初中化学第四单元 燃料及其燃烧4.2 碳精品同步测试题

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知识01碳的同素异形体
常见的碳单质和同素异形体
*C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。
2、同素异形现象和同素异形体：
定义：同一种元素形成的不同单质，叫做这种元素的同素异形体。
举例：碳元素形成的单质有金刚石、石墨和碳60（富勒烯一种），所以金刚石、石墨和碳60是碳的同素异形体；
氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的同素异形体；
白磷和红磷是磷元素的同素异形体。

【注意】
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）
2.同种元素组成的纯净物才是单质。
3.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。
3、无定性碳：
生活中还有木炭、活性炭、焦炭、黑炭等，这些“炭”都是由石墨的细小晶体和少量杂质组成的，统称无定性碳。

例1（2022上海中考）互为同素异形体的一组物质是（ ）
A.氧气和臭氧B.冰和干冰C.生石灰和熟石灰D.纯碱和烧碱
【答案】A
【解析】A、氧气和臭氧都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故选项正确。
B、冰和干冰分别是固态的水、固态的二氧化碳，均属于化合物，不属于同素异形体，故选项错误。
C、生石灰和熟石灰分别是氧化钙、氢氧化钙的俗称，均属于化合物，不属于同素异形体，故选项错误。
D、纯碱和烧碱分别是碳酸钠、氢氧化钠的俗称，均属于化合物，不属于同素异形体，故选项错误。
故选：A。
【变式1-1】属于同素异形体的是（ ）
A．水和双氧水B．氧气和液氧C．银和水银D．金刚石和石墨
【答案】D
【详解】A、水是由H、O两种元素组成的纯净物，属于化合物，双氧水是由过氧化氢和水混合而成，属于混合物，不属于同素异形体，不符合题意；
B、液氧是液态氧气，液氧和氧气是同种物质的不同状态，不属于同素异形体，不符合题意；
C、水银是汞的俗称，汞是由汞元素组成的纯净物，银是由银元素组成的纯净物，不属于同素异形体，不符合题意；
D、金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，属于同素异形体，符合题意。
故选D。
【变式1-2】（2023秋·上海·九年级随堂练习）建立宏观和微观之间的联系是化学学科独特的一种思维方式。对下列宏观事实的微观解释错误的是
A．蔗糖放入水中溶解——蔗糖分子能分解
B．金刚石很硬，石墨很软——碳原子的排列方式不同
C．氧气和液氧都能支持燃烧——物质的分子相同，化学性质相同
D．6000L氧气加压后装入容积为40L的钢瓶中——加压时，分子之间的间隔变小
【答案】A
【详解】A、蔗糖放入水中溶解，是因为蔗糖分子是在不断的运动的，运动到水分子中间去了，蔗糖分子本身没有变化，故选项解释错误；
B、金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，都是由碳原子构成的，但是碳原子的排列方式不同，所以金刚石和石墨的物理性质存在着较大的差异，如金刚石很硬，石墨很软，故选项解释正确；
C、氧气和液氧都是由氧分子构成的，分子相同，化学性质相同，所以氧气和液氧都能支持燃烧，故选项解释正确；
D、氧分子之间有间隔，加压后，氧分子间的间隔减小，氧气的体积变小，所以6000L氧气能装入40L的钢瓶中，故选项解释正确；
故选A。
知识02碳单质的化学性质
碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。
1.常温下化学性质不活泼
用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。
2.可燃性（作燃料）
3.还原性

【其他木炭还原方程式】
碳还原氧化铁方程式：3C+2Fe2O3高温
2Fe+3CO2↑
碳与二氧化碳反应方程式：C+CO2 高温
2CO（工业上制一氧化碳）
工业制造水煤气(方程式)：C+H2O高温
CO+H2（水煤气：H2与CO的混合气体）
例1（2023·上海松江·统考一模）碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是
A．被加热试管的管口有无色液滴
B．生成无色气体
C．导管口冒气泡
D．固体由黑色变红色
【答案】D
【分析】判断是否发生化学变化的依据是是否有新物质生成。
【详解】A、氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳，无水生成，试管口无无色液滴，或无色液滴可能是药品中所含的水蒸发后液化形成，不能说明有新物质生成，不能判断该反应发生，错误；
B、无法直接观察到有无色气体生成，可通过澄清石灰水变浑浊判断有二氧化碳生成，从而判断发生了该反应。错误；
C、导管口冒气泡可能是加热时空气膨胀排出试管，无法判断发生了该反应。
D、固体由黑色变红色，说明已经生成了铜，可以判断发生了该反应。
故选D。
【变式1-1】（（2023·上海金山·统考二模）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
【详解】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，不符合题意；
B、N点时，恰好完全反应，此时固体为铜，为紫红色，不符合题意；
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，符合题意；
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，不符合题意。
故选C。
【变式1-2】（2022秋·上海闵行·九年级校联考阶段练习）按如图进行实验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．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
C．实验结束应立即倒出粉末
D．固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
【答案】B
【详解】A、导管口刚有气泡冒出不能说明反应开始，因为刚开始排出的是试管内的空气，故选项说法错误。
B、给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故选项说法正确。
C、实验结束不能立即倒出粉末，因为铜在温度高的条件下能与氧气反应生成氧化铜，故选项说法错误。
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。
故选：B。
【变式1-3】我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，通过学习，同学们知道木炭可以作为还原剂把氧化铜中的铜还原出来．
（1）课本中“木炭还原氧化铜”的实验装置如图所示，试管A中现象 ，试管B中发生反应的化学方程式 ．
（2）小明查阅了大量的资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是 ；
（3）为了使氧化铜中的铜完全被还原，对于下列三组氧化铜和炭粉的质量比例，你建议选择 （填写字母），简要说明你的理由 ．
a．40：3 b．40：5 c．48：3
【答案】 固体由黑色逐渐变红 CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O 增大反应物的接触面积，使反应更充分 A 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行
【详解】（1）碳和氧化铜反应能生成铜和二氧化碳，所以A中的现象应该是固体由黑色逐渐变红，试管B中发生的化学反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水化学方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
故答案为固体由黑色逐渐变红；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
（2）与反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以把块状的木炭变成炭粉更利于反应的进行；故答案为增大反应物的接触面积，使反应更充分；
（3）在选择氧化铜和炭的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，炭粉要稍多一些，有利于反应充分进行，
2CuO+C2Cu+CO2↑；
160 12
即40：3，而炭粉稍微多一点，即在给定选项中选：A，所以选择的理由是：反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行；
故答案为A；反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行
知识03氧化还原反应
高温
1.碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）
碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑
2.氧化还反应分析
CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应
C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应
氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO；
还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等；
3.碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应）
例1（2023·上海·九年级专题练习）在CO+CuOCu+CO2，反应中，CO表现出
A．稳定性B．还原性C．可燃性D．助燃性
【答案】B
【详解】由化学方程式CO+CuOCu+CO2可知，在加热的条件下，一氧化碳夺取了氧化铜中的氧，是还原剂，具有还原性。故选B。
知识04二氧化碳的性质与用途
（一）二氧化碳的物理性质：
1. 二氧化碳是一种无色无味的气体
2. 能溶于水（在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强还会
溶解得更多）
3. 密度比空气的密度大。
4. 在一定条件下，二氧化碳气体可以变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”，干冰升华
时要吸收大量的热。
（二）二氧化碳的化学性质：
1. 在通常情况下，CO2不能燃烧，也不能支持燃烧；
证明二氧化碳的密度大于空气
生活小贴士：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做灯火实验。
2. 与水反应：（生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红），碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：。

为什么塑料瓶会变瘪，去壳的熟鸡蛋会掉进瓶中？
3. 二氧化碳与石灰水反应
现象：澄清的石灰水变浑浊。原因：生成不溶于水的白色CaCO3沉淀。
化学方程式：CO2 + Ca（OH）2→ CaCO3↓+ H2O
此反应的应用
4. 不支持呼吸
（三）二氧化碳的用途（）
（四） 温室效应
1. 温室效应的概念：
是指由于大气中的二氧化碳含量不断上升，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖的现象。除二氧化碳外，能产生温室效应的气体还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。
2. 温室效应对环境的影响：
温室效应将使全球气候变暖，这样将可能导致两极的冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；使土地沙漠化、农业减产等。
3. 防治温室效应的有效措施：
①减少使用化石燃料；②更多地利用清洁能源，如太阳能、风能、地热能等；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
例1（2022·上海静安·校考二模）根据如图所示实验，不能得到的结论是
A．CO2密度比空气大
B．CO2不能燃烧
C．蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D．CO2不支持燃烧
【答案】C
【详解】A、蜡烛由下而上熄灭，说明二氧化碳密度大于空气，正确；
B、蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧，正确；
C、实验不能说明蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，错误；
D、蜡烛熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧，正确；
故选C。
【变式1-1】（2019秋·九年级课时练习）二氧化碳下列用途，只与它的物理性质有关的是
A．灭火B．制化肥C．制干冰D．温室肥料
【答案】C
【分析】物理性质是不通过化学变化就表现出的性质。
【详解】A、二氧化碳的不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，可以用于灭火，有化学性质和物理性质，故A不正确；
B、二氧化碳与其他物质反应生成新物质，可用于制化肥，属于化学性质，故B不正确；
C、二氧化碳制干冰属于物理性质，故C正确；
D、二氧化碳能促进光合作用，用于温室肥料，属于化学性质，故D不正确。故选C。
例2（不定向）（2023·上海嘉定·统考二模）下列实验方案，能达到相应实验目的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】BC
【详解】A、木炭燃烧生成二氧化碳，则装置中的压强几乎没有变化，则不能测量空气中氧气含量，该实验方案不能达到相应实验目的；
B、浓氨水不与酚酞溶液接触，但大烧杯中的酚酞溶液变红色，而大烧杯外的酚酞溶液不变色，则说明分子在不断运动，该实验方案能达到相应实验目的；
C、若固体溶解放热，则装置中的温度降低，压强减小，则U型管液面左高右低，该实验方案能达到相应实验目的；
D、由于二氧化碳能溶于水，则软塑料变瘪并不能说明二氧化碳与水反应，该实验方案不能达到相应目的。
故选BC。
【变式1-1】（不定向）（2023·上海金山·统考一模）某实验小组用下图装置探究二氧化碳的性质，说法正确的是
A．a处小花不变色，b小花变蓝色
B．c处澄清石灰水变浑浊
C．该装置不涉及二氧化碳的物理性质
D．该装置具有一次性完成多个实验的优点
【答案】BD
【详解】A、二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊小花变色，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，故a处小花不变色，b处小花变红色，不符合题意；
B、c处二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，澄清石灰水变浑浊，符合题意；
C、该装置中，d处蜡烛由下到上依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，密度属于物理性质，不符合题意；
D、该实验可以探究二氧化碳和水的反应，二氧化碳和碱的反应，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳的物理性质等多个实验，符合题意。
故选BD。
例3（2022秋·上海静安·九年级统考期末）某化学兴趣小组用如图所示的装置做有关CO2气体性质的实验。
(1)将收集满CO2气体的试管倒插入紫色石蕊试液中（图A），并轻轻振荡试管，观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。
(2)轻轻挤捏B中胶头滴管，看到气球 ，产生这种现象的原因是 （用相关化学方程式解释）。
【答案】(1) 试管内液面上升，试管内液体变红 CO2+H2O=H2CO3
(2) 膨胀变大
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
【分析】在化学上，物质的性质决定变化，变化产生现象。
【详解】（1）二氧化碳能溶于水，且与水反应生成碳酸，导致试管内压强减小，紫色石蕊试液遇碳酸变红，所以观察到的现象是：试管内液面上升，试管内液体变红；反应的化学方程式是CO2+H2O=H2CO3。
轻轻挤捏胶头滴管，澄清石灰水进入烧瓶，二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙发生反应，造成烧瓶内气体压强减小，外界空气进入气球，气球膨胀变大，所以产生这种现象的原因是CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O。
【变式1-1】（2019春·上海·九年级专题练习）化学通过实验研究物质的组成、性质和变化规律。
（1）实验甲中，发现 B 中固体可溶，A 中几乎不溶，说明影响物质溶解性的因素是 ，补充 C 试管实验，想探究的影响因素是 。
（2）实验乙中，观察到集气瓶内壁有 产生。可以得出结论：水由 两种元素组成。
（3）实验丙中，观察到的现象是 ，体现了二氧化碳 性质。
（4）实验丁中，磷燃烧的化学方程式 ，其中热水的作用是 。
【答案】 溶剂的性质 溶质的性质 水雾 氢、氧 下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭 不助燃、不可燃、密度比空气大 提供热量、隔绝氧气
【详解】（1）实验甲中A和B，其他条件相同，溶剂的种类不同，发现B中固体可溶，A中几乎不溶，说明影响物质溶解性的因素是溶剂的性质，补充 C 试管实验，A和C，其他条件相同，溶质的种类不同，想探究的影响因素是溶质的性质；
（2）氢气和氧气在点燃的条件下生成水，所以观察到集气瓶内壁有水雾产生，可以得出结论：水由氢、氧两种元素组成，故填：水雾；氢、氧。
（3）实验丙中，观察到的现象是下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，体现了二氧化碳不助燃、不可燃、密度比空气大性质，故填：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭；不助燃、不可燃、密度比空气大。
（4）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学方程式为，其中热水的作用是提供热量、隔绝氧气，故填：；提供热量、隔绝氧气。
基础巩固
1．（2023秋·上海普陀·九年级校考阶段练习）关于二氧化碳的描述，正确的是
A．由一个碳元素和两个氧元素组成B．保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子
C．由一个碳原子和两个氧原子构成D．是引起酸雨的一种气体
【答案】B
【详解】A、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的，元素只讲种类，不讲个数，故A错误；
B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子，故B正确；
C、一个二氧化碳分子时由一个碳原子和两个氧原子构成的，故C错误；
D、二氧化碳过量会导致温室效应，二氧化碳不会引起酸雨，故D错误；
故选：B。
2．（2023秋·上海浦东新·九年级上海市进才中学北校校考阶段练习）物质用途体现其化学性质的是
A．干冰用于人工降雨B．稀有气体制霓虹灯
C．氢气充探空气球D．氮气用于焊接金属时的保护气
【答案】D
【详解】A、干冰升华吸热，可以用来人工降雨，属于物理性质，选项错误；
B、稀有气体通电能发出不同颜色的光，停止通电后，仍然为稀有气体，没有生成新物质，属于物理变化，体现了物理性质，选项错误；
C、氢气的密度小于空气，可以用于充探空气球，属于物理性质，选项错误；
D、氮气的化学性质稳定，可以用来作保护气，选项正确。
故选D。
3．（2022·上海浦东新·统考三模）与金刚石互为同素异形体的是
A．活性炭B．木炭C．D．铅笔芯
【答案】C
【分析】同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质。
【详解】A.活性炭是混合物，与金刚石不互为同素异形体，不符合题意；
B.木炭是混合物，与金刚石不互为同素异形体，不符合题意；
C.C60是由碳元素组成的单质，与金刚石互为同素异形体，符合题意；
D.铅笔芯是混合物，与金刚石不互为同素异形体，不符合题意；
故选C。
4，（2022秋·九年级单元测试）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
【详解】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。
5.（2020春·上海·九年级专题练习）下列鉴别方法错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A、氯化钾和氯酸钾，加热时，有气体生成的是氯酸钾，无气体生成的是氯化钾，故选项A正确；
B、硫酸铜和碳酸钙，观察颜色不能鉴别，硫酸铜和碳酸钙都是白色的固体，故选项B不正确；
C、碳粉和氧化铜，在氧气流中加热，质量减少的是碳粉，质量不变的是氧化铜，故选项C正确；
D、氧化钙和氢氧化钙，加水，放热多的是氧化钙，温度变化不明显的是氢氧化钙，故选项D正确。
故选：B。
【点睛】本题考查的是常见物质的鉴别，所加试剂或采用的方法，需有不同的现象产生，才能把物质鉴别出来。
6（2021·上海杨浦·统考一模）某小组利用如图装置进行创新实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后将酒精喷灯移至CuO处加热。下列说法错误的是

A．实验过程中，CO2既是反应物，又是生成物
B．气球可以收集尾气，防止污染空气
C．反应过程中，固体由黑色变为红色
D．装置内发生的化学反应：
【答案】D
【详解】A、实验过程中，碳和氧气反应生成二氧化碳，然后二氧化碳又和碳粉反应生成一氧化碳，所以 CO2既是反应物，又是生成物，故选项正确；
B、由于在高温条件下碳和二氧化碳反应生成了一氧化碳，气球可以收集尾气一氧化碳，防止污染空气，故选项正确；
C、反应过程中，在高温条件下，一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，黑色氧化铜变为红色固体，故选项正确；
D、由于碳和氧化铜不接触，不能发生反应，发生的反应是在高温条件下一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，方程式是，故选项错误。
故选：D。
二、多选题
7．（2023秋·上海长宁·九年级上海市娄山中学校考阶段练习）鉴别下列各组物质，选用试剂(括号内)不正确的是
A．过氧化氢溶液和水(二氧化锰)B．水和澄清石灰水(二氧化碳)
C．二氧化锰和木炭粉(水)D．氮气和氧气(石灰水)
【答案】CD
【详解】A、过氧化氢中加入二氧化锰，过氧化氢能在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，产生气泡，水中加入过氧化氢，无明显现象，现象不同，可以鉴别，不符合题意。
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但是与水无明显变化，现象不同，可以鉴别，不符合题意；
C、二氧化锰和木炭粉都是黑色粉末，并且不溶于水，所以加水之后现象相同，不可以鉴别，符合题意；
D、氮气和氧气均不与石灰水反应，所以两种气体中加入石灰水均无明显现象，所以现象相同，不可以鉴别，符合题意；
故选CD。
8（2023·上海·九年级专题练习）按如图进行实验分析或结论正确的是
A．黑色粉末减少说明反应开始B．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
C．反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大D．固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
【答案】BC
【详解】A、实验中固体质量减少不易观察判断，该实验中碳高温下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，故试管中黑色粉末中有红色物质出现，生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，能够最直观的判断反应开始，故A错误；
B、该反应的条件是高温，故实验中，给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故B正确；
C、碳在高温下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，该反应方程式为，固体总质量不断减少，铜元素的质量不变，故反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大，故C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D错误；
故选：BC。
9．（2023·上海宝山·统考二模）．化学兴趣小组设计下图流程验证碳及其氧化物的相关性质(夹持仪器省略)。
已知：浓硫酸具有强吸水性
完成下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为___________；
(2)B装置若换成硫酸铜粉末装置，可观察到白色粉末变为蓝色晶体，该蓝色晶体的化学式是___________；
(3)实验中，若观察到高温加热后的C装置中的___________实验现象，可证明C装置中发生了C+CO22CO反应；该实验流程能否证明：CO2可以与碱反应，而CO不可以，请简单阐述。___________
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)CuSO4·5H2O
(3) 黑色粉末(碳粉)逐渐减少 能，可以从装置E处尾气燃烧，判断出D处碱液只反应掉CO2，而没有反应掉CO
【详解】（1）A装置中发生的反应为，碳酸钙与稀盐酸反应，生成氯化钙、水、二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）B装置的目的是干燥（即去除水）二氧化碳，白色的硫酸铜粉末遇水变蓝，是因为生成了五水硫酸铜，该物质是蓝色晶体，化学式为CuSO4·5H2O；
（3）碳单质具有还原性，在高温条件下能与二氧化碳反应，生成一氧化碳，若观察到C装置中的黑色粉末逐渐减少，说明碳与二氧化碳发生了反应；
二氧化碳不支持燃烧，一氧化碳在大量二氧化碳存在的环境中无法被点燃，装置E处的尾气（CO）燃烧，说明此时气体中没有二氧化碳，可推断出二氧化碳与D中的氢氧化钠发生了反应，而一氧化碳没有与氢氧化钠发生反应。
10．把木炭和氧化铜混合加热一段时间（如图）
①A中反应的化学方程式是_______，实验中观察到：A中有红色固体出现，_______，实验结束时将单孔塞拔出，停止加热，冷却时发现有少部分红色固体遇空气又变成黑色固体，该反应的化学方程式是______________。倒出上述试管中的固体，其中一定有_______，可能有木炭。
②为了探究上述固体中是否含木炭，甲乙同学们设计了如下方案：
上述方案中甲的实验设计不合理，理由是_______。
【答案】C+2CuO2Cu+CO2↑ B中澄清石灰水变浑浊 2Cu+O2 2CuO Cu、CuO m1>m2 固体中含有 CuO，CO 与 CuO 反应产生的 CO2也能使澄清石灰水变浑浊
【解析】
①氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以实验中观察到：A中有红色固体出现，澄清石灰水变浑浊；少部分红色固体遇空气又变成黑色固体，是铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，化学方程式为：2Cu+O22CuO；所以倒出上述试管中的固体，其中一定有铜、氧化铜，可能有木炭；
②根据结论固体中一定有铜、氧化铜、木炭，由此反推依据。对该固体混合物加热，混合物中的碳和空气中的氧气反应生成气体二氧化碳，故反应后质量较反应前减少，即m1>m2。
方案中甲的实验设计不合理，因为固体中含有 CuO，CO 与 CuO 反应产生的 CO2也能使澄清石灰水变浑浊。
模考训练
1．（2022·上海普陀·统考一模）将相似的知识进行比较分析，是有效的学习方法。下表是两种还原氧化铜的实验方法。
【答案】 CO+CuOCu+CO2 C+2CuO2Cu+CO2 红 检验CO纯度 A 先将导管从石灰水中撤出，再熄灭酒精灯 还原性 防止灼热的铜再被氧化 该反应中涉及的固体有铜、氧化铜、碳，碳和氧化铜是黑色的，所以黑色固体可能是碳也可能是氧化铜
【分析】氢气和一氧化碳加热时都可以将黑色氧化铜还原为红色的铜。一氧化碳是可燃性气体，与装置中的空气混合后加热，会快速反应放出大量的热，会发生爆炸，所以一氧化碳还原氧化铜反应开始之前，应先将装置中的空气用一氧化碳排净，空气排净后才能点燃C处的酒精灯，处理排出的一氧化碳，然后再加热氧化铜进行反应。确认空气排净的方法是，收集气管末端的气体验纯，听不到尖锐的爆鸣声即可。实验完成后，应先撤A处酒精灯，继续通一段时间的一氧化碳，目的是防止灼热的铜被氧气再次氧化。碳还原氧化铜实验中，实验完毕后应先撤导管儿，再撤酒精灯。若先撤酒精灯，试管内压强迅速减小，石灰水会倒吸入热的试管，引起试管炸裂。
【详解】一氧化碳还原氧化铜的化学反应方程是CO+CuO Cu+CO2 ， 实验现象为：一氧化碳和氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳气体，二氧化碳与澄清石灰水反应，生成难溶的碳酸钙，出现白色沉淀，所以实验现象为黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊。①一氧化碳还原氧化铜反应开始之前，应先将装置中的空气用一氧化碳排净，一氧化碳排净后才能点燃C处的酒精灯，处理排出的一氧化碳。③实验完成后，应先撤A处酒精灯，继续通一段时间的一氧化碳，目的是防止灼热的铜被氧气再次氧化。结论反思：一氧化碳有还原性，实验停止后，继续通一段时间的一氧化碳，目的是防止灼热的铜被氧气再次氧化。碳还原氧化铜的化学反应方程是C+2CuO 2Cu+CO2 ↑。碳还原氧化铜实验中，实验完毕后应先撤导管再撤酒精灯，若先撤酒精灯，试管内压强迅速减小，石灰水会倒吸入热的试管，引起试管炸裂。该反应中涉及的固体有铜、氧化铜、碳，只有碳和氧化铜是黑色的，所以黑色固体可能是碳也可能是氧化铜。
【点睛】（1）可燃性气体还原金属氧化物时，一定要先排出装置中的空气，才能给金属氧化物的试管加热。（2)有气体参与的加热实验，实验完成后，要应先撤溶液中的导管再撤酒精灯。
学习目标
重难点
1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；知道碳单质的化学性质；知道不同的元
素可以组成不同物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
重点：了解碳的性质，了解碳的用途和使用注意事项
碳单质
石墨C
金刚石C
C60
碳原子构成
碳原子构成
C60分子构成
微观结构
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
无定形碳
特殊性质
用途
木炭
疏松多孔，有吸附性
做燃料，吸附剂，制火药，绘画炭笔
活性炭
疏松多孔，吸附性很强
吸附剂，制防毒面具，制糖工业除色素
焦炭
较硬而脆，较疏松多空
化工原料，冶炼金属作还原剂
炭黑
又黑又细的粉末
制油墨、颜料、鞋油、碳素墨水、做橡胶增强剂
反应物
氧气充足，碳完全燃烧
氧气不足，碳不完全燃烧
C + O2 点燃 CO2
2C + O2 点燃 2CO
质量比
3 ： 8
3 ： 4
结论
反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同
应用
证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：
点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，
从而证明该物质含有碳元素。
木炭还原氧化铜实验装置
实验现象
实验结论
= 1 \* GB3 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色；
= 2 \* GB3 ②澄清石灰水变浑浊。
生成了红色的铜和二氧化碳；
化学方程式
C + 2CuO 2Cu+CO2↑
实验分析
= 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，
实 验
现 象

将CO2倒入装有高、低燃着蜡烛的烧杯中，下面的蜡烛比上面的先熄灭。
将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶
塞，振荡，软塑料瓶变瘪。
分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。
化学性质：①二氧化碳不能燃烧；②不支持燃烧；
物理性质：密度比空气的大。
物理性质：二氧化碳能溶于水
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
分析
稀醋酸能使石蕊变红
水不能使石蕊
变红
二氧化碳不能 使石蕊变红
二氧化碳与水反应生
成酸性物质使石蕊变红
碳酸不稳定分解
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用途
利用的性质
灭火
CO2不能燃烧，也不能支持燃烧；密度比空气的密度大
制冷剂、
人工降雨
干冰升华吸热（物理变化）
制啤酒、汽水等碳酸饮料
能溶于水，并能与水反应：；生成的碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：
气体肥料
绿色植物利用CO2和水进行光合作用
选项
A
B
C
D
方案
目的
测定空气中氧气含量
验证分子在不断运动
探究固体溶于水后能量变化
证明CO2能与水反应
甲
乙
丙
丁
探究影响物质溶解性的因素
探究水的组成
探究 CO2 性质
探究燃烧条件
选项
物质
方法
A
氯化钾和氯酸钾
加热
B
硫酸铜和碳酸钙
观察颜色
C
碳粉和氧化铜
氧气流中加热
D
氧化钙和氢氧化钙
加水
实验操作
实验装置
依据
结论
甲同学
把倒出的固体放入如图装置，先通一会一氧化碳，后加热。
石灰水变浑浊
固体中含有木炭
乙同学
把倒出固体称量为 m1克，在空气中充分灼烧，冷却至室温，称量固体为 m2克。
________
固体中含有木炭
实验内容
一氧化碳还原氧化铜
炭粉还原氧化铜
反应原理
反应的化学方程式
反应的化学方程式
实验装置
实验现象
黑色固体变为 色；澄清石灰水变浑浊。
实验步骤
①实验开始：
先通CO；进行 操作，确认排尽空气后，点燃 C 处酒精灯。
②实验进行：
点燃A 处酒精灯，加热氧化铜；
③实验停止：
先撤走 （选填“A”或“C”）处酒精灯，继续通入 CO 待冷却后停止通气。结束实验
①实验开始：
点燃酒精灯，加热固体；
②实验停止：
待固体明显变色后，停止实验。“停止实验”操作方法是 。
实验结论反思
该实验说明 CO 具有 （选填“氧化性”或“还原性”）。实验停止时，还要继续
通 CO 的目的是 。
实验结束后，发现固体中还有一些黑色固体， 产生该问题的原因可能是 。（写出一条理由即可）