人教版 初中化学 寒假作业07 碳和碳的氧化物

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考点一 金刚石、石墨和C60
1．碳的几种单质
（1）金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
（2）石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性、润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极等。
焦炭、木炭、活性炭、炭黑等由石墨的微小晶体和少量杂质构成。活性炭、木炭具有吸附性。
（3）C60（也叫“足球烯”）：每个C60分子是由60个碳原子构成的，形似足球，结构稳定。
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是碳原子的排列方式不同。
2．单质碳的化学性质
（1）常温下碳的化学性质不活泼，因此古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色。
（2）可燃性：
完全燃烧(氧气充足)，生成CO2：C + O2 点燃 CO2。
不完全燃烧 (氧气不充足)，生成CO： 2C + O2 点燃 2CO。
（3）还原性：

= 1 \* GB3 ①原理：C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑（置换反应）。
= 2 \* GB3 ②现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
= 3 \* GB3 ③结论：C是还原剂，具有还原性。CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应。
= 4 \* GB3 ④注意点：A.试管口略向下倾斜（防止水蒸气冷凝回流，炸裂试管）；B.实验结束时，应先从石灰水中取出导管，再熄灭酒精灯（防止石灰水倒吸入，炸裂试管）。
考点二 二氧化碳
1．物理性质
无色、无味、密度比空气大，能溶于水。固体CO2（干冰）易升华。
2．化学性质
（1）二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧。
（2）二氧化碳不供给呼吸（进地窖和枯井前要做灯火实验）。
（3）与水反应生成碳酸，CO2 + H2O === H2CO3，CO2通入紫色石蕊试液，石蕊变红，再给石蕊加热，又恢复紫色，说明碳酸不稳定，易分解，H2CO3 === H2O + CO2↑。
（4）与澄清石灰水反应， Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O，该反应用于检验CO2。
（5）二氧化碳能与炽热的碳反应，2C + CO2 高温 2CO。
3．CO2的用途及对生活环境的影响
（1）用途：用于灭火，制饮料、化肥和纯碱，温室肥料。干冰用于人工降雨、营造舞台效果。
（2）影响：CO2含量增加，造成温室效应。减缓温室效应的方法有多使用太阳能、风能、地热等清洁能源；严禁乱砍乱伐森林。CH4、O3和氟氯代烷也能引起温室效应。
考点三 一氧化碳
1．物理性质
无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
2．化学性质
（1）可燃性：2CO + O2 点燃 2CO2。
（2）还原性：CO+ CuO 加热 Cu + CO2。
（3）毒性：与血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧。
考点一 金刚石、石墨和C60
题型01 碳的几种单质
1．有关碳单质的说法正确的是
A．石墨是最软的物质B．活性炭可以吸附异味
C．金刚石不具有可燃性D．足球烯是由碳原子直接构成
【答案】B
【详解】A、石墨是最软的矿物之一，不是是最软的物质，错误；
B、活性炭具有吸附性，可以吸附异味，正确；
C、金刚石是由碳组成的单质，具有可燃性，错误；
D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯是由足球烯分子构成的，错误。
故选B。
2．（2023·湖北武汉）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。

回答下列问题：
（1）石墨的用途可以是______。
A．用于制铅笔芯B．用作电极C．用于切割大理石
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其 （填“物理”或“化学”）性质。
（3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为 。
【答案】（1）AB
（2）物理
（3）
【详解】（1）A、石墨具有滑腻感，且为深灰色，可用于制铅笔芯，故选项正确；
B、石墨具有导电性，可用作电极，故选项正确；
C、石墨很软，不能用于切割大理石，故选项错误；
故选：AB；
（2）活性炭作冰箱除味剂，不需要通过化学变化表现出来，是利用其物理性质；
（3）碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，反应的化学方程式为。
3．（2023·黑龙江大庆）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是
A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质
B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯
D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异
【答案】A
【详解】A、石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，但是石墨很软，符合题意；
B、石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用，具有重要的应用前景，不符合题意；
C、铅笔芯是石墨粉和黏土粉末按一定比率混合而成的，因为石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，不符合题意；
D、金刚石和石墨均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，C60分子由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，因此它们在性质和用途上存在明显差异，不符合题意。
故选A。
4．（2023·湖北随州）新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。
Ⅰ.“航天新征程，十六问苍穹”。北京时间2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。请回答下列问题：
（1）钛和钛合金具有很多优良的性能，广泛用于火箭、航天飞机等。钛和钛合金属于 (填“金属材料”或“复合材料”)。
（2）肼()又称联氨，是火箭推进器的常用燃料之一。试写出在氧气中燃烧生成氮气和水的化学方程式 。
Ⅱ.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。
（3）金刚石、石墨和的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。
（4）科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(也称石墨烯)，石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接 个六元环。
【答案】（1）金属材料
（2）
（3）原子排列方式不同
（4）3/三
【详解】（1）金属材料包括合金和纯金属，钛和钛合金属于金属材料；
（2）N2H4 在氧气中燃烧生成氮气和水，该反应的化学方程式为；
（3）金刚石、石墨和 C60 的化学性质相似，但是它们的碳原子的排列方式不同，所以物理性质有很大差异；
（4）在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环。
题型02 单质碳的化学性质
5．（2023·辽宁丹东）书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是
A．碳是黑色的B．碳粉末细小
C．碳不溶于水D．常温下碳化学性质稳定
【答案】D
【详解】在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，能长时间保存。
故选D。
6．（2023·北京）下列物质均可用作燃料，在中充分燃烧时，不会产生的是
A．B．C．木炭D．CO
【答案】B
【详解】A、甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，氨气中不含碳元素，所以在氧气中充分燃烧不会产生二氧化碳，符合题意；
C、木炭在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不符合题意；
D、一氧化碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不符合题意；
故选B。
7．化学实验室常用如图装置进行木炭还原氧化铜实验，请根据实验回答：

（1）氧化铜中铜元素的质量分数为 ；
（2）实验中可以观察到的现象是 ；
（3）要使80g氧化铜完全被还原，需要碳的质量至少是多少？（写出计算过程）
（4）小深同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的透明容器中持续加强热，通过CO₂传感器测得容器内CO₂的质量变化曲线如图所示，t₁-t₂时间段密闭容器中CO₂的质量减少的原因是 （用化学方程式表示）。

【答案】（1）80%
（2）黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊
（3）解：设需要碳的质量至少为x
答：需要碳的质量至少是6g。
（4）
【详解】（1）氧化铜中铜元素的质量分数为。
（2）碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。所以可以观察到黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊。
（4）碳和氧化铜高温反应生成二氧化碳和铜，铜不能和二氧化碳反应，但碳可以和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，使二氧化碳含量减少，化学方程式为。
8．（2023·四川）工业上可用焦炭与赤铁矿冶炼铁。实验室用如图所示装置模拟冶炼铁并探究其产物。回答下列问题：

（1）酒精喷灯加热前，先打开活塞K1和K2，关闭K3，将气囊中N2鼓入。通N2的目的是 。
（2）通适量N2后，关闭活塞K1和K2，打开K3，点燃酒精喷灯进行实验。B装置中盛放的试剂是 （选填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“氯化钙溶液”），用于检测气体产物之一 （填分子式）。
（3）装置C的作用是 。
（4）当A装置药品完全变黑后，停止实验。移走酒精喷灯停止加热前的操作是 。
（5）用简单的化学方法证明已经冶炼出铁。取少量黑色产物于试管中，滴加 （选填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“硫酸铜溶液”），观察到 ，说明铁已生成。
【答案】（1）排净装置内的空气
（2） 澄清石灰水 CO2
（3）收集一氧化碳气体
（4）先把K3关闭
（5） 稀硫酸 有无色气体产生
【详解】（1）酒精喷灯加热前，先打开活塞K1和K2，关闭K3，将气囊中N2鼓入，通N2的目的是排净装置内的空气；
（2）通适量N2后，关闭活塞K1和K2，打开K3，点燃酒精喷灯进行实验，焦炭与氧化铁高温下反应会生成二氧化碳，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，因此B装置中盛放的试剂是澄清石灰水，用于检测气体产物之一中的二氧化碳，化学式为CO2；
（3）一氧化碳与氢氧化钙不反应，不溶于水，因此装置C的作用是收集一氧化碳气体；
（4）当A装置药品完全变黑后，停止实验，移走酒精喷灯停止加热前的操作是先把K3关闭，以防产生倒吸，发生危险；
（5）铁能够与稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气，观察到有气泡产生；
铁能够与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，观察到有红色固体析出；
两种方法中最简单为取少量黑色产物于试管中，滴加稀硫酸，观察到有无色气体产生，说明铁已生成。
考点二 二氧化碳
题型01 二氧化碳的性质
9．小致同学为探究二氧化碳的性质，设计了下列实验。回答问题：

（1）实验A应 （填“缓慢”或“快速”）倾倒气体；
（2）实验B，向装满的软塑料瓶中倾倒约体积的澄清石灰水，迅速盖好瓶塞，振荡，观察到的现象是 ；
（3）实验C中湿润的石蕊小花变红，原因是 。
【答案】（1）缓慢
（2）瓶子变瘪，澄清石灰水变浑浊
（3）(与反应生成碳酸)
【详解】（1）若倾倒二氧化碳太快，二氧化碳的气流过大，容易使上面的蜡烛先熄灭，导致实验失败，所以实验A应缓慢倾倒 CO2 气体；
（2）实验B，向装满 CO2 的软塑料瓶中倾倒约三分之一体积的澄清石灰水，迅速盖好瓶塞，振荡，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到的现象是瓶子变瘪，澄清石灰水变浑浊；
（3）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊小花变红色。
10. 化学实验是进行科学探究的重要途径。
（1）如图A所示，将一小块干冰放进透明塑料袋中，将袋口扎紧，一段时间后，塑料袋鼓起并逐渐变得“模糊”。从微观角度塑料袋鼓起的原因是 。塑料袋变“模糊”是因为干冰升华时（填“吸热”、“放热） ，空气中的水蒸气遇冷凝结。
（2）图B所示实验可观察到现象是 ，说明二氧化碳具有的化学性质是 。
（3）如图C所示，将一只充满二氧化碳的试管倒扣在盛有澄清石灰水的烧杯中，可以观察到的现象是 ；发生反应的化学方程式为 。
（4）如下图，集气瓶内充满CO2，用注射器抽取40mL蒸馏水注入集气瓶中，测得前后气压随时间变化的曲线。
①分析图中曲线，能说明有CO2分散于水中的依据是 。
②图中曲线的100~150s时，让气压明显变小的操作是 。
③小组同学用注射器向集满CO2的密闭软塑料瓶中注入1/3体积的水，根据图中曲线分析振荡后软塑料瓶 （填“会”或“不会”）变瘪。
（5）某无色汽水的配料如下：二氧化碳、水、白砂糖、柠檬酸。取少量该饮料于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，溶液显 色，再将该饮料缓缓加热，观察到有大量气泡涌出，溶液颜色未发生明显改变。上述实验可得出柠檬酸具有的性质是①有酸性，② 。
【答案】（1） 分子间间隙变大了 吸热
（2） 燃着的蜡烛从下到上依次熄灭 不燃烧也不能支持燃烧
（3） 石灰水变浑浊，试管内液面上升 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（4） ①装置内的压强先变大后变小，小于加水前的压强 ②振荡 ③不会
（5） 红 化学性质稳定（合理即可）
【详解】（1）干冰由固态变成了气态的二氧化碳，分子间存在间隙，二氧化碳由固态变为气态时，分子间间隙变大了；干冰升华吸热使气温降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成液态小水滴；
（2）由于二氧化碳不燃烧也不能支持燃烧，密度比空气大，所以可看到蜡烛火焰从下到上依次熄灭；
（3）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应会使试管内气体减少，造成管内压强减小，液体会进入试管，试管内液面上升，该反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（4）①分析曲线可知，能说明有CO2分散于水中的依据是装置内的压强先变大后变小，小于加水前的压强；
②曲线的100～150s时，让气压明显变小的操作是振荡；
③小组同学用注射器向集满CO2的密闭软塑料瓶中注入三分之一体积的水，根据曲线分析振荡后软塑料瓶不会变瘪，这是因为吸收的二氧化碳的体积等于加入水的体积，装置内的压强不变；
（5）若取少量汽水加入试管中，并滴加紫色石蕊试液，由于溶液显酸性，因此紫色石蕊显红色，而后将该溶液加热，溶液颜色不变，其原因是汽水中溶有柠檬酸，柠檬酸受热不分解，化学性质稳定。
题型02 二氧化碳与水反应的实验
11．（2023·北京）用下图实验研究的性质。

（1）可证明能与水反应的现象是 ，密度比空气的大的现象是 。
（2）燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是 。
【答案】（1） 2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色 3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色
（2）不能燃烧且不支持燃烧
【详解】（1）二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色石蕊变红色，当2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色，说明二氧化碳能与水反应；
3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色，说明二氧化碳密度比空气大；
（2）燃着的木条熄灭，由此可得出 CO2 具有不能燃烧且不支持燃烧的性质。
12．（2023·江苏连云港）取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，并进行如下实验；
下列说法中正确的是
A．步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B．步骤②中若用溶液代替水，纸花颜色也无明显变化
C．步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D．上述实验可证明与水反应生成酸
【答案】D
【详解】A、稀硫酸显酸性，能使石蕊变红，步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+，故A错误；
B、氢氧化钠溶液显碱性，能使石蕊变蓝，故B错误；
C、步骤②说明水不能使石蕊变红，步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色，故C错误；
D、步骤②说明水不能使石蕊变红，步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色，步骤④中二氧化碳和水反应生成一种酸，酸使石蕊变红，所以上述实验可证明CO2与水反应生成酸，故D正确。
故选D。
13．（2023·江西）某班同学进行“有反应无明显现象的实验”主题复习。

（1）实验①：用三朵干燥的紫色石蕊纸花探究二氧化碳能否与水反应，其中纸花变红的是 （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”），实验①的结论为 。
（2）实验②：证明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应的现象是 。
（3）实验③：向充满二氧化碳的锥形瓶中先注入氢氧化钠溶液，振荡，未观察到明显现象，再打开弹簧夹并注入 （填一种试剂），产生气泡，证明氢氧化钠与二氧化碳已发生反应。
（4）验证无明显现象反应已发生的思路一般有两种：a．反应物之一消失；b．有新物质生成。实验①②③中采用相同思路设计的是实验 。
【答案】（1） Ⅲ 二氧化碳能与水反应生成酸性物质，可以使紫色石蕊变红色
（2）溶液由红色变为无色
（3）稀盐酸或稀硫酸
（4）①③/③①
【详解】（1）实验①：用三朵干燥的紫色石蕊纸花探究二氧化碳能否与水反应，Ⅰ喷水，水不能使紫色石蕊纸花变红，Ⅱ放入干燥的二氧化碳中，二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变红，Ⅲ喷水后放入干燥的二氧化碳中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能够使紫色石蕊纸花变红色，故其中纸花变红的是Ⅲ，实验①得出的结论为二氧化碳能与水反应生成酸性物质，可以使紫色石蕊变红色；
（2）实验②中氢氧化钠溶液显碱性，能够使无色酚酞变红色，加入稀盐酸，稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，当观察到溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠与盐酸发生了反应；
（3）实验③：向充满二氧化碳的锥形瓶中先注入氢氧化钠溶液，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，振荡，未观察到明显现象，再打开弹簧夹并注入稀盐酸或稀硫酸，稀盐酸（或稀硫酸）与碳酸钠反应生成二氧化碳，观察到产生气泡，证明氢氧化钠与二氧化碳已发生反应；
（4）实验①是根据二氧化碳与水反应生成了酸性物质，酸性物质使紫色石蕊变红色；
实验②是根据氢氧化钠的消失，溶液由红色变为无色，证明氢氧化钠与盐酸发生了反应；
实验③是根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸或稀硫酸反应产生气泡，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应；
故实验①②③中采用相同思路设计的是实验①和③，均为根据新物质的生成来验证无明显现象的发生。
题型03 二氧化碳对生活和环境的影响
14．下列图中，体现二氧化碳用途的是
A．切割金属B．霓虹灯
C．医疗急救D．灭火
【答案】D
【详解】A、切割金属是利用氧气和乙炔反应，放出大量的热，不是二氧化碳的用途，故选项错误；
B、霓虹灯是利用稀有气体在通电的条件下会发出不同的光，不是利用二氧化碳，故选项错误；
C、氧气能供给呼吸，所以可用于急救病人，用于医疗急救的是氧气而不是二氧化碳，故选项错误；
D、二氧化碳不燃烧，也不助燃，能用于灭火，故选项正确。
故选：D。
15．（2023·湖北恩施）今年“中国旅游日”主题为“美好中国，幸福旅程”，活动中发布了首个中国省级旅游日的“低碳旅行报告”。下列不符合“低碳旅行”行为的是
A．乘坐电瓶车观光B．尽可能设置步行道
C．提倡全民自驾游D．大力发展绿色住宿
【答案】C
【详解】低碳，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。
A、乘坐电瓶车观光，能减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放， 符合“低碳旅行”，不符合题意；
B、尽可能设置步行道，能减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放， 符合“低碳旅行”，不符合题意；
C、提倡全民自驾游，增加能源消耗，增加二氧化碳的排放，不符合“低碳旅行”，符合题意；
D、大力发展绿色住宿，能减少能源的消耗，减少二氧化碳的排放， 符合“低碳旅行”，不符合题意。
故选C。
16．（2023·湖南长沙）为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。

（1）罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，请你从分子的角度分析并解释 ；
（2）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 ；
（3）若将 36g 水完全分解最多能产生氢气的质量是 g；
（4）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_________。
A．光合作用B．海洋吸收C．工业利用
【答案】（1）压强增大，气体分子间的间隔减小
（2）一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘（合理即可）
（3）4
（4）AB
【详解】（1）罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间的间隔变小。
（2）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。
（3）水通电分解生成氢气和氧气，反应前后氢元素的质量不变，若将36g水完全分解最多能产生氢气的质量是。
（4）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化，光合作用、海洋吸收均属于自然界转化，工业利用属于人为转化。
17．（2023·山东威海）“碳中和”，我们一直在行动。我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。
（1）“碳封存”
2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。
①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因 。
②为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等，同时对二氧化碳进行干燥处理。请用化学方程式表示二氧化碳需要干燥的原因 。低铬钢属于 (填序号)。
A．纯净物 B．混合物 C．复合材料 D．金属材料
③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填序号)。
A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同
B．超临界二氧化碳容易燃烧
C．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
D．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变
（2）“碳转化”
利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。
①二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素，同时生成水，该反应的化学方程式为 。
②在一定条件下，利用新型电解装置将二氧化碳转化为甲酸()，化学方程式为，X的化学式为 。
③从物质类别角度分析，①和②两个反应实现了 的转化。
（3）碳中和，人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是 (写一条即可)。
【答案】（1） ①气态二氧化碳分子间隔很大，容易被压缩 ② BD ③CD
（2） ① ② 无机物到有机物
（3）植树（合理即可）
【详解】（1）①分子之间有间隔，压强越大，分子间间隔越小，所以二氧化碳易被压缩是因为气态二氧化碳分子间隔很大，容易被压缩；
②二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能与不锈钢或低铬钢发生反应，所以需要对二氧化碳进行干燥处理，二氧化碳需要干燥的原因是；低铬钢属于合金，合金是金属材料，同时合金由多种物质混合而成，也是混合物，故选BD。
③A.超临界二氧化碳与二氧化碳都是由二氧化碳分子构成的，组成相同，此选项错误；
B.分子是保持物质化学性质的一种微粒，超临界二氧化碳与二氧化碳都是由二氧化碳分子构成的，所以化学性质相同，二氧化碳不燃烧，所以超临界二氧化碳也不燃烧，此选项错误；
C. 超临界二氧化碳的密度高，接近液态二氧化碳，粘度小，流动快，接近气态二氧化碳，所以同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大，此选项正确；
D.超临界二氧化碳是二氧化碳通入压缩机加压和干燥得到的，所以存在于特定的条件下，故条件改变，状态改变，此选项正确。
故选CD。
（2）①二氧化碳与氨气在一定条件下反应生成尿素和水，反应的化学方程式为；
②由化学方程式可知，反应前碳、氧、氢的原子个数分别为2、6、4；反应后碳、氧、氢的原子个数分别为2、4、4，所以一个X分子中含有2个氧原子，所以X的化学式为；
③二氧化碳为无机物，而、含碳元素，为有机物，所以①和②两个反应实现了从无机物到有机物的转化；
（3）低碳行动有植树、骑自行车，或节约用电等；
考点三 一氧化碳
题型01 一氧化碳性质
18．（2023·湖南岳阳）物质的性质很大程度上决定了物质的用途，下列对应关系不正确的是
【答案】D
【详解】A、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制作霓虹灯，故选项对应关系正确；
B、活性炭疏松多孔，具有吸附性，能吸附异味，可作冰箱除味剂，故选项对应关系正确；
C、熟石灰是氢氧化钙的俗称，呈碱性，能与酸发生中和反应，可用于改良酸性土壤，故选项对应关系正确；
D、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，故选项对应关系不正确。
故选D。
19．（2023·四川广安）性质决定用途，用途反映性质。下列物质的用途与性质对应不正确的是
A．用熟石灰改良酸性土壤——熟石灰可与酸性物质反应
B．用CO冶炼金属——CO具有可燃性
C．用洗涤剂清洗餐具上的油渍——洗涤剂有乳化功能
D．用稀盐酸除铁锈——盐酸可与Fe2O3反应
【答案】B
【详解】A、熟石灰显碱性，可以与土壤中的酸性物质发生反应，所以熟石灰可用于改良酸性土壤，故A正确；
B、一氧化碳具有还原性，可与金属氧化物发生反应，所以一氧化碳可用于冶炼金属，故B错误；
C、用洗涤剂清洗餐具上的油渍，是因为洗涤剂有乳化功能，能够将大油污乳化成细小的油滴，随水流冲走，故C正确；
D、铁锈的主要成分是氧化铁，盐酸可以与氧化铁反应生成氯化铁和水，所以可用盐酸除铁锈，故D正确；
故选B。
20．（2023·湖南郴州）关于碳及其化合物的说法正确的是
A．一氧化碳有还原性，没有毒性
B．二氧化碳是一种污染性气体
C．含碳酸根或碳酸氢根离子的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳气体
D．活性炭具有吸附性，木炭没有吸附性
【答案】C
【详解】A、一氧化碳有还原性，也有毒性，A不正确；
B、二氧化碳无毒不是一种污染性气体，B不正确；
C、组成里含有碳酸根离子或者碳酸氢根离子的盐都能和酸反应生成二氧化碳，如碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，C正确；
D、活性炭具有吸附性，木炭也有吸附性，D不正确。
综上所述：选择C。
21．（2023·山东济宁）某兴趣小组为证明CO作还原剂表现还原性，采用下图所示装置进行实验。
【查询资料】
I．用甲酸与浓硫酸微热可生成CO，化学方程式为。
II．HCOOH：熔点8.6℃，沸点100.8℃。
【实验装置】
请回答：
（1）仪器a的名称是 ，仪器b的名称是 。
（2）该兴趣小组方框A中需选择 (填“A1”、“A2”或“A3”)装置生成CO气体，然后与B装置对接完成实验；
（3）写出B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 。
（4）B装置硬质玻璃管中的现象是 ，从C装置中出现 现象同样可以证明CO具有还原性；
（5）该小组经过交流讨论，得出该装置存在一定缺陷，具体是 。
【答案】（1） 分液漏斗 锥形瓶
（2）A2
（3）
（4） 黑色固体变红 石灰水变浑浊
（5）没有进行尾气处理
【详解】（1）仪器a是分液漏斗，仪器b是锥形瓶；
（2）HCOOH：熔点8.6℃，沸点100.8℃，反应时，甲酸变成液体，则需要液体加热型发生装置，则选A2；
（3）B装置中CO和氧化铜在加热的条件下反应产生铜和二氧化碳，化学方程式是；
（4）在加热时CO将氧化铜还原成铜，同时产生二氧化碳，体现了CO的还原性；氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，则B装置中的现象是黑色固体变红；二氧化碳能和石灰水中的溶质氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和水，则C装置中石灰水变浑浊；
（5）CO有毒，装置后没有进行尾气处理。
题型02 碳和碳的化合物的关系
22．正确认识物质间的区别和联系是学好化学的重要方法之一。如图是小朋同学归纳的知识网络图，请回答：

（1）“反应物种类相同，反应物的量不同时，生成的产物可能不同”，图中能体现这一观点的是 和 反应（填序号）。
（2）碳和一氧化碳虽然是不同的物质，但化学性质有许多相似之处，例如：它们都能与氧化铜反应，请写出碳与其反应的化学方程式 。
（3）和都是含碳的氧化物，因为它们的分子结构不同，所以化学性质不同，能与澄清石灰水反应而不能，请写出与其反应的化学方程式 。
【答案】（1） ① ②
（2）
（3）
【详解】（1）“反应物种类相同，反应物的量不同时，生成的产物可能不同”，比如碳在氧气充分的时候生成二氧化碳，在氧气不充分的时候生成一氧化碳，对应图中的反应①和②。
（2）碳和氧化铜反应生成二氧化碳和铜，对应的化学方程式为。
（3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，对应的化学方程式为。
23．如图是部分含碳物质的转化关系图：
（1）根据图示判断，下列说法正确的是______。
A．①②③只能通过化合反应实现
B．⑤⑦均可用于实验室制取CO2
C．将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红可用④来解释原因
D．图中各物质间的转化元素化合价都没有变
（2）写出转化⑥的化学方程式 。
【答案】（1）C
（2）
【详解】（1）A、①只能通过化合反应实现，②③不一定只能通过化合反应实现，还分别能通过一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳等来实现，错误；
B、实验室常用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，不能通过碳酸分解的方法制取，⑤不可用于实验室制取CO2，错误；
C、将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，原因是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红色，可用④来解释原因，正确；
D、图中物质中C属于碳的单质，在化学变化中转化碳的化合物，碳的化合物中碳的化合价不为零，变化过程中，化合价发生改变，错误。
故选C。
（2）转化⑥的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为。
24．（2023·云南）碳及其化合物存在如下转化关系： C → CO↔ CO2↔X（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是
A．由C转化为的过程中碳元素的化合价依次升高
B．只能通过与反应转化为
C．通过与C反应转化为，化学方程式为
D．X可能是酸或盐
【答案】B
【详解】A、C、CO、中碳元素化合价分别为0、+2、+4价，碳元素的化合价依次升高，不符合题意；
B、氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳，符合题意；
C、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为，不符合题意；
D、二氧化碳和水反应生成碳酸、碳酸分解生成二氧化碳，碳酸属于酸；二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，碳酸钠属于盐，故X可能是酸或盐，不符合题意；
故选B。
1.（新题材——科技前沿 “碳弹簧”的新型碳材料）（2023·云南）中国某研究团队受“弓弩”等结构启发，研制出一种名为“碳弹簧”的新型碳材料，被认为是制造智能磁性材料的理想原料，有望用于外太空探测。
（1）古代弓弩一般使用多层竹、木片制作，竹的主要成分是纤维素，纤维素属于______（填标号）。
A．蛋白质B．糖类C．油脂D．维生素
（2）“碳弹簧”由多孔碳材料制作而成，碳元素能组成多种碳单质，它们的物理性质存在较大差异的原因是 。
（3）也是制造智能磁性材料的原料之一，已知中铁元素的化合价为+3价，则钴（）元素的化合价为 。钴在元素周期表中的信息如图，你能得到的一条信息是 。
（4）发射外太空探测设备最理想的燃料是液态氢。实验室可通过电解水的方法制取氢气，反应的化学方程式为 ，该反应属于基本反应类型中的 。
【答案】（1）B
（2）碳原子的排列方式不同
（3） +2 钴原子核内有27个质子（合理即可）
（4）
分解反应
【详解】（1）纤维素属于糖类，故填：B；
（2）碳元素能组成多种碳单质，如金刚石、石墨等，它们的物理性质存在较大差异的原因是原子排列方式不同，故填：碳原子的排列方式不同；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0计算，铁元素化合价为+3价，氧元素化合价为-2价，设钴元素的化合价为x，x+（+3）×2+（-2）×4=0，x=+2，故填：+2；根据信息图可知，钴原子的原子序数为27，则质子数为27，原子的核外电子数也为27；元素符号为C，元素名称为钴；相对原子质量为58.93，故填：钴原子核内有27个质子（合理即可）；
（4）电解水产生氢气和氧气，故填：；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应，故填：分解反应。
2．（新考法——生活情境 活性炭和光触媒除甲醛比较）（2023·海南）新装修的房屋会释放出甲醛，除开窗通风还可用活性炭或光触媒辅助去除室内甲醛。在紫外线照射下，光触媒催化甲醛分解为和。相同条件下活性炭和光触媒去除室内甲醛的相关研究数据如图(该实验在自然光照的密闭室内进行)。
（1）活性炭和光触媒去除甲醛的原理分别是什么？
（2）在光触媒的实验中，8~24小时和32~48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，可能原因是什么？
（3）若使用其中一种方法去除室内甲醛，根据该实验结果，提出一条合理建议。
【答案】（1）活性炭具有吸附性，能吸附异味，光触媒在紫外线照射下能将甲醛分解。
（2）没有紫外线照射。
（3）选择光触媒的方法去除室内甲醛。
【详解】（1）活性炭具有吸附性，能吸附甲醇，而在紫外线照射下，光触媒催化甲醛分解为 CO2 和 H2O 。
（2）由于光触媒去除甲醛需要在紫外线照射下，而8~24小时和32~48小时两个时间段内，可能为晚上，没有紫外线照射。
（3）由图可知，相同条件下，光触媒去除甲醛的效果更好，则可选用光触媒去除室内甲醛。
3．（新题材——科技前沿 纳米“蓄水”膜反应器）（2023·黑龙江牡丹江）请结合材料回答下列问题：
我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器（如图所示），内部封装了特定催化剂，该催化剂能够实现在温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%高效稳定的转化。纳米“蓄水”膜反应器的壳层具有高选择性，反应后，能保证生成的水集中到内部而乙醇溢出。

二氧化碳不仅能制造乙醇，还能制造淀粉、蛋白质、甲醇、尿素、纯碱、灭火剂等，我国化学工作者正在围绕绿色、低碳、环保、高效的主题，继续推进碳捕捉、碳中和，以实现二氧化碳资源的高价值利用。
（1）图中“ ”表示的物质属于 （填“有机化合物”或“无机化合物”）。
（2）壳层的优点是 。
（3）纳米“蓄水”膜反应器内发生反应的化学方程式为 。
（4）该技术的研发有利于缓解 问题（写一条）。
【答案】（1）有机化合物
（2）高选择性
（3）
（4）温室效应增强
【详解】（1）有机化合物主要是指由碳元素、氢元素组成，一定是含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸盐等；根据图示可知，该物质为C2H5OH，则属于有机化合物；
（2）壳层可以让乙醇分子通过，其他分子不得通过，能够分离出乙醇，则优点为具有高选择性；
（3）根据图示可知该反应为CO2与氢气在3MPa，240℃与催化剂的条件下反应生成水和乙醇，则化学反应方程式为；
（4）该技术可以消耗CO2，则能够降低空气中CO2的浓度，从而缓解温室效应增强的问题。
4．（新题材——中华传统文化 “火法炼锌” ）（2023·四川巴中）明代宋应星所著《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法，把炉甘石（）和煤炭饼装入炼锌罐，如图所示，泥封、“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。下列说法错误的是

A．炉甘石（）加入锌罐之前，将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B．反应区中发生的反应之一：，该反应中体现了C的还原性
C．“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D．“火法炼锌”符合低碳发展理念
【答案】D
【详解】A. 将炉甘石进行粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积，让反应更加充分，故不符合题意；
B. 碳具有还原性，可将氧化锌还原成锌单质，故不符合题意；
C. 为了防止热的锌与空气中的氧气发生反应，故“冷定”后方能“毁罐”取锌，故不符合题意；
D. “火法炼锌”会产生二氧化碳，不符合低碳原理，故符合题意。
故选： D。
5．（新考法——数字化实验 用传感器测定碳与氧化铜反应的气体产物 ）实验室开放日，化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对碳与氧化铜反应生成的气体产物进行如下实验探究。
【查阅资料】①通常情况下氧元素显−2价，铜元素有+1、+2两种化合价。
【实验一】探究是否有CO2生成
如图1装置所示，取烘干后的C和CuO粉末混合均匀平铺在硬质试管底部，用酒精喷灯加热一段时间，发现硬质玻璃管中有暗红色固体出现，试管中足量的澄清石灰水变浑浊且有气泡不断冒出。
（1）结合以上实验现象，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
（2）有同学猜测暗红色固体还可能是一种氧化物，并猜测它的化学式是 。
【实验二】探究是否有CO生成
如图2装置所示，用定制的硬质短试管进行反应，用平底三颈烧瓶收集试管中反应产生的气体。三颈烧瓶一端口径连接双孔橡胶塞(配细而短的导气管)，并套上气球。同时用无线CO、CO2传感器，分别采集不同量比反应物反应生成的CO和CO2的含量变化数据(如图3)。
（3）实验前，用氦气对装置进行排空气处理，以避免装置内空气中的 与木炭反应，对本实验气体的含量测定造成影响。
（4）对变化曲线进行数据分析，得出结论：
①C和CuO反应的主要气体产物是 ，随着反应物中CuO量比的逐渐增多，另一种气体产物的含量逐渐 (填“增多”或“减少”)。
②结合提供的资料和图3数据的变化情况，请用化学方程式表示产生CO的可能原因： 。
【反思与评价】
（5）对比实验二，请从环保的角度分析实验一装置的不足之处： 。
【答案】（1）
（2）Cu2O
（3）氧气/O2
（4） ①二氧化碳 减少 ②
（5）没有尾气处理装置，会污染空气
【详解】（1）试管中足量的澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳，硬质玻璃管中有暗红色固体出现，说明生成了铜，故化学方程式为；
（2）碳的氧化物是气体，红色氧化物只能是铜的氧化物，氧化铜是黑色固体，该红色固体只能是氧化亚铜，化学式为Cu2O；
（3）实验前，用氦气对装置进行排空气处理，以避免装置内空气中的氧气与炭反应生成二氧化碳，对实验结果造成影响；
（4）①结合图3，C和CuO反应的主要气体产物是二氧化碳，随着反应物中CuO量比的逐渐增多，另一种气体产物一氧化碳的含量逐渐减少；
②结合提供的资料和图3数据的变化情况，产生CO的可能原因是碳和二氧化碳高温生成一氧化碳。化学方程式为；
（5）对比实验二，实验一装置的不足之处没有尾气处理，故填：没有尾气处理装置，会污染空气。
6．（新题材——装置创新 用W形管进行木炭还原氧化铜实验）学习完木炭还原氧化铜后，小组同学对反应后气体成分开展了如下项目式探究。
【活动一】定性研究反应后气体的成分
用W形管设计如图所示的装置进行实验，观察到A、A2、B2处均有红色物质生成，B处澄清石灰水变浑浊。
（1）图1实验中酒精灯火焰处加装金属网罩的作用是 ，B处发生反应的化学方程式为 。
（2）对比图2、图3实验，图2实验的作用是 ，证明C与CuO反应有CO生成的依据是 。
【活动二】定量研究反应后气体的成分
用酒精喷灯加热硬质试管中CuO和C的混合物(按一定比例均匀混合)，再利用CO和CO2传感器测定反应中气体体积分数的变化，如图4、图5所示。
（3）实验前用氦气排尽装置中空气，理由是 。
（4）测得不同质量比的CuO与C反应产生CO的曲线如图4，分析该图可以得到的结论是 。
（5）①图4中，0~50s没有CO生成，可能的原因是 。
②图5中，CO2曲线达到最大值后开始下降。导致曲线下降主要发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1） 集中火焰，提高温度
（2） 做对比 B2处有红色物质生成
（3）避免空气中的氧气与碳反应，对实验造成影响
（4）CuO和C的质量比越小，一氧化碳的浓度越大
（5） ①开始反应时，有相对充足的氧 ②
【详解】（1）①图1实验中酒精灯火焰处加装金属网罩的作用是集中火焰，提高温度，故填：集中火焰，提高温度。
②C与CuO反应生成生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为，故填：。
（2）图2实验的作用是与图3实验做对比，C与CuO反应生成CO，一氧化碳与B2处的氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，则B2处有红色物质生成，证明C与CuO反应有CO生成，故①填：做对比，②填：B2处有红色物质生成。
（3）实验前用氦气排尽装置中空气，避免空气中的氧气与碳反应，对实验造成影响，故填：避免空气中的氧气与碳反应，对实验造成影响。
（4）分析图4知，CuO和C的质量比越小，一氧化碳的浓度越大，故填：CuO和C的质量比越小，一氧化碳的浓度越大。
（5）①因为开始反应时，有相对充足的氧，所以图4中，0~50s没有CO生成，故填：开始反应时，有相对充足的氧。
②碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，则二氧化碳达到最大值后开始下降，反应的化学方程式为，故填：。步骤
实验操作
实验现象
①
第一朵纸花上喷上稀硫酸
纸花由紫色变成红色
②
第二朵纸花喷上水
纸花颜色无明显变化
③
第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中
纸花颜色无明显变化
④
第四朵纸花喷上水后，再放入盛满的集气瓶中
纸花由紫色变成红色
选项
物质
性质
用途
A
稀有气体
在通电时能发出不同颜色的光
制作霓虹灯
B
活性炭
吸附性
作冰箱除味剂
C
熟石灰
碱性
改良酸性土壤
D
一氧化碳
有毒
冶炼金属