初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）碳的氧化物学案

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）碳的氧化物学案，共40页。学案主要包含了碳的单质，一氧化碳，二氧化碳，二氧化碳的制取等内容，欢迎下载使用。

重点一 碳的单质
1.碳单质的物理性质与用途
2．木炭、活性炭等的性质及用途
木炭(或活性炭)具有 疏松多孔 的结构，因此具有 吸附 能力。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。
3.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：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2 ；
（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。
（3）还原性：
C+2CuO 2Cu+CO2↑（置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊）
应用：冶金工业。
4．还原反应的探究实验：木炭与氧化铜反应
重点二 一氧化碳
1．物理性质：无色、无味的有毒气体，难溶于水，密度比空气略小。
2．化学性质
（1）可燃性：2CO+O22CO2 点燃CO，产生蓝色火焰，放出热量。
（2）毒性：是指它极易与人体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，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要注意通风。
（3）还原性
（4）用途
①作燃料：CO具有可燃性，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。
②冶炼金属：CO具有还原性，用于冶金工业。
重点三 二氧化碳
1．二氧化碳的物理性质
（1）二氧化碳的物理性质
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）探究二氧化碳物理性质的两个实验
2．二氧化碳的化学性质
（1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
（2）与水反应：CO2+H2O===H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变红色。
碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3===H2O+CO2↑。
（3）与碱反应：
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O，观察到有白色沉淀生成，因此实验室通常用澄清石灰水检验二氧化碳；
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液吸收或去除二氧化碳。
3．二氧化碳的用途
4.二氧化碳与温室效应
（1）温室效应加剧产生的原因：大气中二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟氯代烃等温室气体增多；森林因为天灾和人类的乱砍滥伐，导致CO2的消耗减少，引起全球气候变暧；
（2）危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，改变生物多样性。
重点四 二氧化碳的制取
重点五 实验室里制取气体的一般思路和方法
1．发生装置 （选择依据：反应物的状态和反应条件 ）
固液常温型装置改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。
2．收集装置 （选择依据：气体的溶解性和气体的密度 ）
碳单质的性质和用途
【典例1】“碳家族”中相关物质的性质与用途对应关系正确的是（ ）
A．石墨作电车的电刷——质软B．金刚石切割玻璃——硬度大
C．干冰作制冷剂——升华放热D．一氧化碳冶炼金属——可燃性
【答案】B
【解析】A、石墨具有良好的导电性，可用作电车的电刷，不符合题意；
B、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，符合题意；
C、干冰升华吸热，能使周围温度降低，可用作制冷剂，不符合题意；'
D、一氧化碳具有还原性，能与金属氧化物反应，可用于冶炼金属，不符合题意。
故选B。
【即时检测1-1】目前，研究人员在月壤中发现天然的石墨烯。石墨烯具有非凡的导电性能和导热性能。下列有关石墨烯说法错误的是（ ）
A．石墨烯和石墨的物理性质相似
B．石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳
C．石墨烯和金刚石的化学性质相似
D．石墨烯可以做电极芯
【答案】A
【解析】A、石墨烯和石墨的碳原子的排列方式不同，结构不同，物理性质也不同，故A说法错误；
B、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳，故B说法正确；
C、石墨烯和金刚石都是由碳元素组成的单质，二者的化学性质相似，故C说法正确；
D、石墨烯具有非凡对的导电性能，可以做电极芯，故D说法正确；
故选：A。
【即时检测1-2】（24-25九年级上·吉林长春·期末）下列关于金刚石、石墨的说法错误的是（ ）
A．组成：都由碳元素组成B．性质：二者性质差异较大
C．结构：碳原子排列方式不同D．变化：一定条件下，二者可相互转化
【答案】B
【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，故A正确；
B、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，但是金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同，因此物理性质存在着较大的差异，但化学性质基本相同，故B错误：
C、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，但是金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同，故C正确；
D、金刚石和石墨可在一定条件下相互转化，反应前后有新物质生成，属于化学变化，故D正确。
故选B。
碳的氧化物的性质和用途
【典例2】（24-25九年级上·广东惠州·期末）碳是自然界中一种重要的元素。下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是（ ）
A．将通入紫色石蕊溶液中，溶液变为红色
B．一氧化碳具有可燃性，可用于冶炼金属
C．金刚石是天然存在的最硬的物质
D．二氧化碳用于灭火，既利用它的物理性质也利用了它的化学性质
【答案】B
【解析】A、将CO2通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，故选项说法正确；
B、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，故选项说法错误;
C、金刚石是天然存在的最硬的物质，故选项说法正确;
D、二氧化碳用于灭火，既利用它的物理性质也利用了它的化学性质，故选项说法正确;
故选：B。
【即时检测2-1】结构决定性质，性质决定用途，下列对应关系错误的是（ ）
A．和组成元素相同，化学性质相似
B．石墨、金刚石的硬度不同，原因是碳原子排列方式不同
C．一氧化碳具有还原性，可用于工业炼铁
D．氢气具有可燃性，是一种清洁燃料
【答案】A
【解析】A、CO和CO2组成元素相同，一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，分子的构成不同，化学性质不同，故选项对应关系不正确；
B、由于碳原子排列方式不同，石墨、金刚石的物理性质存在较大差异，故选项对应关系正确；
C、一氧化碳具有还原性，在高温下能将金属从其化合物中还原出来，所以常用工业炼铁，故选项对应关系正确；
D、氢气燃烧反应生成水，是一种清洁燃料，故选项对应关系正确。
故选：A。
还原性与还原反应
【典例3】（24-25九年级上·安徽滁州·期末）下图是利用弯曲的玻璃管设计的微型实验，有关该实验的说法错误的是（ ）
A．微型实验的优点是节约药品、环保等
B．该实验缺少尾气处理装置
C．实验结束时应先停止加热，继续通入CO2，直到玻璃管冷却
D．乙处发生的反应属于置换反应
【答案】D
【解析】A、该实验属于微型实验，微型实验的优点是节约药品、环保等，说法正确；
B、该实验尾气中含有一氧化碳气体，不能直接排放到空气中，故该实验缺少尾气处理装置，说法正确；
C、实验结束时应先停止加热，继续通入CO2，直到玻璃管冷却，否则，空气中氧气进入会把铜氧化为氧化铜，说法正确；
D、乙处发生的反应是一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，反应物为两种化合物，故不属于置换反应，说法错误。故选D。
【即时检测3-1】还原氧化铁的实验如图所示，有关说法正确的是（ ）
A．玻璃管a处固体由黑色变为红色B．澄清石灰水的作用是检验
C．此实验能说明具有氧化性D．可用水吸收尾气中的
【答案】B
【解析】A、CO与氧化铁在高温条件下反应生成铁单质、二氧化碳，氧化铁为红色固体，粉末状铁单质为黑色固体，所以玻璃管a处固体由红色变为黑色，A选项错误；
B、CO2能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，导致澄清石灰水变浑浊，所以装置中澄清石灰水的作用是检验CO2，B选项正确；
C、CO与氧化铁在高温条件下反应生成铁单质、二氧化碳，CO能将氧化铁还原为铁单质，说明CO具有还原性，C选项错误；
D、CO难溶于水，不可用水吸收尾气中的CO，D选项错误。
故选：B。
二氧化碳性质的实验验证
【典例4】用如图实验研究CO2的性质，下列说法错误的是（ ）
A．实验室可用大理石和稀硫酸反应制取CO2
B．实验过程中若观察到纸花2不变色，纸花1、3变红，说明CO2能与水反应
C．实验过程中若观察到纸花3比纸花1先变红，说明CO2密度比空气大
D．若燃着的木条熄灭，可得出CO2不燃烧、不支持燃烧
【答案】A
【解析】A、大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止大理石与稀硫酸接触，导致反应中止，所以实验室不可用大理石和稀硫酸反应制取CO2，A错误；
B、紫色石蕊遇酸变红遇碱变蓝，遇中性物质不变色。CO2不能使紫色石蕊变红，但CO2与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。实验过程中若观察到纸花2不变色，纸花1、3变红，说明CO2能与水反应，B正确；
C、CO2密度大于空气，图示装置中CO2接触紫色石蕊纸花的顺序为：2→3→1，实验过程中若观察到纸花3比纸花1先变红，说明CO2密度比空气大，C正确；
D、若燃着的木条熄灭，可知CO2不燃烧、不支持燃烧，D正确。
故选：A。
【即时检测4-1】（24-25九年级上·河南郑州·期末）下列有关CO2的实验中，只能证明CO2物理性质的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】A、稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳，二氧化碳密度大，聚集在烧杯底部，又因为二氧化碳不支持燃烧，所以下方的蜡烛先灭，既有二氧化碳的化学性质，也有二氧化碳的物理性质，故A不符合题意；
B、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，属于二氧化碳的化学性质，故B不符合题意；
C、向盛有二氧化碳气体的矿泉水塑料瓶中注入澄清石灰水，拧紧瓶盖振荡，澄清石灰水变浑浊，塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能与氢氧化钙反应，属于二氧化碳的化学性质，故C不符合题意；
D、倾倒二氧化碳后，杠杆右端会下沉，证明了二氧化碳的密度比空气大，只是证明了二氧化碳的物理性质，故D符合题意；
故选D。
【即时检测4-2】（24-25九年级上·湖北宜昌·期末）为探究二氧化碳能否和水反应，用三朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图三个实验。实验Ⅰ、Ⅱ中小花不变色，实验Ⅲ中小花变红。下列说法不正确的是（ ）
A．实验Ⅰ说明水不能使石蕊变红
B．实验Ⅱ说明二氧化碳不能使石蕊变红
C．仅凭实验Ⅰ和Ⅱ不能说明二氧化碳能与水发生化学反应
D．仅凭实验Ⅱ和Ⅲ就能说明二氧化碳能与水发生化学反应
【答案】D
【解析】A、实验Ⅰ中，小花不变色，说明水不能使石蕊变红，该选项说法正确；
B、实验Ⅱ中，小花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变红，该选项说法正确；
C、实验Ⅰ、Ⅱ只能说明水、小花均不能使石蕊变红，不能说明二氧化碳和水反应，该选项说法正确；
D、实验Ⅲ中，小花变色，与实验Ⅰ、Ⅱ对比，可知二氧化碳和水能反应，且生成能使石蕊变红色的物质，该选项说法不正确。
故选D。
二氧化碳的制取
【典例5】（24-25九年级上·吉林长春·期末）下列关于CO2的实验室制取及检验的说法不正确的是（ ）
A．制CO2的药品B．发生装置
C．收集方法D．检验CO2
【答案】C
【解析】A.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，故选项A正确，不符合题意；
B.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型，可选该装置作为发生装置，故选项B正确，不符合题意；
C.二氧化碳的密度比空气大，应用向上排空气法收集，故选项C错误，符合题意；
D.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常使用澄清石灰水检验二氧化碳，故选项D正确，不符合题意， 故选：C。
【典例6】(24-25九上·甘肃酒泉肃州区·期末)实验课上，同学们利用下列装置进行气体制备的学习。
请你用已学的化学知识回答下列问题：
(1)仪器b的名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置为 ，反应的化学方程式为 ，若用排水法收集氧气，收集完毕后停止实验的先后操作顺序是 。
(3))在实验室里用装置A、B和C都能制取二氧化碳气体，但与前两者相比较，装置C的优点是 。收集二氧化碳气体时应选用 装置，验证二氧化碳已收集满的方法是 。检验该气体是否为二氧化碳的方法是将该气体通入澄清的石灰水中，看是否变浑浊，反应的化学方程式是 。
【答案】(1)铁架台
(2) D 先将导管从水中取出，后撤出酒精灯（合理即可）
(3) 能控制反应的开始与停止 E 将燃着的木条平放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已满 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
【详解】（1）据图可知，仪器b的名称是：铁架台；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置属于“固体加热型”制气体，发生装置应选D；
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；
收集完毕后，停止加热时的操作顺序是先 撤出导气管，然后停止加热，以防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂；
（3）发生装置C可将块状放在多孔隔板上，反应进行时，关闭弹簧夹，产生的气体无法排出，则装置中的压强变大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，则C装置的优点是能控制反应的开始与停止；
二氧化碳能溶于水且密度比空气大，只能用向上排空气法收集，故选收集装置E；
二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，所以验满的方法是：把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则集满；
实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=H2O+CaCO3↓。
【即时检测5-1】（24-25九年级上·江苏苏州·期末）实验室用大理石固体和稀盐酸溶液制取二氧化碳，其密度比空气大，能溶于水，二氧化碳使燃着木条熄灭的性质可用于验满。下列实验操作错误的是（ ）
A．检查装置气密性B．收集CO2
C．测量产生CO2的体积D．验满CO2
【答案】C
【解析】A、检查装置气密性的方法是先用弹簧夹夹紧胶皮管，再向长颈漏斗中注入水，使水浸没长颈漏斗下端，静置一段时间，观察到漏斗中水柱不下降，说明装置气密性良好，图中所示操作正确；
B、二氧化碳的密度比空气的大，应用向上排空气法收集，导气管伸入集气瓶的底部，图中所示操作正确；
C、因为二氧化碳能溶于水，则用排水法测量产生二氧化碳的体积时，可以在水面上滴一层植物油，防止二氧化碳与水直接接触，气体进入集气瓶时应短进长出，图中所示操作错误；
D、.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，图中所示操作正确。
故选：C。
【即时检测6-1】(24-25九上·内蒙古突泉县·期末)如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题。
(1)写出图中仪器a的名称： 。
(2)某同学在实验室用C、D装置制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，C装置的优点为 。若用D装置收集氢气，进气口为 (填“b”或“c”)；氢气也可以选择E装置进行收集，因为氢气具有 的性质。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反应的发生和停止 c 难溶于水且不与水反应
【详解】（1）仪器a的名称是长颈漏斗。
（2）实验室选用大理石或石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，大理石或石灰石中的碳酸钙和稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
C装置的优点是可以控制反应的发生和停止，其原理为关闭弹簧夹时，气体无法导出，试管内压强增大，将液体压回长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；打开弹簧夹时，气体导出，试管内压强减小，液体重新进入试管与固体接触，反应发生。
氢气的密度比空气小，若用D收集氢气，氢气应从短管进入，即进气口为c。
氢气也可以选择E装置进行收集，即排水法收集，因为氢气具有难溶于水且不与水反应的性质。
二氧化碳对生活和环境的影响
【典例7】（24-25九年级下·河北石家庄·期末）为实现低碳目标，下列做法不符合要求的是（ ）
A．加强火力发电，满足社会能源需求B．建设低碳建筑，满足绿色建筑等级要求
C．节约用水、用电、用气D．若有可能，出行时尽量使用自行车
【答案】A
【解析】A、加强火力发电，需要燃烧化石燃料，会产生大量的二氧化碳，不利于实现低碳目标，A选项符合题意；
B、建设低碳建筑，满足绿色建筑等级要求，有利于实现低碳目标，B选项不符合题意；
C、节约用水、用电、用气，可以减少化石燃料的使用，有利于实现低碳目标，C选项不符合题意；
D、若有可能，出行时尽量使用自行车，可以减少化石燃料的使用，有利于实现低碳目标，D选项不符合题意。
故选：A。
【即时检测7-1】（24-25九年级上·四川宜宾·期末）下图表示“碳中和”，是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。
“碳”排放
（1）二氧化碳虽然用途广泛，但排放过多导致温室效应加剧，请列举温室效应的危害： (写一点)。下列节能减排的建议，可行的是 (填字母序号)。
a.停止使用化石燃料 b.推广使用光伏发电
c.鼓励民众公交出行 d.电脑不用时长时间开着
“碳”转化
（2）一定条件下，可将二氧化碳在催化剂表面转化成有机清洁燃料甲醇(CH3OH),其反应原理如图所示，写出反应的化学方程式： 。
“碳”利用
（3）超临界CO2是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO2流体和水相似，溶解能力强，被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法，正确的是_______(填字母序号)。
A．它是混合物B．它的化学性质与普通二氧化碳相同
C．它的分子不再运动D．它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
【答案】（1）使全球气候变暖，导致冰川融化，海平面上升；破坏生态平衡，影响农作物的生长和产量，对人类的生活和生产造成严重影响 bc
（2）
（3）BD
【解析】（1）温室效应的危害：使全球气候变暖，导致冰川融化，海平面上升；破坏生态平衡，影响农作物的生长和产量，对人类的生活和生产造成严重影响；
a、停止使用化石燃料在当前阶段并不现实，因为化石燃料仍然是全球能源供应的主要来源之一，可以减少化石燃料的使用，但完全停止使用并不可行，不符合题意；
b、推广使用光伏发电是一种可行的节能减排措施，光伏发电利用太阳能发电，不会产生二氧化碳等温室气体排放，是一种清洁、可再生的能源，符合题意；
c、鼓励民众公交出行是一种有效的节能减排措施，通过减少私家车的使用，可以降低交通领域的碳排放，从而减缓温室效应的影响，符合题意；
d、电脑不用时长时间开着是一种浪费能源的行为，不仅会增加碳排放，还会浪费电力资源，不符合题意。
故选：bc；
（2）由图可知，二氧化碳与氢气在一定条件和催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为；
（3）A、超临界CO2是指温度与压强达到一定值时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，由一种物质组成，属于纯净物，说法错误，不符合题意；
B、超临界CO2与普通二氧化碳的分子构成相同，则化学性质相同，说法正确，符合题意；
C、超临界CO2的分子仍在不断运动，说法错误，不符合题意；
D、超临界CO2流体溶解能力强，被誉为“绿色环保溶剂”，可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂，说法正确，符合题意。
故选：BD。
夯实基础
1.（24-25九年级上·河北保定·期末）下列物质的性质和用途对应关系不正确的是（ ）
A．石墨黑色质软——作铅笔芯B．氮气的化学性质稳定——作保护气
C．金刚石硬度大——作玻璃刻刀D．CO2能溶于水——作灭火剂
【答案】D
【解析】A、石墨可用作铅笔芯，是由于其呈黑色，质软，物质的性质和用途对应关系正确，不符合题意；
B、氮气可用作保护气，是由于其化学性质稳定，物质的性质和用途对应关系正确，不符合题意；
C、金刚石可作玻璃刻刀，是由于其硬度大，物质的性质和用途对应关系正确，不符合题意；
D、CO2可用作灭火剂，是由于二氧化碳密度比空气大，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，不是由于CO2能溶于水，物质的性质和用途对应关系不正确，符合题意。
故选D。
2．（24-25九年级上·江西九江·期末）《庐山图》绘制了九江庐山的壮丽景色，是一幅泼墨泼彩图。用墨绘制的国画千百年都不易褪色，这是因为墨中的碳具有（ ）
A．还原性B．可燃性
C．吸附性D．常温下化学性质稳定
【答案】D
【解析】墨的主要成分为炭黑，主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长；
故选D。
3．（24-25九年级上·河南周口·期末）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都是由碳元素组成的，结构相同
C．木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中通还原出来
D．石墨在高温高压的催化剂的条件下，可以转变为金刚石是物理变化
【答案】A
【解析】A、C60的相对分子质量为：12×60=720，符合题意；
B、金刚石、石墨和C60都由碳元素组成的，结构不同，物理性质不同，不符合题意；
C、木炭具有还原性，高温下可以将氧化铜中的铜还原出来，不符合题意；
D、石墨在高温高压的催化剂的条件下，转变为金刚石，过程中有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
故选A。
4．（24-25九年级上·吉林长春·期末）“超级黑”是一种碳纳米管制造的新型材料，它只吸收0.035%的光线，传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是（ ）
A．“超级黑”是一种新型的化合物B．在一定条件下，“超级黑”能够燃烧
C．“超级黑”易溶于水D．“超级黑”中碳元素的化合价为+4
【答案】B
【解析】A 、“超级黑”是由碳纳米管制成，碳纳米管是由碳元素组成的单质，不属于化合物，故A错误；
B、“超级黑”是由碳纳米管制成的单质，碳单质能够燃烧，所以在一定条件下，“超级黑”能够燃烧，故B正确；
C、“超级黑”是由碳元素组成的单质，碳单质不易溶于水，故C错误；
D、“超级黑”是由碳纳米管制成，碳纳米管是由碳元素组成的单质，单质中元素化合价为0价，故D错误，故选B。
5．（24-25九年级上·湖南长沙·期末）近日，天津大学旗下的天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心的研究团队，携手美国佐治亚理工学院的研究人员，成功创造出了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体，为半导体产业的发展打开了新的大门。石墨烯是由碳元素组成的单质，具有导电性，其结构与单层石墨相同，下列关于石墨烯的说法不正确的是（ ）
A．一定条件下可以燃烧B．常温下化学性质稳定
C．可做电极材料D．与C60结构相同
【答案】D
【解析】A、由于“石墨烯”是碳的单质，在一定条件下可以燃烧，故A正确；
B、由于“石墨烯”是碳的单质，碳在常温下性质稳定，故B正确；
C、石墨烯是碳的单质，具有导电性，可做电极材料，故C正确；
D、石墨烯结构与单层石墨相同，与C60的原子排列方式不相同，故D不正确。
故选D。
6．(24-25九上·江苏扬州·期末)透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质；碳原子核外电子数为6，其结构示意图如图所示。
金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软，有滑腻感。常温下为固体，能与K等金属反应生成超导体材料，如图所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
下列关于的说法中不正确的是
A．分子具有空心球体结构B．是一种新型有机高分子材料
C．每个分子由60个碳原子构成D．有可能在催化领域具有广泛应用
【答案】B
【详解】A.根据题意可知是空心球体结构，故选项说法正确，不符合题意。
B.有机高分子是相对分子质量上万的有机物分子；是由一种元素组成的纯净物，是单质，不是有机物，故选项说法错误，符合题意。
C.元素符号的右下角表示一个分子中含有的原子数，每个分子是由60个碳原子构成的，故选项说法正确，不符合题意。
D.根据题意可知，有可能在催化领域具有广泛应用，故选项说法正确，不符合题意。
故选：B。
7．(24-25九上·甘肃玉门油田二中·期末)在浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”的说法中，错误的是
A．具有吸附性B．常温下化学性质比较活泼
C．在一定条件下可还原氧化铜D．在氧气中不完全燃烧可能产生CO
【答案】B
【详解】A. “碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，因此“碳海绵”具有吸附性，故正确。
B. 碳单质常温下化学性质稳定（如金刚石、石墨不易反应），“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，因此“碳海绵”常温下化学性质不活泼，故错误。
C. 碳在高温下可还原氧化铜（如木炭与氧化铜共热生成铜和二氧化碳），“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，因此“碳海绵”在一定条件下可还原氧化铜，故正确。
D. 碳不完全燃烧生成CO（氧气不足时），“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，因此“碳海绵”在氧气中不完全燃烧可能产生CO，故正确。
故选B。
8．（24-25九年级上·江苏扬州·期末）我国提出2060年实现“碳中和”的目标，体现了大国担当。“碳中和”中的“碳”是指（ ）
A．碳单质B．碳元素
C．二氧化碳D．含碳物质
【答案】C
【解析】碳中和是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳。
故选C。
9．（24-25九年级上·江西赣州·期末）“碳循环”和“氧循环”是自然界中的重要循环，下列有关分析中，其中正确的（ ）

A．变化观：“碳循环”和“氧循环”主要发生物理变化
B．守恒观：“碳循环”和“氧循环”的过程中分子种类不变
C．微粒观：绿色植物的光合作用使自然界中的碳原子总数减少
D．平衡观：“碳循环”和“氧循环”有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】D
【解析】A、自然界中的碳循环和氧循环主要通过动植物的呼吸，化石燃料的燃烧，植物的光合作用等，这些过程中均有新物质生成，属于化学变化，选项说法错误；
B、“碳循环”和“氧循环”的过程中发生了化学变化，分子种类改变，选项说法错误；
C、光合作用有新物质氧气生成，属于化学变化，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，故绿色植物的光合作用不能使自然界中的氧原子总数增加，氧原子总数不变，选项说法不正确；
D、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，选项说法正确。
故选D。
10．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业高温上采用火法炼镍的原理是：，下列说法错误的是（ ）
A．反应中X的化学式为CO2B．NiO中Ni的化合价为+2价
C．碳过量时，气体产物中可能有COD．此反应说明碳具有氧化性
【答案】D
【解析】A、依据质量守恒定律可知：化学变化前后原子的个数和种类不变，反应前1个碳原子，2个镍原子，2个氧原子，反应后2个镍原子，则X中含有2个氧原子，1个碳原子，则反应中X化学式为CO2，说法正确；
B、NiO中氧元素化合价为-2，根据化合物化合价代数和为零，故NiO中Ni的化合价为+2价，说法正确；
C、由化学方程式可知，该反应有二氧化碳生成，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，碳过量时，气体产物中可能有CO，说法正确；
D、由化学方程式可知，碳夺走氧化镍中的氧元素，属于还原剂，此反应说明碳具有还原性，说法错误。
故选D。
11．（22-23九年级上·湖南长沙·期末）“碳海绵”具有高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管。下列关于“碳海绵”的说法中正确的是
A．“碳海绵”是一种单质
B．“碳海绵”在常温下就可还原氧化铜
C．“碳海绵”常温下化学性质活泼
D．“碳海绵”具有吸附性
【答案】D
【解析】A、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，属于混合物，不符合题意；
B、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，故“碳海绵”在高温条件下可还原氧化铜，在常温下，化学性质稳定，不符合题意；
C、“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，常温下，化学性质稳定，不符合题意；
D、“碳海绵”具有疏松多孔的结构，故“碳海绵”具有吸附性，符合题意。
故选D。
12．(24-25九上·广东湛江第二中学、附中等四校·期末)劳动谱写时代华章，奋斗创造美好未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】A、 煮沸自来水时，高温能杀死细菌（杀菌消毒），同时能使硬水中的钙、镁离子形成沉淀，从而降低水的硬度。选项正确；
B、 铁锅洗净后擦干是为了防止生锈，因为铁在潮湿空气中会与氧气、水发生反应，生成铁锈，选项正确；
C、活性炭常用于净水器是因为其多孔结构具有吸附性，能吸附水中的色素、异味和杂质，与导电性无关。选项错误；
D、秸秆发酵产生沼气，沼气主要成分甲烷具有可燃性，可用作燃料。选项正确；
故选C。
13．(24-25九上·河南驻马店遂平县·期末)下列物质的用途主要利用其物理性质的是
A．氧气用于金属切割B．焦炭用于冶炼金属
C．活性炭吸附有害气体D．天然气用作燃料
【答案】C
【详解】A、氧气用于金属切割，是利用氧气的助燃性，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，不符合题意；
B、焦炭用于冶炼金属，是利用焦炭的还原性，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，不符合题意；
C、活性炭吸附有害气体，是利用活性炭的吸附性，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，符合题意；
D、天然气用作燃料，是利用天然气的可燃性，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，不符合题意。
故选C。
14．（24-25九年级上·山东滨州·期末）如图，下列实验不能达到目的的是（ ）
A．能成功制取并收集二氧化碳
B．若试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳
C．用于干燥二氧化碳，则气体应从a端进，b端出、
D．可用于证明二氧化碳密度比空气大，且能灭火
【答案】A
【解析】A、实验室制取二氧化碳的反应为固液常温反应，发生装置可选固液常温装置，但该装置中，长颈漏斗没有浸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗中逸出，该实验不能达到实验目的；
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，将二氧化碳通入澄清石灰水中，可检验二氧化碳，该实验能达到实验目的；
C、若想干燥二氧化碳，可将二氧化碳从长管通入液体中，该实验能达到实验目的；
D、蜡烛自下而上熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，且能灭火，该实验能达到实验目的。
故选A。
15．（2024九年级上·广东清远·期末）为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，下列说法错误的是（ ）
A．不可用稀硫酸代替稀盐酸
B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小
C．实验前需检查装置气密性
D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留
【答案】D
【解析】A、碳酸钙和稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，故不能用稀硫酸代替稀盐酸，故A不符合题意；
B、二氧化碳能溶于水且与水反应，若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，故B不符合题意；
C、该反应有气体生成，故实验前需检查装置气密性，故C不符合题意；
D、只要生成二氧化碳，装置中压强就会变大，量气管中的液体就会被下压，因此Y形管中有二氧化碳残留不会影响测定结果，故D符合题意。
故选D。
16．(24-25九上·河北张家口宣化区·期末)结合如图所示实验，回答下列问题。
(1)甲实验A中的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。甲实验B装置中湿石蕊纸花由紫色变红色的原因是 (化学方程式表示)。
(2)乙实验在加热时酒精灯加网罩的目的是 ，实验结束后，待试管①冷却之后再把试管里的粉末倒出，这样操作的原因是 。
(3)丙实验的名称是 ，其中玻璃棒的作用是 。
【答案】(1) 澄清石灰水变浑浊
(2) 集中火焰，提高温度 防止铜再次被氧化
(3) 过滤 引流
【详解】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故甲实验A中的现象是澄清石灰水变浑浊；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故可以写出化学方程式：；二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊溶液变红，故甲实验B装置中湿石蕊纸花由紫色变红色的原因是：。
（2）加热时酒精灯加网罩的目的是：集中火焰，提高温度；热的铜会与空气中的氧气反应生成氧化铜，故待试管①冷却之后再把试管里的粉末倒出，这样操作的原因是防止铜再次被氧化。
（3）丙实验的名称是过滤；其中玻璃棒在过滤中的作用是引流。
综合运用
17．（24-25九年级上·陕西安康·期末）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是（ ）
A．若X为氧化铜，可以观察到红色固体变黑
B．①是碳不充分燃烧时的产物反应
C．②一定属于分解反应
D．打开可乐瓶盖时会发生反应③
【答案】B
【解析】A、若X为氧化铜，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，可观察到黑色固体变为红色，不符合题意；
B、反应①是碳不完全燃烧生成一氧化碳，符合题意；
C、反应②可能是碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，符合“一变多”的特点，属于分解反应，也可能是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应，属于复分解反应，不符合题意；
D、打开可乐瓶盖时，发生反应为碳酸分解生成二氧化碳和水，而反应③为二氧化碳和水反应生成碳酸，不符合题意。
故选B。
18．(24-25九上·广东梅州兴宁宋声学校·期末)下列实验过程与图像的对应关系正确的是
A．加热高锰酸钾固体至质量不再减小
B．等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气
C．高温加热一定量的氧化铜和过量碳的混合物
D．向一定质量的石灰石中不断加入稀盐酸
【答案】C
【详解】A、加热高锰酸钾固体，反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气逸出，固体质量不断减少，当高锰酸钾完全分解后，剩余固体是锰酸钾和二氧化锰，固体质量不再变化，但不为0，图像不符合，A 选项错误；
B、等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气，二氧化锰作催化剂，只改变化学反应速率，不影响最终生成氧气的质量，有、无二氧化锰最终生成氧气质量应相等，图像不符合，B 选项错误；
C、高温加热一定量的氧化铜和过量碳的混合物，反应生成铜和二氧化碳（），氧化铜中氧元素全部转化到二氧化碳中，完全反应后剩余固体是铜和碳，其中氧元素质量为0，图像符合，C 选项正确；
D、向一定质量的石灰石中不断加入稀盐酸，碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，随着反应进行，二氧化碳质量不断增加，当碳酸钙完全反应后，二氧化碳质量不再增加，图像不符合，D 选项错误。
故选C。
19．(24-25九上·山东淄博·期末)用下列对比实验探究碱的性质，所需操作或所得到的结论错误的是
A．实验1的现象说明氢氧化钠有强烈的腐蚀性
B．实验2中倒入3个塑料瓶中的三种液体的体积必须相同
C．对比A、C瓶的变瘪情况可证明能与氢氧化钠反应
D．对比A、B的现象可说明氢氧化钠溶液要比氢氧化钙溶液吸收二氧化碳效果更好
【答案】A
【详解】A、露置5分钟之后的氢氧化钠表面潮湿，说明氢氧化钠具有吸水性，需要密封保存，不能说明氢氧化钠有强烈的腐蚀性，符合题意；
B、实验2是对比实验，需控制变量（液体体积相同），不符合题意；
C、A 瓶（氢氧化钠溶液）和C瓶（水）的变瘪程度差异，说明能与氢氧化钠反应，不符合题意；
D、A 瓶（氢氧化钠溶液）比B瓶（氢氧化钙溶液）变瘪更明显，说明相同条件下氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果更好，不符合题意。
故选：A。
20．(24-25九上·河北张家口宣化区·期末)下图所示实验不能得出相应结论的是
A．甲：塑料瓶变瘪，说明CO2可与H2O反应生成H2CO3
B．乙：可证明可燃物燃烧需要与O2接触
C．丙：点燃氢气时发出尖锐爆鸣声，氢气不纯
D．丁：左侧铜片生锈，右侧铜片不生锈，说明铜生锈的条件之一是与O2接触
【答案】A
【详解】A、塑料瓶变瘪，说明二氧化碳可溶于水，没有验证碳酸的生成，故不能说明二氧化碳与水反应生成碳酸，该选项符合题意。
B、铜片上的白磷燃烧，水里的白磷不燃烧，故证明可燃物燃烧需要与氧气接触，该选项不符合题意。
C、氢气具有可燃性，点燃氢气时发出尖锐爆鸣声，氢气不纯，该选项不符合题意。
D、左侧和右侧的变量是有无氧气，左侧铜片生锈，右侧铜片不生锈，说明铜生锈的条件之一是与氧气接触，该选项不符合题意。
故选A。
21．（24-25九年级上·内蒙古通辽·期末）兴趣小组同学用如图装置进行氧化铜与碳粉的反应实验，并对生成气体的成分进行探究。
【资料】反应过程中NaOH溶液能完全吸收CO2。
（1）根据质量守恒定律，对生成气体的成分作如下猜想：
①只有二氧化碳；
②只有一氧化碳；
③ 。
（2）写出猜想①所发生反应的化学方程式 。
（3）如果观察到装置B、D、E中都有明显的变化发生，说明猜想 成立，装置B中可观察到的实验现象是 。
（4）小组分析讨论后认为：CO可能是反应生成的CO2和过量的碳在高温下反应生成的，写出该反应的化学方程式 。当装置B中不再有气泡冒出时，反应停止，待A装置中玻璃管冷却后倒出固体残留物，其中一定含有铜，可能含有 。
【答案】（1）二氧化碳和一氧化碳的混合物
（2）
（3）③ 澄清石灰水变浑浊
（4） 碳（或碳粉等）
【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，生成的气体可能是二氧化碳，一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳的混合物。故填：二氧化碳和一氧化碳的混合物。
（2）猜想①生成的气体是二氧化碳，所以猜想①所发生的反应是碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为。故填：。
（3）观察到装置B有明显的变化发生，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；二氧化碳能被C装置吸收；装置D、E中都有明显的变化发生，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明生成了一氧化碳。所以生成的气体为二氧化碳和一氧化碳的混合物，所以猜想③成立。故填：③；澄清石灰水变浑浊。
（4）二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为；A装置中碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳的同时，碳粉可能有剩余。所以当装置B中不再有气泡冒出时，反应停止，待A装置中玻璃管冷却后倒出固体残留物，其中一定含有铜，可能含有碳粉。故填：；碳粉。
思维拔高
22．（24-25九年级上·安徽蚌埠·期末）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．Q点时，产生气体的总质量为(a-b)gD．0～t3min内，氧化铜的质量一直减少
【答案】C
【解析】A、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行至t2min，固体的总质量逐渐减少，至N点恰好完全反应，不再发生改变，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法错误；
B、N点对应的固体为铜，为红色，故选项说法错误；
C、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，N点碳和氧化铜恰好完全反应，根据质量守恒定律，N点产生气体的总质量为(a-b)g，t2~t3min内铜又与进入的氧气反应生成氧化铜，则Q点与N点时产生的二氧化碳质量相同，故选项说法正确；
D、0~t2min内固体的质量逐渐减小，氧化铜逐渐变为铜，所以氧化铜的质量不断减少，t2~t3min内铜又与进入的氧气反应生成氧化铜，使氧化铜的质量增大，故选项说法错误。
故选C。
23．（24-25九年级上·安徽池州·期末）按图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A．N点时，①中固体物质是C和Cu
B．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成的气体质量
C．M点时，装置②处导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
D．N→P的过程中，固体中铜元素的质量减小
【答案】B
【解析】A、由图乙可知，M点落在固体质量不变的横线上，说明M点时反应还没有发生，试管中固体为木炭和氧化铜两种，N点在固体质量下降的图线上，说明反应正在进行中，木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，因此，试管中固体为木炭、氧化铜和铜三种，A错误；
B、根据质量守恒定律可知，参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，即：参加反应的碳（固体）和氧化铜（固体）的质量和等于生成的铜（固体）和二氧化碳（气体）的质量和，因此，M→P 的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量，B正确；
C、由图乙可知，M点时反应还没有发生，此时冒出的气体是装置①中的空气，C错误；
D、固体中铜元素的质量分数 ，N→P的过程中，铜元素的质量没变，但固体混合物的总质量减少，故固体中铜元素的质量分数变大，D错误；
故选B。
24．（24-25九年级上·辽宁沈阳·期末）碳的世界丰富多彩。
【识碳】含碳物质之间的转化关系如下：
（1）自来水厂常用活性炭的 性来除去水中的色素和异味。
（2）请在图上用“→”再标注一组转化关系 。
【固碳】
（3）生物固碳
确保该实验成功需要注意： 等条件控制。
（4）物理固碳
重庆合川实验基地将 CO2转化成液态压入地下实现碳封存。从微粒的观点解释，该过程主要改变的是 。
（5）化学固碳水与石灰水效果比较
【零碳】
中科院大连化学物理研究所研制出一种新型多功能复合催化剂，通过下图的转化将二氧化碳成功转化为汽油。

（6）CO2中 O 的化合价为-2， C 的化合价为 。
（7）此转化中使用催化剂的目的是 反应速率。
（8）对于二氧化碳变汽油还需要解决的问题，认识科学的是 。
A．捕集空气中的二氧化碳比捕集直接排放的二氧碳难度大
B．氢气的制取成本高，并且也要消耗大量的能源
C．积极提高催化剂的催化效果、降低催化剂生产成本
【答案】（1）吸附
（2）/（标出其中任意一种转化即可）
（3）植物的光合作用能产生氧气 控制玻璃罩容积相同，装置密闭性良好、光照强度、温度、蜡烛长短和粗细等
（4）分子间间隔
（5）甲乙塑料瓶变瘪，且乙变瘪的程度大于甲，乙中澄清石灰水变浑浊
（6）+4
（7）加快
（8）ABC
【解析】（1）活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味；
（2）
，，碳酸钙可以转化为二氧化碳，二氧化碳可以转化为一氧化碳，（合理即可）；
（3）蜡烛燃烧需要氧气，实验A中蜡烛燃烧一会儿，熄灭；B中蜡烛一直燃烧至蜡烛燃尽，说明植物的光合作用会产生氧气；对比实验中只能有一组变量，其余的实验量均需要相同，则还需要控制玻璃罩容积相同，装置密闭性良好、光照强度、温度、蜡烛长短和粗细等实验数据相同；
（4）二氧化碳分子之间有间隔，所以可以将气态的二氧化碳加压转化为液体封存，过程中分子之间的间隔减小，导致体积减小；
（5）二氧化碳能溶于水，且能与水反应生成碳酸，二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与水，但CO2与水反应的量较少，所以实验中观察到两个瓶子都变瘪，乙瓶明显比甲瓶瘪，且乙中澄清石灰水会变浑浊；
（6）根据化合物中元素的正负化合价代数和为0，CO2中O为-2价，设C的化合价为x，则x＋(-2×2)=0，x=+4，故C为+4价；
（7）使用催化剂的目的是为了加快反应速率；
（8）A、直接排放的二氧化碳含量比空气中的二氧化碳大，则捕集空气中的二氧化碳比捕集直接排放的二氧化碳难度大，说法正确，符合题意；
B、在目前的技术条件下氢气的制取成本高，并且也要消耗大量的能源，说法正确，符合题意；
C、提高催化剂的催化效果可以降低催化剂生产成本，说法正确，符合题意；
故选ABC。
碳单质
石墨
金刚石
CC60成
微观结构
构成物质的粒子
碳原子
碳原子
C60分子
物理性质
深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较软，有滑腻感，有良好的导电性。
无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。
用途
作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂
制装饰品(钻石)、制钻头、切割大理石、玻璃
用于超导、催化、
材料科学等领域
性质差异
金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同
■方法点拨
1．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等），同种元素组成的纯净物才是单质。
2.石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。
实验仪器
试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴
实验试剂
木炭、氧化铜、澄清石灰水。
实验原理
C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
实验装置
实验现象
大试管中的固体由 黑 色变为 红 色；小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。
实验结论
木炭能够还原氧化铜生成 铜 单质和 二氧化碳 ；该实验说明木炭具有 还原 性。
实验注意
= 1 \* GB3 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。
= 2 \* GB3 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。
= 3 \* GB3 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。
= 4 \* GB3 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。
⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应。
计算思维辨析
固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。
装置及说明
现象及注意事项
A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。
化学方程式：CO+CuO Cu+CO2
B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。
化学方程式：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
C处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。
化学方程式：2CO + O22CO2
（1）澄清石灰水的目的是检验二氧化碳的生成。
（2）右侧酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气。
其它尾气处理的方法：
= 1 \* GB3 ①用气球收集尾气(图A)
= 2 \* GB3 ②用排水法收集尾气(图B)
= 3 \* GB3 ③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃烧(图C)
【注意】
（1）先通一氧化碳后加热的原因是：排出装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸。
（2）实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因是防止热的铜遇到空气又被氧化。
A B C
倾倒二氧化碳
溶解性实验
实验装置图
实验现象
蜡烛自下而上依次熄灭
塑料瓶变瘪了
实验分析
二氧化碳密度比空气大（物理性质）；
二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。
原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。
实验
操作
= 1 \* GB3 ①干燥的石蕊
小花上喷稀醋酸
= 2 \* GB3 ②干燥的石蕊
小花上喷水
= 3 \* GB3 ③把干燥的小花
放进CO2气体中
= 4 \* GB3 ④把用水湿润的石蕊
小花放入CO2气体
= 5 \* GB3 ⑤取出实验 = 4 \* GB3 ④取出用吹风机烘干
现象
变红
不变红
不变红
变红
红色变为紫色
结论
CO2不显酸性，CO2与水反应生成了酸性物质
使紫色石蕊试液变成红色
化学方程式：CO2+H2O=H2CO3
碳酸分解生成二氧化碳和水
化学方程式：
H2CO3=H2O+CO2↑
CO2的用途
依据的性质
= 1 \* GB3 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。
干冰升华吸热（物理变化）
= 2 \* GB3 ②灭火
①二氧化碳不能燃烧，②不支持燃烧，③密度比空气大
= 3 \* GB3 ③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量
CO2是光合作用的原料，能促进光合作用
= 4 \* GB3 ④制汽水饮料（碳酸饮料）
CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸
= 5 \* GB3 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等
能与多种物质反应
制取方法
实验室制法
工业制法
制取试剂
大理石(或石灰石)与稀盐酸
石灰石
反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3CaO+CO2↑
装置
依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度
固体加热型
（反应物状态为固体和液体，反应条件为常温）
、
向上排空气法
（二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大）
实验步骤
（1）“组”：组装仪器。
（2）“查”：检查装置的气密性。
（3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。
（4）“集”：用向上排空气法收集。
（5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。
（6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法
把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法
将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到木条熄灭，证明二氧化碳已经收集满。
■方法点拨
（1）药品的选择：①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）。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）。
（2）①长颈漏斗的下端要伸到液面以下（防止产生的气体从长颈漏斗口逸出）；②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）；③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。
固固加热型
固液常温型
高锰酸钾制氧气
稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳
试管口略
向下倾斜
适合制取
少量气体
适合制取
大量气体
长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封
分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
排水集气法
向上排空气法
向下排空气法
适合气体溶解度小
不与水反应的气体
适合密度比空气大
不与空气反应的气体
适合密度比空气小
不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满
注意事项：导管伸入集气瓶底部，
以保证排尽集气瓶中空气。
注意事项：导管伸入集气瓶底部，
以保证排尽集气瓶中空气。



①所有气体从短管进
②V排出的水=V气体
为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；
集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是影响收集气体的纯度
气体进入集气瓶后出现在装置下端
气体的验满在另一侧出气口
气体进入集气瓶后出现在装置上端
气体的验满在另一侧出气口
■易错提醒
石墨转化为金刚石是化学变化，因为石墨和金刚石中碳原子的排列方式不同，二者属于不同的物质，也就是说石墨在一定条件下转化为金刚石这个过程中有新物质生成。
■易错提醒
1．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。
2．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。
■易错提醒
1．CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。
2．能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。
选项
劳动项目
化学知识
A
煮沸自来水
煮沸可杀菌消毒，降低水的硬度
B
洗净擦干炒菜后的铁锅
铁在潮湿空气中易生锈
C
用活性炭制作简易净水器
活性炭具有导电性
D
利用秸秆发酵产生沼气
沼气中含有的甲烷可作燃料
实验内容
现象
结论

A中蜡烛燃烧一会儿，熄灭。B中蜡烛一直燃烧至蜡烛燃尽。

实验内容
现象
结论
（迅速拧紧两个瓶盖，充分振荡软塑料瓶）

相同条件下石灰水比水吸收二氧化碳效果更好。