜加热生成铜和二氧化碳。（1）①反应1是四氧化三铁在2300K、光照条件下生成氧气和氧化亚铁，反应符合一变多，故基本类型为分解反应。②反应2中反应物中碳元素在二氧化碳中，生成物中碳元素在碳单质中，二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则x+(-2) ×2=0,x=4二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，碳单质中碳元素的化合价为0，故碳元素的化合价降低。（2）反应①是二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水，故反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，由转化关系图可知，氢氧化钠参加反应，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故该转化中循环使用的物质是氢氧化钠。（3）根据表中信息可知，碳酸钾吸收二氧化碳能力较强，碳酸氢钾加热生成碳酸钾、二氧化碳和水，故选择K2CO3溶液作吸收液的优点是吸收二氧化碳的能力较强。
（4）设1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量为y
2CO2＋3H2Oeq \\ac(\s\up6(光照),\(===,====))C2H5OH＋3O2
88 46
968g y
eq \f(88,46) ＝ eq \f(968g,y)
y=506g
故1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量为506g。
（5）①白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色，故设计B装置的目的是检验反应是否有水生成。②C装置中发生的反应是一氧化碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳，故反应的化学方程式为CuO+COeq \\ac(\s\up6(高温),\(==,===))Cu+CO2。③氢气和氧化铜加热生成铜和水，故根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是氢气和氧化铜加热生成铜和水，不能确定是否是一氧化碳和氧化铜反应。
21. （2021辽宁沈阳模拟）二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以很多资料上都认为二氧化碳一般不用排水法收集。那二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入的探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：____________________________。
（定性实验）实验后，装置 Ⅱ 水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为_______。但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是____________________________。
（定量实验）采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气(来自于空气)，推算出空气的含量，再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白(精确到1%即可)：
通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。
（实验反思）利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是___________________________。
（交流讨论）证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？_____________________________。
（拓展应用）利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤 1：如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。
步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中，关闭活塞。
步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图3所示。
（查阅资料）氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠易溶于水，两种物质均可与CO2发生反应。
①导致曲线AB段气压增大的主要原因是：____________________________。
②图中曲线1中_______段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
③利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法_________________________。
④曲线2与曲线3差异较大的原因是_____________________。写出曲线1所反应的化学方程式____________________________。
【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 红色 二氧化碳在水中溶解度较小 锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶 向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度 注射器中的液体加入烧瓶时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大 CD 使烧瓶内物质冷却(或抽气等) 饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收； CO2 + H2O=H2CO3
石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
[定性实验]酸性溶液能使紫色的石蕊试液变红色；而取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象，这可能是由于二氧化碳在水中溶解度较小造成的，故填：红；二氧化碳在水中溶解度较小。
[实验反思]
利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气,故填：锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶。
[交流讨论]
证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，可以选择如下方法向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度，故填：向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度。
[拓展应用]
①注射器中的液体加入烧瓶时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大，所以曲线AB段气压增大，故填：注射器中的液体加入烧瓶时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大。
②振荡烧瓶会加快二氧化碳溶解，所以曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的，故填：CD。
③使烧瓶内物质冷却，温度降低压强也会减小或抽气也会造成压强减小，故填：使烧瓶内物质冷却(或抽气等)。
④曲线3装置内的气压减小程度最大，所以是二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，生成了碳酸钠和水；曲线2与曲线3差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收；曲线1涉及的反应是二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应的化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3，故填：饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收；CO2+H2O=H2CO3。
22. （2022年江苏省连云港市中考）用如图所示装置制取干燥的CO2，并对CO2的部分性质进行探究。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______。
（2）①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是_______。
②装置C中试剂X应该选用_______(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
（3）收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是_______。
②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是_______。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明_______。
（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一：溶液的导电力越强，溶液的电导率越大。
材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三：Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时，能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和；。
①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是_______。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是_______、_______。
【答案】 CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O 除去HCl气体 b 将燃着的小木条置于锥形瓶口，木条熄灭 CO2与NaOH反应，使锥形瓶中CO2气体减少，压强变小 向上排空气法收集到的CO2气体不纯 Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀，使溶液中离子的浓度逐渐降低，溶液的导电能
力逐渐下降 生成的CaCO3未能完全转化为Ca(HCO3)2 OH-导电能力强于HCOeq \\al(-,3)
【解析】
（1）装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳，方程式为：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。
（2）①装置B中溶液为碳酸氢钠溶液，呈碱性能与挥发出的HCl发生反应，所以其作用是吸收HCl气体。
②装置C是为了吸收水蒸气，则X应选用的具有极强吸水性的浓硫酸，故选b。
（3）①二氧化碳不支持燃烧，验满的方法是在锥形瓶口放置燃着的木条，若木条熄灭，则已集满。
②氢氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠，反应过程中消耗二氧化碳气体，二氧化碳气体减少，锥形瓶内压强降低。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa，则可说明有其他气体剩余，即为收集到的二氧化碳气体不纯。
（4）①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，使溶液中离子浓度降低，致使其电导率逐渐下降。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是氢氧根离子导电能力强于碳酸氢根离子、生成的碳酸钙沉淀未能完全转化为碳酸氢钙。吸收剂
Na2CO3
K2CO3
20℃最高浓度（g/L）
212
1104
价格（元/Kg）
1．25
9．80
测得氧气含量
推算出CO2含量
结论
排空气法
6.6%
69%
排水法收集到的二氧化碳更纯净
排水法
4.2%
80%