2021年中考化学重难点06 碳和碳的氧化物

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重难点06 碳和碳的氧化物
【知识网络】
天然存在 金刚石 它们原子的排列方式不同，它们的物理性质存在着差异
石墨
碳单质 无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子
各种单质碳的化学性质相同：在常温下，不活泼；可燃性；还原性
物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小
一氧化碳 可燃性：2CO + O2 2CO2
碳和碳的氧化物
化学性质 还原性：CO + CuO Cu + CO2
毒性：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合
物理性质：无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气的密度大
不能燃烧，也不能支持燃烧
化学性质
与水反应：CO2 + H2O = H2CO3
与碱反应：CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O
与碳反应：C + CO2 2CO
二氧化碳
工业制法：CaCO3 CaO + CO2↑
原料：大理石或石灰石与稀盐酸
碳的化合物
原理：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
实验室制法 发生装置：固液常温
收集装置：向上排空气法
验满：把燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭
检验：把气体通入澄清的石灰水中，澄清的石灰水变浑浊
用途：灭火、人工降雨、制冷剂、气体肥料、光合作用、工业原料
碳酸
能使紫色石蕊溶液变成红色：CO2 + H2O = H2CO3
不稳定：H2CO3=H2O+CO2↑
物理性质：白色固体，不溶于水
碳酸钙
化学性质 高温分解：CaCO3 CaO + CO2↑
与酸反应：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
建筑材料
用途 制生石灰，同时生成二氧化碳
制水泥
【限时检测】（建议用时：30分钟）
1.（2020•长沙市中考）两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（　　）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
【解析】A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确；
B．石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误；
C．活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误；
D．金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由碳分子构成的，选项错误；
【答案】A。
2.（2020•福建省中考）下列物质的性质与其用途不匹配的是（　　）
A．石墨质软﹣﹣用作电池的电极材料 B．不锈钢耐腐蚀﹣﹣制造医疗器械
C．熟石灰显碱性﹣﹣用来改良酸性土壤 D．干冰易升华﹣﹣用于人工降雨
【解析】A．石墨具有优良的导电性，所以石墨可用作电池的电极材料，选项说法错误；
B．不锈钢耐腐蚀，所以可用于制造医疗器械，选项说法正确；
C．熟石灰显碱性，能与土壤中的酸性物质反应，所以可用来改良酸性土壤，选项说法正确；
D．干冰易升华，会吸收大量的热，可用于人工降雨，选项说法正确。
【答案】A。
3.（2020•邵阳市中考）下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是（　　）
A．CO和CO2的化学性质不同，是因为分子的构成不同
B．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为碳原子的构成不同
C．清明上河图至今图案清晰可见，是因为常温下碳单质的化学性质稳定
D．CO2通入紫色石蕊试液中，试液变成红色的原因是CO2能和水反应生成酸
【解析】A．CO和CO2的化学性质不同，是因为它们分子的构成不同，不同种的分子性质不同，故选项说法正确。
B．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同，故选项说法错误。
C．清明上河图至今图案清晰可见，是因为墨中含有炭黑，主要成分是碳，常温下碳单质的化学性质稳定，故选项说法正确。
D．CO2通入紫色石蕊试液中，试液变成红色，是因为CO2能和水反应生成酸，故选项说法正确。
【答案】B。
4.（2020•南京市中考）C60在能源、信息、医药等领城有着广阔的应用前景。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．其相对分子质量为720 D．C60和C70是两种物质
【解析】A．由C60化学式可知每个C60分子都是由60个碳原子构成的，故A说法正确；
B．由C60化学式可知，每个C60分子都是由60个碳原子构成的，故B说法错误；
C．C60的相对分子质量：12×60＝720，故C说法正确；
D．C60和C70是两种物质，故D说法正确。
【答案】B。
5.（2020•南京市中考）可燃冰被认为是21世纪的一种高效清洁能源。我国的可燃冰开采技术处于世界先进水平。可燃冰主要含有（　　）
A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷水合物 D．酒精
【解析】可燃冰被认为是21世纪的一种高效清洁能源，可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可燃冰主要含有甲烷水合物。
【答案】C。
6.（2020•青岛市中考）下列对一氧化碳性质的描述，属于化学性质的是（　　）
A．常温下为无色、无味的气体 B．极难溶于水
C．相同状况下，密度比空气略小 D．具有可燃性
【解析】A．常温下为无色、无味的气体，描述的是颜色、气味、状态，属于物理性质，故选项错误。
B．极难溶于水，描述的是溶解性，属于物理性质，故选项错误。
C．相同状况下，密度比空气略小，描述的是密度，属于物理性质，故选项错误。
D．具有可燃性，描述的是可燃性，属于化学性质，故选项正确。
【答案】D。
7.（2020•成都市中考）按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（ ）

A．导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B．实验结束应立即倒出粉末
C．木炭能使氧化铜还原为铜 D．固体减少的质量一定等于生成CO2的质量
【解析】A．导管口刚有气泡冒出说明反应开始，因为刚开始排出的是试管内的空气，故选项说法错误。
B．实验结束应不能立即倒出粉末，因为铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，故选项说法错误。
C．木炭具有还原性，能使氧化铜还原为铜，故选项说法正确。
D．根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，故选项说法错误。
【答案】C。
8.（2020•杭州市中考）2019年8月《Science》杂志报道，科学家合成了一种环状碳分子C18，这种分子具有广泛的应用前景。1个环状碳分子C18中共含有18个（　　）
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
【解析】分子是由原子构成的，1个环状碳分子C18中含有18个碳原子，1个环状碳分子C18中共含有18个碳原子。
【答案】A。
9.（2020•杭州市中考）小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验，观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（　　）

A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【解析】A．实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水，硫酸钙为微溶物，覆盖在块状大理石表面不利于反应进行，A错误；
B．二氧化碳密度比空气大，所以采用向上排空法收集，B正确；
C．蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集，说明二氧化碳密度比空气大，C正确；
D．蜡烛熄灭，证明二氧化碳不支持燃烧，D正确；
【答案】A。
10.（2020•云南省中考）对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较中错误的是（ ）
A．CO2可用于灭火，CO可用作燃料
B．CO2能溶于水，CO难溶于水
C．CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨
D．CO2会造成温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
【解析】A．二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，可用于灭火，一氧化碳具有可燃性，可用作燃料，不符合题意；
B．二氧化碳能溶于水，一氧化碳难溶于水，说法正确，不符合题意；
C．二氧化碳是光合作用的重要原料，干冰是固体二氧化碳，干冰升华吸热，可用于人工降雨，不是一氧化碳，符合题意；
D．二氧化碳会造成温室效应，一氧化碳有毒，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，不符合题意。
【答案】C。
11.（2020•吉林省中考）下列与碳和碳的氧化物有关的说法中，正确的是（ ）
A．煤炉上放一盆水可防止CO中毒
B．CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2显酸性
C．CO和CO2化学性质不同的原因是分子构成不同
D．用墨绘制的古画经久不变色，说明碳不与任何物质反应
【解析】A．一氧化碳难溶于水，煤炉上放一盆水不可防止CO中毒，不符合题意；
B．二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，不是因为二氧化碳显酸性，不符合题意；
C．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，分子构成不同，化学性质不同，符合题意；
D．用墨绘制的古画经久不变色，是因为常温下，碳的化学性质比较稳定，碳可与许多物质反应，碳在点燃的条件下可与氧气反应，在高温的条件下可与氧化铜、二氧化碳反应，不符合题意。
【答案】C。
12.（2020•海南省中考）文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（ ）
A．碳 B．硅 C．磷 D．碘
【解析】古代的墨是由砚台加水研磨而成，而砚台是石墨矿雕刻而成，故主要成分是碳。
【答案】A。
13.（2020•南通市中考）“低碳”生活减少了二氧化碳的排放。下列说法正确的是（　　）
A．实验室用NaCl溶液检验CO2
B．过多排放二氧化碳会造成温室效应
C．燃煤发电比太阳能发电有利于减少二氧化碳的排放
D．CO2通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中，溶液颜色变蓝
【解析】A．二氧化碳与氯化钠溶液不反应，检验二氧化碳要用澄清的石灰水，选项说法错误；
B．过多排放二氧化碳会造成温室效应，选项说法正确；
C．燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳，选项说法错误；
D．CO2通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变红，选项说法错误。
【答案】B。
14.（2020•临沂市中考）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．金刚石和石墨都可用作电极
C．在常温下，碳的化学性质活泼 D．CO和CO2都具有还原性
【解析】A．干冰升华吸热，可用于人工降雨，说法正确；
B．石墨可用作电极，但金刚石不能用作电极，说法错误；
C．在常温下，碳的化学性质稳定，说法错误；
D．CO具有还原性，而CO2没有还原性，说法错误；
【答案】A。
15.（2020•阜新市中考）下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法不正确的是（ ）
A．一氧化碳和二氧化碳都是碳的氧化物
B．1 个二氧化碳分子比 1 个一氧化碳分子多 1 个氧原子
C．一氧化碳和二氧化碳都能用于冶炼金属
D．一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化
【解析】A．二氧化碳和一氧化碳都是由C、O两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，不符合题意；
B．每个二氧化碳分子由2个氧原子和1个碳原子构成，每个一氧化碳分子由1个碳原子和1个氧原子构成，故1 个二氧化碳分子比 1 个一氧化碳分子多 1 个氧原子，不符合题意；
C．一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，二氧化碳不能用于冶炼金属，符合题意；
D．一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，故一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化，不符合题意。
【答案】C。
16.（2020•黄石市中考）下列有关碳和碳的化合物说法错误的是（ ）
A．金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质
B．在加热或高温条件下，CO能与许多金属氧化物反应
C．CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2具有酸性
D．水墨画长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼
【解析】A．金刚石、石墨、C60都是由同种元素-碳元素组成的单质，不符合题意；
B．一氧化碳具有还原性，在加热或高温条件下，CO能与许多金属氧化物反应，如一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，不符合题意；
C．二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，不是二氧化碳显酸性，符合题意；
D．水墨画长久保存不变色，是因为常温下，碳的化学性质比较稳定，很难与其它物质发生反应，不符合题意。
【答案】C。
17.（2020•营口市中考）不吸烟是文明健康的生活方式。香烟烟气中易与血红蛋白结合的是（ ）
A． 水蒸气 B． CO C． CH4 D． CO2
【解析】香烟的烟气中含有一氧化碳，能够与血液中的血红蛋白结合且阻止血红蛋白与氧气结合，而水蒸气、CH4、CO2均不与血红蛋白结合。
【答案】B
18.（2020•遵义市中考）用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是： 。已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是（ ）

A． 装置中漏斗的作用是防止倒吸
B． 通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C． 该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D． 当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO
【解析】A．一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误；
B．随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；
C．该实验中所有的化学反应里，最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；
D．Fe2O3、Fe3O4和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72．4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77．8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72．4%和77．8%之间，所以此时固体成分是Fe3O4和FeO，故选项正确。
【答案】D。
19.（2020•黑龙江省中考）对比是学习化学的重要方法，下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较，完全正确的是（ ）
A．组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成 B．性质：CO2、CO都有可燃性
C．用途：CO2可用于灭火；CO可用于人工降雨 D．危害：CO2会导致酸雨；CO会引起中毒
【解析】A．一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，A正确；
B．二氧化碳不能燃烧，一氧化碳具有可燃性，B错误；
C．二氧化碳的固体干冰升华吸热，可用于人工降雨；一氧化碳可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，但不能用于人工降雨，C错误；
D．二氧化碳会造成“温室效应”，导致酸雨的是二氧化硫，D错误。
【答案】A。
20.（2020•重庆市中考）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X、Y表示转化中的另一种反应物。下列说法错误的是（　　）

A．X可以是单质或氧化物 B．反应①中CO一定发生了氧化反应
C．Y可以是CaCl2溶液 D．打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应②
【解析】A．碳具有可燃性、还原性，碳不充分燃烧生成一氧化碳，与二氧化碳在高温下反应能生成一氧化碳，X可以是单质或氧化物，故选项说法正确。
B．一氧化碳具有可燃性、还原性，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应①中CO一定发生了氧化反应，故选项说法正确。
C．二氧化碳不能与氯化钙溶液反应，Y不可能是CaCl2溶液，故选项说法错误。
D．打开碳酸饮料瓶盖时，碳酸分解生成水和二氧化碳，会发生反应②，故选项说法正确。
【答案】C。
21.（2020•德州市中考）CO2是如何被发现的？化学家又是如何研究它的性质？让我们重温这段历史。
（1）17世纪初，比利时化学家海尔蒙特研究发现，木炭燃烧后，有灰烬还有不可见的气体产生，烛火在该气体中会熄灭。另外他还在地窖、洞穴等地发现过这种气体。“烛火在该气体中会熄灭”和出现在“地窖、洞穴等地”说明这种气体具有______________________________的性质。
（2）1755年，英格兰化学家布莱克做了如下实验：煅烧白垩（石灰石），将煅烧生成的固体与水反应，反应后的物质与煅烧生成的气体又结合成白垩。他将这种固定在白垩中的气体叫作“固定气体”。实验②中所发生反应的化学方程式为_______________________________________________。实验③中所发生反应的化学方程式为_________________________________________________________。

（3）1766年，英国化学家卡文迪许实验测得：一定温度下，1体积水能溶解比1体积稍多的“固定气体”。1774年，德国化学家伯格曼将石蕊溶液滴到溶有CO2的水中，石蕊溶液由紫色变成微红色。当时已经发现石蕊溶液是一种酸碱指示剂。卡文迪许和伯格曼两位化学家的实验说明CO2不仅能溶于水，还可与水反应。CO2与水反应的化学方程式为___________________________________________________。
【解析】（1）烛火在该气体中会熄灭，说明该气体不支持燃烧，该气体长出现在地窖、洞穴等地，说明该气体的密度大于空气的密度，易沉到低洼处，故填不支持燃烧，密度比空气大。（2）由图可知，实验②中所发生的反应是碳酸钙分解生成的氧化钙与水反应生成氢氧化钙，故反应的化学方程式写为：CaO+H2O=Ca(OH)2；由图可知，实验③中所发生的反应是氢氧化钙在溶液中与二氧化碳反应生成碳酸钙沉到和水，故反应的化学方程式写为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。（3）二氧化碳与水反应生成碳酸，故反应的化学方程式写为：CO2+H2O=H2CO3。
【答案】（1）不支持燃烧，密度比空气大；（2）CaO+H2O=Ca(OH)2； CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O ；
（3）CO2+H2O=H2CO3
22.（2020•巴中市中考）如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。

（1）甲处的实验现象为____________________，发生的化学反应方程式为____________________________。
（2）乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是_____________________________，发生的化学反应方程式为______________________________________________。
【解析】（1）一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，甲处的实验现象为固体由黑色变成红色， 发生的化学反应方程式为CO + CuO Cu + CO2；（2）氢氧化钠和二氧化碳 生成碳酸钠和水，一氧化碳和氢氧化钠溶液不反应，随一氧化碳的增多，液体被压入烧杯内，而一氧化碳收集在丙中，丙装置的作用是吸收二氧化碳，收集一氧化碳，发生的化学反应方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
【答案】（1）固体由黑色变成红色；CO + CuO Cu + CO2；（2）吸收二氧化碳，收集一氧化碳；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
23.（2020•德阳市中考）某兴趣小组同学设计并进行了如下图所示实验探究CO2的相关性质。为避免盐酸挥发出的HCl对实验的干扰，选用稀硫酸与碳酸钠反应制取CO2。

（1）写出装置A中仪器a的名称_______________。
（2）实验中装置B内浓硫酸的作用是______________。
（3）对比装置C与D中的实验现象，观察到干花不变色，湿花变红色，可得出的结论（用化学方程式表达）__________________________________。
（4）持续通入CO2，观察到装置E中的现象为_____________________________________。
（5）依据装置F中观察到点燃的蜡烛由低到高依次熄灭，可得出CO2的性质有_________________________
___________________________________________________________________________________________。
【解析】（1）装置A中仪器a的名称是：分液漏斗；（2）浓硫酸具有吸水性，故可用于干燥气体；（3）碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳，将干燥的二氧化碳通入C中，干花不变色，通入D中，湿花变红，说明二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，该反应的化学方程式为：CO2 + H2O = H2CO3；（4）持续通入二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故观察到装置E中的现象为：澄清石灰水变浑浊（或产生白色沉淀）；（5）装置F中观察到点燃的蜡烛由低到高依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。
【答案】（1）分液漏斗；（2）吸水（或干燥气体）；（3）CO2 + H2O = H2CO3；（4）澄清石灰水变浑浊（或产生白色沉淀）；（5）密度比空气大，不燃烧，也不支持燃烧。
24.（2020•黑龙江省中考）化学是研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。请回答下列问题：
（1）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
__________________________________________________________________________________________。
（2）生铁和钢都是铁的合金，二者性能差异很大的原因是什么？
___________________________________________________________________________________________。
（3） 金刚石和石墨都是由碳元素组成，为什么它们的物理性质存在着明显差异？
___________________________________________________________________________________________。
【解析】（1）电灯泡里的灯丝需要熔点高的金属，金属钨的熔点很高，金属锡的熔点较低，若使用锡会出现灯丝熔断的现象，故灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制的原因是钨的熔点比锡高。
（2）生铁和钢都是铁的合金，生铁的含碳量是2%至4.3%，钢的含碳量是0.03%至2%之间，故二者性能差异很大的原因是含碳量不同或生铁含碳量比钢高或钢比生铁含碳量低。
（3）金刚石中碳原子是以正四面体的结构形式存在的，石墨中的碳原子是以正六边形的层状形式存在的，层与层之间以微弱的分子力结合，故金刚石和石墨都是由碳元素组成，它们的物理性质存在着明显差异的原因是碳原子排列方式不同。
【答案】 (1)钨的熔点比锡高； (2) 含碳量不同或生铁含碳量比钢高或钢比生铁含碳量低（合理即可）； (3)碳原子排列方式不同。