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人教版九年级化学上册尖子生必备题典【考点精讲精练】第十三讲常见的碳单质及二氧化碳的制取(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级化学上册尖子生必备题典【考点精讲精练】第十三讲常见的碳单质及二氧化碳的制取(原卷版+解析)，共24页。试卷主要包含了金刚石，二氧化碳的实验室制法，实验室制取二氧化碳的研究与实践等内容，欢迎下载使用。
一、金刚石、石墨和C60物理性质：
1.金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的最硬的物质。
用途：可用作钻石，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
2.石墨：是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。
用途：可用来作电极，润滑剂等
3.不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
4.木炭和活性炭具有吸附性。
5.在常温下，碳的化学性质很稳定；在高温下，碳能够与很多物质发生反应。
6.物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
二、二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；
②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，
气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所
示）。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明
有CO2生成。
【特别注意】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
三、实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
(3)石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2↑
(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图B所示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。
①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。
②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。
③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图C）。
【特别注意】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
2.氧气、二氧化碳的实验室制法比较：
好题精炼
【例题1】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都有可燃性 B.都有导电性 C.都有滑腻感 D.都是由碳分子构成
【变式题】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都能导电 B.都是很色固体 C.化学性质相同 D.结构相同
【例题2】C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是（ ）
A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量是720 D.C60和C70是两种物质
【例题3】检验CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内 B．将带火星的木条放在集气瓶口
C．将澄清石灰水倒入集气瓶中 D．将燃着的木条放在集气瓶口
【例题4】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（ ）
A．搭好装置后，检查装置气密性 B．先加入大理石，再加入稀硫酸
C．用向下排空气法收集二氧化碳 D．用带火星的木条放在瓶口验满
【例题5】下列有关CO2实验的图示正确的是（ ）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
【例题6】实验室制取二氧化碳的有关操作如下图，正确的是（ ）
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．检验二氧化碳
【例题7】下列制取二氧化碳气体的发生装置，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【例题8】实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1，请回答下列问题：
（1）写出仪器A的名称 ．
（2）为了制得较纯净的O2最好选用 法收集．
（3）要制取较多CO2，应对图1中仪器进行怎样改进 ．要控制反应的速率，应对图1中仪器进行怎样改进 ．
（4）制取CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图2），实验时，可将固
体药品放在 （填“a”或“b”）处，图2与图1相比有什么优点 ．
（5）C+O2点燃¯CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是 ．
【例题9】（1）请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳药品选择的探究．
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
从制取和 的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 ．
（2）利用如图所示装置进行二氧化碳的制备和性质实验．
实验进行一段时间后，“人”字管右端可以观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，被石蕊溶液浸湿的纸质小花的颜色变化为 ，若将 的木条从干燥管的上管口伸入管内，可以看到 ，说明二氧化碳具有 的性质．
【例题10】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是（ ）
A．此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态
B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等
C．甲装置优点可以控制化学反应的发生与停止
D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能
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1.文房四宝“笔墨纸砚”中，墨的主要成分是（ ）
A.碳 B.硅 C.磷 D.碘
2.我国古代画家、书法家用墨（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波 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
3. 如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（ ）
A．气密性检查 B．添加试剂 C．收集气体 D．验满
4. 常用于检验二氧化碳气体的物质是（ ）
A．水 B．澄清石灰水 C．食盐水 D．糖水
6．实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检验生成的气体是二氧化碳；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳．正确的操作顺序是（ ）
A．④②③⑤① B．④①②③⑤ C．④②①③⑤ D．④②⑤③①
7. 如图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（ ）
A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置
B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置
C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连
D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2
8.用下列装置进行实验，不能达到目的的是（ ）
A.干燥CO2 B.收集O2 D.验证CO2的性质 D.监控气体流速
9. 化学是一门以实验为基础的学科。结合提供的仪器，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称：E ，H 。
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口 ，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入。
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，你选择的仪器是 （填字母序号）。组装仪器的连个原则是①先左后右，② 。
10. 实验室制备并收集二氧化碳。
①选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：
图中丙对应实验 （选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是 ；不用甲对应的药品，理由是 。
②搭建装置。组装简易启普发生器，应选用 （选填编号）。
③收集二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 （选填“x”或“y”）端排出。
④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式 。
培优拓展
1.不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是（ ）
2. 根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
（1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 （填“缓慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。
（2)碳不完全燃烧的化学方程式是 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。（3)在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数成正比关系。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，相同温度下，测得反应前后容器内的气体压强分别为p1、p2.如果p13.实验室可利用碱式碳酸铜（化学式：Cu2(OH)2CO3）受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
①B中发生反应的化学方程式为：
②C中试剂是 。
③选择t3时停止加热的理由是
（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是
（3）若（1）中省略步骤三，对（2）中反应物判断可能产生的影响及原因是
4. 为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：。②铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是 。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是 。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2——4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是 。
5.用右图所示装置可以收集以下气体：H2、CH4、CO2、HCl、SO2、NH3、CO
（1）若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，可收集的气体有：
（2）若将集气瓶装满水，收集气体并测量气体的体积，可以收集并测量体积的气体有 。此时气体应由 管进入，水由 管通向量筒。
6.请帮助小红利用下列实验装置制备CO2。
（1）仪器①的名称 。装入药品前应先进行的操作是 。
（2）实验室里制取一瓶CO2气体，应选择的气体发生装置是 （填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是 → → （填接口处的小写字母）。检验本实验中CO2已经收集满的操作是
7.吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。
A B C D E
（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 的化学性质。
（2）写出上图中指定仪器的名称：a ；
（3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 (填字母，下同)，收集装置应选择的是 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是 。
（4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ；
。(列举两条)
8. 如图所示：若关闭Ⅱ阀，打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊试液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（ ）
①浓硫酸 ②浓氢氧化钠溶液 ③饱和氯化钠溶液
A.只有① B.只有② C.①② D.①②③
综合拔尖
1.C60的模型如右图所示，每个碳原子和相邻的3个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球 个，需要代表化学键的连接小球的小木棍 根。
2.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体体积：
（1）分析上表数据可知 （填字母）
A．气体分子所含原子个数越多，气体易被吸附 B．沸点越高的气体，越易被吸附
C．气体是化合物时，易被吸附 D．气体的相对分子质量越大，越易被吸附
（2）有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管与一根J型长玻璃管连接，玻璃管另一端浸没在水银中，可以看到玻璃管中水银柱上升约30cm；当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱可继续上升达70cm左右，请解释这一现象： 。
3. 牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂．某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量进行探究．
【实验原理】测定C装置中生成的BaCO3沉淀的质量，通过计算确定牙膏中CaCO3的质量分数．
【查阅资料】CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．
【实验装置】
根据探究过程回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用有：
①搅拌B、C 中的反应物，使其充分反应；② ；
（3）从C中过滤出BaCO3沉淀所需的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒；
（4）实验中准确称取三份牙膏样品，每份4.0g，进行三次测定，测得生成BaCO3的平均质量为1.97g．则样品中CaCO3的质量分数为 ；
（5）若没有A装置，直接通入空气，则测得CaCO3的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
气体名称
氧气
二氧化碳
反应原理
过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解
大理石（或石灰石）与稀盐酸反应
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
（注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处要放一小团棉花）
收集装置
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃
通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃，则证明满了
将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭，则证明满了
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ
块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ
大理石粉末、7%HCl溶液
加热时间（min）
0
t1
t2
t3
B中固体质量（g）
6.66
5.20
4.80
4.80
气体种类
H2
CO2
O2
N2
Cl2
相对分子质量
2
44
32
28
71
气体的沸点/℃
-252
-78
-183
-196
-34
被吸附体积/mL
4.5
97
35
11
494
第十三讲 常见的碳单质及二氧化碳的制取
考点直击
一、金刚石、石墨和C60物理性质：
1.金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的最硬的物质。
用途：可用作钻石，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
2.石墨：是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。
用途：可用来作电极，润滑剂等
3.不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
4.木炭和活性炭具有吸附性。
5.在常温下，碳的化学性质很稳定；在高温下，碳能够与很多物质发生反应。
6.物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
二、二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；
②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，
气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所
示）。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明
有CO2生成。
【特别注意】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
三、实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
(3)石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2↑
(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图B所示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。
①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。
②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。
③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图C）。
【特别注意】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
2.氧气、二氧化碳的实验室制法比较：
好题精炼
【例题1】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都有可燃性 B.都有导电性 C.都有滑腻感 D.都是由碳分子构成
【答案】A
【解析】A.都是由碳元素组成，具有可燃性，故A正确；B.金刚石不导电，故B错误；C.石墨具有滑腻感，金刚石没有，故C错误；D.都是由碳原子构成，故D错误
【变式题】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都能导电 B.都是很色固体 C.化学性质相同 D.结构相同
【答案】C
【解析】A.金刚石不导电，故A错误；B.金刚石是无色透明的，故B错误；C.都是由碳原子构成，化学性质相同，故C正确；D.结构不同，故D错误
【例题2】C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是（ ）
A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量是720 D.C60和C70是两种物质
【答案】B
【解析】C60是由分子构成，C60分子是由60个碳原子构成；故B错误；其相对分子质量为60×12=720，故C正确；D. C60和C70分子构成不同，是两种不同的物质，故D正确。
【例题3】检验CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内 B．将带火星的木条放在集气瓶口
C．将澄清石灰水倒入集气瓶中 D．将燃着的木条放在集气瓶口
【答案】D
【解析】二氧化碳的验满方法是：将燃着的木条伸至集气瓶口，如果木条熄灭，就证明满了；
故选：D。
【例题4】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（ ）
A．搭好装置后，检查装置气密性 B．先加入大理石，再加入稀硫酸
C．用向下排空气法收集二氧化碳 D．用带火星的木条放在瓶口验满
【答案】A
【解析】A、搭好装置后，检查装置气密性正确；故选项正确；
B、先加入大理石，再加入稀盐酸，稀硫酸错误；故选项错误；
C、用向下排空气法收集二氧化碳错误，因为二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；故选项错误；
D、用带火星的木条放在瓶口验满错误，因为二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故选项错误；
故选：A。
【例题5】下列有关CO2实验的图示正确的是（ ）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
【答案】D
【解析】A．制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，故A错误；
B．二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，如果用的话也要短进长出，故B错误；
C．验满时要把燃着的木条放在集气瓶中，而不是伸入集气瓶内，故C错误；
D．通过观察紫色石蕊试液变红色就可以验证二氧化碳能和水反应，故D正确。
故选：D。
【例题6】实验室制取二氧化碳的有关操作如下图，正确的是（ ）
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．检验二氧化碳
【答案】AC
【解析】A、检查气密性的方法是先夹住止水夹，然后向长颈漏斗中加水，若水流下后液面不再下降，则证明气密性好，故正确；
B、实验室应用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，不能用稀硫酸，故错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，气体应从长管通入，故正确；
D、检验二氧化碳气体应用澄清的石灰水，故错误。
故选：AC。
【例题7】下列制取二氧化碳气体的发生装置，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】CD
【解析】A、A装置中导管进入锥形瓶底部错误，故选项错误；
B、B装置中用来普通漏斗错误，故选项错误；
C、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；长颈漏斗方便加液体药品，故选项正确；
D、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；分液漏斗可以控制反应的速率；故选项正确；
故选：CD。
【例题8】实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1，请回答下列问题：
（1）写出仪器A的名称 ．
（2）为了制得较纯净的O2最好选用 法收集．
（3）要制取较多CO2，应对图1中仪器进行怎样改进 ．要控制反应的速率，应对图1中仪器进行怎样改进 ．
（4）制取CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图2），实验时，可将固
体药品放在 （填“a”或“b”）处，图2与图1相比有什么优点 ．
（5）C+O2点燃¯CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是 ．
【答案】（1）长颈漏斗．（2）排水（3）将试管换成锥形瓶（或广口瓶）；将长颈漏斗换成分液漏斗；（4）：a；可以控制反应的发生或停止；（5）反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体．
【解析】（1）图中A是长颈漏斗．故答案为：长颈漏斗．
（2）排水法可以收集到较为纯净的氧气．故答案为：排水．
（3）将试管换成锥形瓶或广口瓶可制取较多CO2；要控制反应速率，可通过使用分液漏斗控制酸的滴加速度来实现，故将长颈漏斗换成分液漏斗；
故填：将试管换成锥形瓶（或广口瓶）；将长颈漏斗换成分液漏斗；
（4）用图2中进行实验时，固体药品要放在a处，此装置可随时控制反应的进行；故填：a；可以控制反应的发生或停止；
（5）用碳的燃烧来制取CO2时，反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体，或燃烧的条件下，很难将其控制在一个密闭的环境中进行，因而无法收集．故答案为：反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体．
【例题9】（1）请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳药品选择的探究．
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
从制取和 的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 ．
（2）利用如图所示装置进行二氧化碳的制备和性质实验．
实验进行一段时间后，“人”字管右端可以观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，被石蕊溶液浸湿的纸质小花的颜色变化为 ，若将 的木条从干燥管的上管口伸入管内，可以看到 ，说明二氧化碳具有 的性质．
【答案】（1）收集；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应速率太快，不利于收集
（2）澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；紫变红；燃着的；木条熄灭；不燃烧，也不支持燃烧
【解析】（1）二氧化碳的制取药品很多，从实验现象中可以看出：三种药品都产生二氧化碳，但是块状石灰石和稀硫酸反应一会儿停止，碳酸钠粉末与稀盐酸反应速度太快，无法收集；因此，选择块状石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳．反应原理为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）“人”字管左端的大理石与稀盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应原理为CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；与水反应生成碳酸，生成的碳酸使的被紫色石蕊溶液浸湿的纸质小花变成红色；二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，因此能使燃着的木条熄灭．
【例题10】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是（ ）
A．此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态
B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等
C．甲装置优点可以控制化学反应的发生与停止
D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能
【答案】D
【解析】A、此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态，正确但不符合题意，故选项错误；
B、甲装置气体导出过程中容器内外气压相等，气体才会顺利导出，正确但不符合题意，故选项错误；
C、甲装置的优点是：可以控制反应的发生和停止，具有启普发生器的功能，正确但不符合题意，故选项错误；
D、乙装置N处添加止水夹也与甲装置具有的功能不同，因为乙中固体与液体不能分离，错误符合题意，故选项正确；
故选：D。
考点达标检测
夯实基础
1.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
【解析】利用碳的化学性质稳定性，故A正确，故选A
2.我国古代画家、书法家用墨（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波 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
【解析】碳在常温下化学性质不活波，故可以长期保存，故A正确；都不合题意。故选A
3. 如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（ ）
A．气密性检查 B．添加试剂 C．收集气体 D．验满
【答案】D
【解析】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气；不需要纠正，故选项错误。
B、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确，不需要纠正，故选项错误。
C、实验室制取二氧化碳属于固液常温型；二氧化碳的密度比空气的大，收集二氧化碳时应用向上排空气法，图中所示操作正确，不需要纠正，故选项错误。
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，图中所示操作错误，需要纠正错误，故选项正确。
故选：D。
4. 常用于检验二氧化碳气体的物质是（ ）
A．水 B．澄清石灰水 C．食盐水 D．糖水
【答案】B
【解析】检验二氧化碳气体，实验室用澄清的石灰水，故B正确，故选B
6．实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检验生成的气体是二氧化碳；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳．正确的操作顺序是（ ）
A．④②③⑤① B．④①②③⑤ C．④②①③⑤ D．④②⑤③①
【答案】B
【解析】制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（向广口瓶中装入大理石）→倒（向漏斗中注入稀盐酸）→检验（检验生成的气体是否是二氧化碳）→收集（用向上排空气法收集）→验满（将燃着的木条放在集气瓶口）．则正确的操作顺序为：④①②③⑤。
故选：B。
7. 如图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（ ）
A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置
B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置
C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连
D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2
【答案】D
【解析】甲装置是固液常温型装置，可以用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，也可以用双氧水和二氧化锰混合制取氧气，故A说法合理，不符合题意，A错误；B.因为高锰酸钾是干燥的，在试管口不会产生冷凝水，故说法正确，不合题意；C.氧气不易溶于水，可用排水法收集，说法正确不合题意；D.因为二氧化碳能溶于水1体积水约溶解，当石灰石和盐酸足量时，可以收集到一瓶二氧化碳，故D错误，故选D
8.用下列装置进行实验，不能达到目的的是（ ）
A.干燥CO2 B.收集O2 D.验证CO2的性质 D.监控气体流速
【答案】B
【解析】A.用浓硫酸干燥二氧化碳气体，应从长导管进。短导管出，A正确；B.用装满水的集气瓶收集氧气，气体应从短导管进，故B错误，不能达到目的；C.二氧化碳能与水反应生成碳酸，酸能使紫色的石蕊试液变红，故C正确；D.可以通过观察导管口气泡冒出的速率监控，故D正确，故选B
9. 化学是一门以实验为基础的学科。结合提供的仪器，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称：E ，H 。
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口 ，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入。
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，你选择的仪器是 （填字母序号）。组装仪器的连个原则是①先左后右，② 。
【答案】（1）长颈漏斗；锥形瓶；（2）湿润；（3）CEFH；从下到上；
【解析】1）长颈漏斗方便加液体药品，锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：长颈漏斗；锥形瓶；
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口湿润，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入；故答案为：湿润；
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，我选择的仪器是：CEFH；组装仪器的连个原则是①先左后右，②从下到上；故答案为：CEFH；从下到上；
10. 实验室制备并收集二氧化碳。
①选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：
图中丙对应实验 （选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是 ；不用甲对应的药品，理由是 。
②搭建装置。组装简易启普发生器，应选用 （选填编号）。
③收集二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 （选填“x”或“y”）端排出。
④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式 。
【答案】①Ⅰ；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳；
②b c f g；③x；④Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
【解析】①根据大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表达阻止了反应的进一步发生，图中丙对应实验Ⅰ；大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；不用甲对应的药品，理由是：反应太剧烈，不利于收集二氧化碳；
②组装简易启普发生器，应选用b c f g；
③因为二氧化碳的密度经空气大，可用向上排空气法收集，用如图装置收集时，二氧化碳应该长进短出，所以二氧化碳从Y端进入，空气从X端排出；
④二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
培优拓展
1.不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是（ ）
【答案】A
【解析】A. 可上下移动铜丝，把液体和固体分离，不能通过气压的变化控制反应的发生和停止。B. 当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把部分液体压入长颈漏斗，使固液分离，反应停止，因此可以使反应随时发生随时停止。C. 通过把装置放进烧杯或拿出可实现固液的接触或分离；打开止水夹时，固液接触，反应发生；关上止水夹，随着气压的增大，球形管中的液面会下降，从而使反应停止。D. 当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把液体压入U形管的左端，使固液分离，反应停止，因此可以使反。应随时发生随时停止。
2. 根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
（1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 （填“缓慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。
（2)碳不完全燃烧的化学方程式是 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。（3)在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数成正比关系。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，相同温度下，测得反应前后容器内的气体压强分别为p1、p2.如果p1【答案】（1）缓慢（2）2C+O2点燃===2CO，化合（3）38【解析】（1)做“木炭的燃烧”实验时，为防止氧气受热逸出，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下缓慢伸入盛有集满氧气的集气瓶中。（3)碳充分燃烧的化学方程式为C+O2点燃===CO2,碳不完全燃烧的化学方
点燃程式为2C+O2点燃===2CO由化学方程式可知，当碳与氧气质量比为3：8时，生成物只有二氧化碳；当碳与氧气的质量比为3:4时，生成物只有一氧化碳；当碳与氧气的质量比大于3:8,小于3:4时生成物有二氧化碳和一氧化碳。碳充分燃烧（只有二氧化碳生成）时恒容密闭容器中气体分子数不变，碳不充分燃烧时恒容密闭容器中气体分子数增大。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，说明383.实验室可利用碱式碳酸铜（化学式：Cu2(OH)2CO3）受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
①B中发生反应的化学方程式为：
②C中试剂是 。
③选择t3时停止加热的理由是
（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是
（3）若（1）中省略步骤三，对（2）中反应物判断可能产生的影响及原因是
【答案】（1）①Cu2(OH)2CO3≜2 CuO+H2O+CO2↑②无水硫酸铜③固体质量不在减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解。（2）黑色粉末变红色 F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂。（3）不能确定碳粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳，因为可能有（1）中未分解的碱式碳酸铜在实验（2）中分解，产生二氧化碳气体，干扰对碳粉还原氧化铜反应生成物的判断。
【解析】（1）装置C的作用是检验水，实验室用无水硫酸铜检验水，③Cu2(OH)2CO3≜2 CuO+H2O+CO2↑反应后固体质量减少说明反应完全。（3）步骤三的作用是证明碱式碳酸铜反应完全。
4. 为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：。②铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是 。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是 。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2——4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是 。
【答案】（1）C+2CuO高温===2Cu+CO2↑（2）澄清石灰水变浑浊（3）探究木炭与氧化铜的受热面积对其反应的影响。（4）木炭与氧化铜最佳质量比为1：12.（5）木炭与氧化铜质量比为1：13时，氧化铜已经过量。（6）稀硫酸
【解析】（3）实验1中，反应物，反应条件和生成物均一样，不一样的是加热的操作方法不同，故实验1的目的是探究木炭与氧化铜的受热面积对其反应的影响。（5）木炭与氧化铜的质量比是1：12时，恰好完全反应，质量比为1：13时，氧化铜已经过量，故没必要再进行质量比1：14的实验。（6）反应后主要生成物是铜，铜与稀硫酸不反应，由可知，氧化亚铜能与硫酸反应，故选用稀硫酸反应。
5.用右图所示装置可以收集以下气体：H2、CH4、CO2、HCl、SO2、NH3、CO
（1）若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，可收集的气体有：
（2）若将集气瓶装满水，收集气体并测量气体的体积，可以收集并测量体积的气体有 。此时气体应由 管进入，水由 管通向量筒。
【答案】（1）HCl、CO2、SO2（2）H2、CH4、CO B A
【解析】（1）相同条件下，气体的相对分子质量越大，密度也越大。空气的平均相对分子质量为29,H2的相对分子质量为2,CH4的相对分子质量为16,CO2的相对分子质量为44,HC1的相对分子质量为36.5,SO2的相对分子质量为64,NH,的相对分子质量为17,CO的相对分子质量为28,其中密度比空气小的气体有H2、CH1、NH3、CO,密度比空气大的气体有CO2、HC1、SO2,若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，收集的气体密度比空气大，可收集的气体有CO2、HCI、SO2.(2)若将集气瓶盛满水，可以收集并测量体积的气体具有难溶于水的性质，几种气体中H2、CH4、CO难溶于水，此时气体应由短管B进入，水由长管A通向量筒。
6.请帮助小红利用下列实验装置制备CO2。
（1）仪器①的名称 。装入药品前应先进行的操作是 。
（2）实验室里制取一瓶CO2气体，应选择的气体发生装置是 （填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是 → → （填接口处的小写字母）。检验本实验中CO2已经收集满的操作是
【答案】（1）铁架台 检查装置气密性（2）B acb 将燃着的木条放在b导管口出，若木条熄灭，则集满
【解析】（1）仪器的名称是铁架台，加药品前，应该是检查气密性（2）实验室制取二氧化碳用的是稀盐酸和大理石，发生装置是固液常温型，应选B，二氧化碳密度大于空气，收集采用向上排空气法所以导管口连接的顺序是acb检验收集满的操作是用燃着的木条放在b管口
7.吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。
A B C D E
（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 的化学性质。
（2）写出上图中指定仪器的名称：a ；
（3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 (填字母，下同)，收集装置应选择的是 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是 。
（4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ；
。(列举两条)
【答案】（1）易溶于水 可燃性（2）A C 氯酸钾和二氧化锰（3）用湿毛巾捂住口鼻 尽量贴近地面逃离
【解析】（2)实验室用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气，反应物都是固体，需要加热，选择固固加热型的发生装置A;氨气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集；氨气极易溶于水，不能用排水法收集。（3)由于氨气极易溶于水，逃生时可以用湿毛巾捂住口鼻；由于氨气的密度比空气小，逃生时尽量贴近地面逃离，防止氨气逸散时吸入过多的氨气危害人体健康。
8. 如图所示：若关闭Ⅱ阀，打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊试液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（ ）
①浓硫酸 ②浓氢氧化钠溶液 ③饱和氯化钠溶液
A.只有① B.只有② C.①② D.①②③
【答案】C
【解析】：若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的二氧化碳气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，再通入这种气体，干燥紫色小花变红，则
①二氧化碳经过浓硫酸被干燥，干燥的二氧化碳气体不能使干燥紫色小花不变红，故①正确；
②二氧化碳通过NaOH溶液被吸收，气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，故②正确；
③而通过饱和NaCl溶液后，潮湿的二氧化碳气，能够生成碳酸，碳酸使燥紫色小花变红，故③错误．
答案：C
综合拔尖
1.C60的模型如右图所示，每个碳原子和相邻的3个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球 个，需要代表化学键的连接小球的小木棍 根。
【答案】60 90
【解析】由化学式可得出每个C60分子由60个碳原子构成，而每个小球代表一个碳原子，因此小球的个数为60个；由图可以看出，在C60的模型中每个碳原子和相邻的三个碳原子相结合，每个小棍都计算两次，则小棍数目为60×32=90
2.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体体积：
（1）分析上表数据可知 （填字母）
A．气体分子所含原子个数越多，气体易被吸附 B．沸点越高的气体，越易被吸附
C．气体是化合物时，易被吸附 D．气体的相对分子质量越大，越易被吸附
（2）有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管与一根J型长玻璃管连接，玻璃管另一端浸没在水银中，可以看到玻璃管中水银柱上升约30cm；当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱可继续上升达70cm左右，请解释这一现象： 。
【答案】（1）BD（2）活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管中气体减少更多，水银柱进一步上升。（3不正确，常压下，汞柱最高只能达到76cm.
【解析】（1)从表中可以看出沸点越高的气体，气体的相对分子质量越大，越易被吸附（2)解：活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管中气体减少更多，水银柱进一步上升。（3)解：不正确，常压下，汞柱最高只能达到76cm.
3. 牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂．某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量进行探究．
【实验原理】测定C装置中生成的BaCO3沉淀的质量，通过计算确定牙膏中CaCO3的质量分数．
【查阅资料】CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．
【实验装置】
根据探究过程回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用有：
①搅拌B、C 中的反应物，使其充分反应；② ；
（3）从C中过滤出BaCO3沉淀所需的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒；
（4）实验中准确称取三份牙膏样品，每份4.0g，进行三次测定，测得生成BaCO3的平均质量为1.97g．则样品中CaCO3的质量分数为 ；
（5）若没有A装置，直接通入空气，则测得CaCO3的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（2）使反应生成的二氧化碳完全进入C中被氢氧化钡溶液吸收，（3）漏斗（4）25%（5）偏大
【解析】（4）碳酸钙中的碳元素全部转化成二氧化碳，二氧化碳中碳元素转化成碳酸钡中的碳元素，该过程谈元素质量不变，1.97g碳酸钡中谈元素质量为1.97g×12/197=0.12g，碳酸钙的质量是0.12g÷12/100=1.0g，碳酸钙的质量分数为1.0g÷4.0g=25%，（5）若没有A装置，直接通儒空气，空气中的二氧化碳进入氢氧化钡溶液中与氢氧化钡反应生成碳酸钡，造成碳酸钡质量偏大，则算出的碳酸钙的质量分数偏大。
气体名称
氧气
二氧化碳
反应原理
过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解
大理石（或石灰石）与稀盐酸反应
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
（注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处要放一小团棉花）
收集装置
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃
通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃，则证明满了
将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭，则证明满了
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ
块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ
大理石粉末、7%HCl溶液
加热时间（min）
0
t1
t2
t3
B中固体质量（g）
6.66
5.20
4.80
4.80
气体种类
H2
CO2
O2
N2
Cl2
相对分子质量
2
44
32
28
71
气体的沸点/℃
-252
-78
-183
-196
-34
被吸附体积/mL
4.5
97
35
11
494
一、金刚石、石墨和C60物理性质：
1.金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的最硬的物质。
用途：可用作钻石，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
2.石墨：是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。
用途：可用来作电极，润滑剂等
3.不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
4.木炭和活性炭具有吸附性。
5.在常温下，碳的化学性质很稳定；在高温下，碳能够与很多物质发生反应。
6.物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
二、二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；
②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，
气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所
示）。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明
有CO2生成。
【特别注意】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
三、实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
(3)石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2↑
(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图B所示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。
①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。
②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。
③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图C）。
【特别注意】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
2.氧气、二氧化碳的实验室制法比较：
好题精炼
【例题1】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都有可燃性 B.都有导电性 C.都有滑腻感 D.都是由碳分子构成
【变式题】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都能导电 B.都是很色固体 C.化学性质相同 D.结构相同
【例题2】C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是（ ）
A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量是720 D.C60和C70是两种物质
【例题3】检验CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内 B．将带火星的木条放在集气瓶口
C．将澄清石灰水倒入集气瓶中 D．将燃着的木条放在集气瓶口
【例题4】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（ ）
A．搭好装置后，检查装置气密性 B．先加入大理石，再加入稀硫酸
C．用向下排空气法收集二氧化碳 D．用带火星的木条放在瓶口验满
【例题5】下列有关CO2实验的图示正确的是（ ）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
【例题6】实验室制取二氧化碳的有关操作如下图，正确的是（ ）
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．检验二氧化碳
【例题7】下列制取二氧化碳气体的发生装置，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【例题8】实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1，请回答下列问题：
（1）写出仪器A的名称 ．
（2）为了制得较纯净的O2最好选用 法收集．
（3）要制取较多CO2，应对图1中仪器进行怎样改进 ．要控制反应的速率，应对图1中仪器进行怎样改进 ．
（4）制取CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图2），实验时，可将固
体药品放在 （填“a”或“b”）处，图2与图1相比有什么优点 ．
（5）C+O2点燃¯CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是 ．
【例题9】（1）请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳药品选择的探究．
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
从制取和 的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 ．
（2）利用如图所示装置进行二氧化碳的制备和性质实验．
实验进行一段时间后，“人”字管右端可以观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，被石蕊溶液浸湿的纸质小花的颜色变化为 ，若将 的木条从干燥管的上管口伸入管内，可以看到 ，说明二氧化碳具有 的性质．
【例题10】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是（ ）
A．此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态
B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等
C．甲装置优点可以控制化学反应的发生与停止
D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能
考点达标检测
夯实基础
1.文房四宝“笔墨纸砚”中，墨的主要成分是（ ）
A.碳 B.硅 C.磷 D.碘
2.我国古代画家、书法家用墨（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波 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
3. 如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（ ）
A．气密性检查 B．添加试剂 C．收集气体 D．验满
4. 常用于检验二氧化碳气体的物质是（ ）
A．水 B．澄清石灰水 C．食盐水 D．糖水
6．实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检验生成的气体是二氧化碳；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳．正确的操作顺序是（ ）
A．④②③⑤① B．④①②③⑤ C．④②①③⑤ D．④②⑤③①
7. 如图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（ ）
A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置
B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置
C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连
D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2
8.用下列装置进行实验，不能达到目的的是（ ）
A.干燥CO2 B.收集O2 D.验证CO2的性质 D.监控气体流速
9. 化学是一门以实验为基础的学科。结合提供的仪器，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称：E ，H 。
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口 ，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入。
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，你选择的仪器是 （填字母序号）。组装仪器的连个原则是①先左后右，② 。
10. 实验室制备并收集二氧化碳。
①选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：
图中丙对应实验 （选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是 ；不用甲对应的药品，理由是 。
②搭建装置。组装简易启普发生器，应选用 （选填编号）。
③收集二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 （选填“x”或“y”）端排出。
④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式 。
培优拓展
1.不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是（ ）
2. 根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
（1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 （填“缓慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。
（2)碳不完全燃烧的化学方程式是 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。（3)在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数成正比关系。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，相同温度下，测得反应前后容器内的气体压强分别为p1、p2.如果p1
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
①B中发生反应的化学方程式为：
②C中试剂是 。
③选择t3时停止加热的理由是
（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是
（3）若（1）中省略步骤三，对（2）中反应物判断可能产生的影响及原因是
4. 为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：。②铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是 。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是 。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2——4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是 。
5.用右图所示装置可以收集以下气体：H2、CH4、CO2、HCl、SO2、NH3、CO
（1）若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，可收集的气体有：
（2）若将集气瓶装满水，收集气体并测量气体的体积，可以收集并测量体积的气体有 。此时气体应由 管进入，水由 管通向量筒。
6.请帮助小红利用下列实验装置制备CO2。
（1）仪器①的名称 。装入药品前应先进行的操作是 。
（2）实验室里制取一瓶CO2气体，应选择的气体发生装置是 （填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是 → → （填接口处的小写字母）。检验本实验中CO2已经收集满的操作是
7.吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。
A B C D E
（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 的化学性质。
（2）写出上图中指定仪器的名称：a ；
（3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 (填字母，下同)，收集装置应选择的是 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是 。
（4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ；
。(列举两条)
8. 如图所示：若关闭Ⅱ阀，打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊试液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（ ）
①浓硫酸 ②浓氢氧化钠溶液 ③饱和氯化钠溶液
A.只有① B.只有② C.①② D.①②③
综合拔尖
1.C60的模型如右图所示，每个碳原子和相邻的3个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球 个，需要代表化学键的连接小球的小木棍 根。
2.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体体积：
（1）分析上表数据可知 （填字母）
A．气体分子所含原子个数越多，气体易被吸附 B．沸点越高的气体，越易被吸附
C．气体是化合物时，易被吸附 D．气体的相对分子质量越大，越易被吸附
（2）有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管与一根J型长玻璃管连接，玻璃管另一端浸没在水银中，可以看到玻璃管中水银柱上升约30cm；当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱可继续上升达70cm左右，请解释这一现象： 。
3. 牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂．某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量进行探究．
【实验原理】测定C装置中生成的BaCO3沉淀的质量，通过计算确定牙膏中CaCO3的质量分数．
【查阅资料】CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．
【实验装置】
根据探究过程回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用有：
①搅拌B、C 中的反应物，使其充分反应；② ；
（3）从C中过滤出BaCO3沉淀所需的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒；
（4）实验中准确称取三份牙膏样品，每份4.0g，进行三次测定，测得生成BaCO3的平均质量为1.97g．则样品中CaCO3的质量分数为 ；
（5）若没有A装置，直接通入空气，则测得CaCO3的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
气体名称
氧气
二氧化碳
反应原理
过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解
大理石（或石灰石）与稀盐酸反应
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
（注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处要放一小团棉花）
收集装置
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃
通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃，则证明满了
将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭，则证明满了
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ
块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ
大理石粉末、7%HCl溶液
加热时间（min）
0
t1
t2
t3
B中固体质量（g）
6.66
5.20
4.80
4.80
气体种类
H2
CO2
O2
N2
Cl2
相对分子质量
2
44
32
28
71
气体的沸点/℃
-252
-78
-183
-196
-34
被吸附体积/mL
4.5
97
35
11
494
第十三讲 常见的碳单质及二氧化碳的制取
考点直击
一、金刚石、石墨和C60物理性质：
1.金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的最硬的物质。
用途：可用作钻石，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
2.石墨：是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。
用途：可用来作电极，润滑剂等
3.不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
4.木炭和活性炭具有吸附性。
5.在常温下，碳的化学性质很稳定；在高温下，碳能够与很多物质发生反应。
6.物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
二、二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；
②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，
气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所
示）。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明
有CO2生成。
【特别注意】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
三、实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
(3)石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2↑
(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图B所示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。
①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。
②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。
③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图C）。
【特别注意】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
2.氧气、二氧化碳的实验室制法比较：
好题精炼
【例题1】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都有可燃性 B.都有导电性 C.都有滑腻感 D.都是由碳分子构成
【答案】A
【解析】A.都是由碳元素组成，具有可燃性，故A正确；B.金刚石不导电，故B错误；C.石墨具有滑腻感，金刚石没有，故C错误；D.都是由碳原子构成，故D错误
【变式题】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都能导电 B.都是很色固体 C.化学性质相同 D.结构相同
【答案】C
【解析】A.金刚石不导电，故A错误；B.金刚石是无色透明的，故B错误；C.都是由碳原子构成，化学性质相同，故C正确；D.结构不同，故D错误
【例题2】C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是（ ）
A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量是720 D.C60和C70是两种物质
【答案】B
【解析】C60是由分子构成，C60分子是由60个碳原子构成；故B错误；其相对分子质量为60×12=720，故C正确；D. C60和C70分子构成不同，是两种不同的物质，故D正确。
【例题3】检验CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内 B．将带火星的木条放在集气瓶口
C．将澄清石灰水倒入集气瓶中 D．将燃着的木条放在集气瓶口
【答案】D
【解析】二氧化碳的验满方法是：将燃着的木条伸至集气瓶口，如果木条熄灭，就证明满了；
故选：D。
【例题4】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（ ）
A．搭好装置后，检查装置气密性 B．先加入大理石，再加入稀硫酸
C．用向下排空气法收集二氧化碳 D．用带火星的木条放在瓶口验满
【答案】A
【解析】A、搭好装置后，检查装置气密性正确；故选项正确；
B、先加入大理石，再加入稀盐酸，稀硫酸错误；故选项错误；
C、用向下排空气法收集二氧化碳错误，因为二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；故选项错误；
D、用带火星的木条放在瓶口验满错误，因为二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故选项错误；
故选：A。
【例题5】下列有关CO2实验的图示正确的是（ ）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
【答案】D
【解析】A．制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，故A错误；
B．二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，如果用的话也要短进长出，故B错误；
C．验满时要把燃着的木条放在集气瓶中，而不是伸入集气瓶内，故C错误；
D．通过观察紫色石蕊试液变红色就可以验证二氧化碳能和水反应，故D正确。
故选：D。
【例题6】实验室制取二氧化碳的有关操作如下图，正确的是（ ）
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．检验二氧化碳
【答案】AC
【解析】A、检查气密性的方法是先夹住止水夹，然后向长颈漏斗中加水，若水流下后液面不再下降，则证明气密性好，故正确；
B、实验室应用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，不能用稀硫酸，故错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，气体应从长管通入，故正确；
D、检验二氧化碳气体应用澄清的石灰水，故错误。
故选：AC。
【例题7】下列制取二氧化碳气体的发生装置，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】CD
【解析】A、A装置中导管进入锥形瓶底部错误，故选项错误；
B、B装置中用来普通漏斗错误，故选项错误；
C、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；长颈漏斗方便加液体药品，故选项正确；
D、实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；分液漏斗可以控制反应的速率；故选项正确；
故选：CD。
【例题8】实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1，请回答下列问题：
（1）写出仪器A的名称 ．
（2）为了制得较纯净的O2最好选用 法收集．
（3）要制取较多CO2，应对图1中仪器进行怎样改进 ．要控制反应的速率，应对图1中仪器进行怎样改进 ．
（4）制取CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图2），实验时，可将固
体药品放在 （填“a”或“b”）处，图2与图1相比有什么优点 ．
（5）C+O2点燃¯CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有CO2，为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2，其主要原因是 ．
【答案】（1）长颈漏斗．（2）排水（3）将试管换成锥形瓶（或广口瓶）；将长颈漏斗换成分液漏斗；（4）：a；可以控制反应的发生或停止；（5）反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体．
【解析】（1）图中A是长颈漏斗．故答案为：长颈漏斗．
（2）排水法可以收集到较为纯净的氧气．故答案为：排水．
（3）将试管换成锥形瓶或广口瓶可制取较多CO2；要控制反应速率，可通过使用分液漏斗控制酸的滴加速度来实现，故将长颈漏斗换成分液漏斗；
故填：将试管换成锥形瓶（或广口瓶）；将长颈漏斗换成分液漏斗；
（4）用图2中进行实验时，固体药品要放在a处，此装置可随时控制反应的进行；故填：a；可以控制反应的发生或停止；
（5）用碳的燃烧来制取CO2时，反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体，或燃烧的条件下，很难将其控制在一个密闭的环境中进行，因而无法收集．故答案为：反应物中有气体参加，很难收集到纯净的CO2气体．
【例题9】（1）请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳药品选择的探究．
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
从制取和 的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 ．
（2）利用如图所示装置进行二氧化碳的制备和性质实验．
实验进行一段时间后，“人”字管右端可以观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，被石蕊溶液浸湿的纸质小花的颜色变化为 ，若将 的木条从干燥管的上管口伸入管内，可以看到 ，说明二氧化碳具有 的性质．
【答案】（1）收集；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应速率太快，不利于收集
（2）澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；紫变红；燃着的；木条熄灭；不燃烧，也不支持燃烧
【解析】（1）二氧化碳的制取药品很多，从实验现象中可以看出：三种药品都产生二氧化碳，但是块状石灰石和稀硫酸反应一会儿停止，碳酸钠粉末与稀盐酸反应速度太快，无法收集；因此，选择块状石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳．反应原理为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）“人”字管左端的大理石与稀盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应原理为CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；与水反应生成碳酸，生成的碳酸使的被紫色石蕊溶液浸湿的纸质小花变成红色；二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，因此能使燃着的木条熄灭．
【例题10】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是（ ）
A．此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态
B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等
C．甲装置优点可以控制化学反应的发生与停止
D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能
【答案】D
【解析】A、此时甲装置中的止水夹M处于关闭状态，正确但不符合题意，故选项错误；
B、甲装置气体导出过程中容器内外气压相等，气体才会顺利导出，正确但不符合题意，故选项错误；
C、甲装置的优点是：可以控制反应的发生和停止，具有启普发生器的功能，正确但不符合题意，故选项错误；
D、乙装置N处添加止水夹也与甲装置具有的功能不同，因为乙中固体与液体不能分离，错误符合题意，故选项正确；
故选：D。
考点达标检测
夯实基础
1.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
【解析】利用碳的化学性质稳定性，故A正确，故选A
2.我国古代画家、书法家用墨（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波 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
【解析】碳在常温下化学性质不活波，故可以长期保存，故A正确；都不合题意。故选A
3. 如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（ ）
A．气密性检查 B．添加试剂 C．收集气体 D．验满
【答案】D
【解析】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气；不需要纠正，故选项错误。
B、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确，不需要纠正，故选项错误。
C、实验室制取二氧化碳属于固液常温型；二氧化碳的密度比空气的大，收集二氧化碳时应用向上排空气法，图中所示操作正确，不需要纠正，故选项错误。
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，图中所示操作错误，需要纠正错误，故选项正确。
故选：D。
4. 常用于检验二氧化碳气体的物质是（ ）
A．水 B．澄清石灰水 C．食盐水 D．糖水
【答案】B
【解析】检验二氧化碳气体，实验室用澄清的石灰水，故B正确，故选B
6．实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③检验生成的气体是二氧化碳；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳．正确的操作顺序是（ ）
A．④②③⑤① B．④①②③⑤ C．④②①③⑤ D．④②⑤③①
【答案】B
【解析】制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（向广口瓶中装入大理石）→倒（向漏斗中注入稀盐酸）→检验（检验生成的气体是否是二氧化碳）→收集（用向上排空气法收集）→验满（将燃着的木条放在集气瓶口）．则正确的操作顺序为：④①②③⑤。
故选：B。
7. 如图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（ ）
A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置
B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置
C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连
D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2
【答案】D
【解析】甲装置是固液常温型装置，可以用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，也可以用双氧水和二氧化锰混合制取氧气，故A说法合理，不符合题意，A错误；B.因为高锰酸钾是干燥的，在试管口不会产生冷凝水，故说法正确，不合题意；C.氧气不易溶于水，可用排水法收集，说法正确不合题意；D.因为二氧化碳能溶于水1体积水约溶解，当石灰石和盐酸足量时，可以收集到一瓶二氧化碳，故D错误，故选D
8.用下列装置进行实验，不能达到目的的是（ ）
A.干燥CO2 B.收集O2 D.验证CO2的性质 D.监控气体流速
【答案】B
【解析】A.用浓硫酸干燥二氧化碳气体，应从长导管进。短导管出，A正确；B.用装满水的集气瓶收集氧气，气体应从短导管进，故B错误，不能达到目的；C.二氧化碳能与水反应生成碳酸，酸能使紫色的石蕊试液变红，故C正确；D.可以通过观察导管口气泡冒出的速率监控，故D正确，故选B
9. 化学是一门以实验为基础的学科。结合提供的仪器，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称：E ，H 。
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口 ，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入。
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，你选择的仪器是 （填字母序号）。组装仪器的连个原则是①先左后右，② 。
【答案】（1）长颈漏斗；锥形瓶；（2）湿润；（3）CEFH；从下到上；
【解析】1）长颈漏斗方便加液体药品，锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：长颈漏斗；锥形瓶；
（2）实验时，先要连接好仪器，把玻璃管插入带孔的橡胶塞时，先把玻璃管口湿润，然后对准橡胶塞上的孔稍微用力转动，将其插入；故答案为：湿润；
（3）从提供的仪器中选择组装一套制取二氧化碳的装置，我选择的仪器是：CEFH；组装仪器的连个原则是①先左后右，②从下到上；故答案为：CEFH；从下到上；
10. 实验室制备并收集二氧化碳。
①选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：
图中丙对应实验 （选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是 ；不用甲对应的药品，理由是 。
②搭建装置。组装简易启普发生器，应选用 （选填编号）。
③收集二氧化碳。用如图装置收集时，空气从 （选填“x”或“y”）端排出。
④检验二氧化碳。写出检验时反应的化学方程式 。
【答案】①Ⅰ；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应过于剧烈，不利于收集二氧化碳；
②b c f g；③x；④Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
【解析】①根据大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表达阻止了反应的进一步发生，图中丙对应实验Ⅰ；大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；不用甲对应的药品，理由是：反应太剧烈，不利于收集二氧化碳；
②组装简易启普发生器，应选用b c f g；
③因为二氧化碳的密度经空气大，可用向上排空气法收集，用如图装置收集时，二氧化碳应该长进短出，所以二氧化碳从Y端进入，空气从X端排出；
④二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
培优拓展
1.不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是（ ）
【答案】A
【解析】A. 可上下移动铜丝，把液体和固体分离，不能通过气压的变化控制反应的发生和停止。B. 当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把部分液体压入长颈漏斗，使固液分离，反应停止，因此可以使反应随时发生随时停止。C. 通过把装置放进烧杯或拿出可实现固液的接触或分离；打开止水夹时，固液接触，反应发生；关上止水夹，随着气压的增大，球形管中的液面会下降，从而使反应停止。D. 当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把液体压入U形管的左端，使固液分离，反应停止，因此可以使反。应随时发生随时停止。
2. 根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
（1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 （填“缓慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。
（2)碳不完全燃烧的化学方程式是 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。（3)在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数成正比关系。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，相同温度下，测得反应前后容器内的气体压强分别为p1、p2.如果p1
点燃程式为2C+O2点燃===2CO由化学方程式可知，当碳与氧气质量比为3：8时，生成物只有二氧化碳；当碳与氧气的质量比为3:4时，生成物只有一氧化碳；当碳与氧气的质量比大于3:8,小于3:4时生成物有二氧化碳和一氧化碳。碳充分燃烧（只有二氧化碳生成）时恒容密闭容器中气体分子数不变，碳不充分燃烧时恒容密闭容器中气体分子数增大。将ag碳和bg氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，说明38
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
①B中发生反应的化学方程式为：
②C中试剂是 。
③选择t3时停止加热的理由是
（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是
（3）若（1）中省略步骤三，对（2）中反应物判断可能产生的影响及原因是
【答案】（1）①Cu2(OH)2CO3≜2 CuO+H2O+CO2↑②无水硫酸铜③固体质量不在减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解。（2）黑色粉末变红色 F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂。（3）不能确定碳粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳，因为可能有（1）中未分解的碱式碳酸铜在实验（2）中分解，产生二氧化碳气体，干扰对碳粉还原氧化铜反应生成物的判断。
【解析】（1）装置C的作用是检验水，实验室用无水硫酸铜检验水，③Cu2(OH)2CO3≜2 CuO+H2O+CO2↑反应后固体质量减少说明反应完全。（3）步骤三的作用是证明碱式碳酸铜反应完全。
4. 为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：。②铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是 。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是 。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2——4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是 。
【答案】（1）C+2CuO高温===2Cu+CO2↑（2）澄清石灰水变浑浊（3）探究木炭与氧化铜的受热面积对其反应的影响。（4）木炭与氧化铜最佳质量比为1：12.（5）木炭与氧化铜质量比为1：13时，氧化铜已经过量。（6）稀硫酸
【解析】（3）实验1中，反应物，反应条件和生成物均一样，不一样的是加热的操作方法不同，故实验1的目的是探究木炭与氧化铜的受热面积对其反应的影响。（5）木炭与氧化铜的质量比是1：12时，恰好完全反应，质量比为1：13时，氧化铜已经过量，故没必要再进行质量比1：14的实验。（6）反应后主要生成物是铜，铜与稀硫酸不反应，由可知，氧化亚铜能与硫酸反应，故选用稀硫酸反应。
5.用右图所示装置可以收集以下气体：H2、CH4、CO2、HCl、SO2、NH3、CO
（1）若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，可收集的气体有：
（2）若将集气瓶装满水，收集气体并测量气体的体积，可以收集并测量体积的气体有 。此时气体应由 管进入，水由 管通向量筒。
【答案】（1）HCl、CO2、SO2（2）H2、CH4、CO B A
【解析】（1）相同条件下，气体的相对分子质量越大，密度也越大。空气的平均相对分子质量为29,H2的相对分子质量为2,CH4的相对分子质量为16,CO2的相对分子质量为44,HC1的相对分子质量为36.5,SO2的相对分子质量为64,NH,的相对分子质量为17,CO的相对分子质量为28,其中密度比空气小的气体有H2、CH1、NH3、CO,密度比空气大的气体有CO2、HC1、SO2,若集气瓶是干燥的，气体由A管进入，收集的气体密度比空气大，可收集的气体有CO2、HCI、SO2.(2)若将集气瓶盛满水，可以收集并测量体积的气体具有难溶于水的性质，几种气体中H2、CH4、CO难溶于水，此时气体应由短管B进入，水由长管A通向量筒。
6.请帮助小红利用下列实验装置制备CO2。
（1）仪器①的名称 。装入药品前应先进行的操作是 。
（2）实验室里制取一瓶CO2气体，应选择的气体发生装置是 （填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是 → → （填接口处的小写字母）。检验本实验中CO2已经收集满的操作是
【答案】（1）铁架台 检查装置气密性（2）B acb 将燃着的木条放在b导管口出，若木条熄灭，则集满
【解析】（1）仪器的名称是铁架台，加药品前，应该是检查气密性（2）实验室制取二氧化碳用的是稀盐酸和大理石，发生装置是固液常温型，应选B，二氧化碳密度大于空气，收集采用向上排空气法所以导管口连接的顺序是acb检验收集满的操作是用燃着的木条放在b管口
7.吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄露并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。
A B C D E
（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 的化学性质。
（2）写出上图中指定仪器的名称：a ；
（3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 (填字母，下同)，收集装置应选择的是 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用药品是 。
（4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ；
。(列举两条)
【答案】（1）易溶于水 可燃性（2）A C 氯酸钾和二氧化锰（3）用湿毛巾捂住口鼻 尽量贴近地面逃离
【解析】（2)实验室用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气，反应物都是固体，需要加热，选择固固加热型的发生装置A;氨气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集；氨气极易溶于水，不能用排水法收集。（3)由于氨气极易溶于水，逃生时可以用湿毛巾捂住口鼻；由于氨气的密度比空气小，逃生时尽量贴近地面逃离，防止氨气逸散时吸入过多的氨气危害人体健康。
8. 如图所示：若关闭Ⅱ阀，打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊试液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（ ）
①浓硫酸 ②浓氢氧化钠溶液 ③饱和氯化钠溶液
A.只有① B.只有② C.①② D.①②③
【答案】C
【解析】：若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的二氧化碳气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，再通入这种气体，干燥紫色小花变红，则
①二氧化碳经过浓硫酸被干燥，干燥的二氧化碳气体不能使干燥紫色小花不变红，故①正确；
②二氧化碳通过NaOH溶液被吸收，气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，故②正确；
③而通过饱和NaCl溶液后，潮湿的二氧化碳气，能够生成碳酸，碳酸使燥紫色小花变红，故③错误．
答案：C
综合拔尖
1.C60的模型如右图所示，每个碳原子和相邻的3个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球 个，需要代表化学键的连接小球的小木棍 根。
【答案】60 90
【解析】由化学式可得出每个C60分子由60个碳原子构成，而每个小球代表一个碳原子，因此小球的个数为60个；由图可以看出，在C60的模型中每个碳原子和相邻的三个碳原子相结合，每个小棍都计算两次，则小棍数目为60×32=90
2.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体体积：
（1）分析上表数据可知 （填字母）
A．气体分子所含原子个数越多，气体易被吸附 B．沸点越高的气体，越易被吸附
C．气体是化合物时，易被吸附 D．气体的相对分子质量越大，越易被吸附
（2）有人设计了如图实验，常温常压下，装有活性炭的试管与一根J型长玻璃管连接，玻璃管另一端浸没在水银中，可以看到玻璃管中水银柱上升约30cm；当用干冰冷却活性炭一端时，水银柱可继续上升达70cm左右，请解释这一现象： 。
【答案】（1）BD（2）活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管中气体减少更多，水银柱进一步上升。（3不正确，常压下，汞柱最高只能达到76cm.
【解析】（1)从表中可以看出沸点越高的气体，气体的相对分子质量越大，越易被吸附（2)解：活性炭吸附了玻璃管中的空气，使管内压强减少，导致水银柱上升；用干冰冷却活性炭时，温度降低，活性炭的吸附能力增强，玻璃管中气体减少更多，水银柱进一步上升。（3)解：不正确，常压下，汞柱最高只能达到76cm.
3. 牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂．某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量进行探究．
【实验原理】测定C装置中生成的BaCO3沉淀的质量，通过计算确定牙膏中CaCO3的质量分数．
【查阅资料】CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．
【实验装置】
根据探究过程回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式 ；
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用有：
①搅拌B、C 中的反应物，使其充分反应；② ；
（3）从C中过滤出BaCO3沉淀所需的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒；
（4）实验中准确称取三份牙膏样品，每份4.0g，进行三次测定，测得生成BaCO3的平均质量为1.97g．则样品中CaCO3的质量分数为 ；
（5）若没有A装置，直接通入空气，则测得CaCO3的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（2）使反应生成的二氧化碳完全进入C中被氢氧化钡溶液吸收，（3）漏斗（4）25%（5）偏大
【解析】（4）碳酸钙中的碳元素全部转化成二氧化碳，二氧化碳中碳元素转化成碳酸钡中的碳元素，该过程谈元素质量不变，1.97g碳酸钡中谈元素质量为1.97g×12/197=0.12g，碳酸钙的质量是0.12g÷12/100=1.0g，碳酸钙的质量分数为1.0g÷4.0g=25%，（5）若没有A装置，直接通儒空气，空气中的二氧化碳进入氢氧化钡溶液中与氢氧化钡反应生成碳酸钡，造成碳酸钡质量偏大，则算出的碳酸钙的质量分数偏大。
气体名称
氧气
二氧化碳
反应原理
过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解
大理石（或石灰石）与稀盐酸反应
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
（注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处要放一小团棉花）
收集装置
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃
通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃，则证明满了
将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭，则证明满了
组别
药品
实验现象
①
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ
块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ
大理石粉末、7%HCl溶液
加热时间（min）
0
t1
t2
t3
B中固体质量（g）
6.66
5.20
4.80
4.80
气体种类
H2
CO2
O2
N2
Cl2
相对分子质量
2
44
32
28
71
气体的沸点/℃
-252
-78
-183
-196
-34
被吸附体积/mL
4.5
97
35
11
494
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