初三化学一轮复习讲义 第13讲 碳和碳的氧化物（强化版）

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碳和碳的氧化物
一、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、电车的滑 块等 ，金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。
CO 和 CO2 的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。
3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同
1、常温下的稳定性强
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：C+2CuO 高温 =2Cu+CO2↑ （置换反应） 应用：冶金工业
现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
2Fe2O3+3C 高温 4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）
（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：
反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制 O2 的发生装置。
反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制 H2 的发生装置。
（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：
难溶于水用排水法收集 CO 只能用排水法
密度比空气大用向上排空气法 CO2 只能用向上排空气法
密度比空气小用向下排空气法
2、二氧化碳的实验室制法
1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
2) 选用和制氢气相同的发生装置
3）气体收集方法：向上排空气法
4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。
验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
3、二氧化碳的工业制法：
煅烧石灰石： CaCO3（高温) =CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2
四、二氧化碳的性质
1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰
2、化学性质：
（1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸
（2)与水反应生成碳酸： CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，
H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解
（3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应可用于检验二氧化碳!
（4）与灼热的碳反应： C+CO2 ===高温 2CO
（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2 是氧化剂，C 是还原剂）
3、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑）
既利用其物理性质，又利用其化学性质
干冰用于人工降雨、制冷剂
温室肥料
4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。
五、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、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。
3、化学性质: （H2、CO、C 具有相似的化学性质：①可燃性 ②还原性）
1）可燃性：2CO+O2
点燃 2CO2 （可燃性气体点燃前一定要检验纯度）
H2 和 O2 的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。
CO 和 O2 的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。
CH4 和 O2 的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。
鉴别：H2、CO、CH4 可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）
（水煤气：H2 与 CO 的混合气体 C + H2O 高温 H2 + CO）
2）还原性： CO+CuO=== △ Cu+CO2 （非置换反应） 应用：冶金工业
现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）
除杂：CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液： CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO ===△ Cu+CO217
CaO[CaCO3]只能煅烧（不可加盐酸）
CaCO3 ===高温 CaO+CO2↑
注意：检验 CaO 是否含 CaCO3 加盐酸 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
（CO3 2-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）


【随堂练习】
参考答案与试题解析
一、选择题（下列每小题只有一个选项符合题意．每小题2分，共24分）
1．（2分）金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
【分析】C60在室温下为紫红色的，金刚石是无色的，石墨是灰黑色的，木炭是黑色的．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳．碳原子的排列方式不相同．一定条件下，石墨可以转化成金刚石．
【解答】解：A、都是黑色固体，不正确。
B、因为它们都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，正确。
C、因为它们是不同的物质，碳原子的排列方式不相同，不正确。
D、一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，因为金刚石是不同于石墨的新物质，不正确。
故选：B。
【点评】解答本题的关键是要掌握物质的物理性质和化学性质，只有这样才能对问题做出正确的判断．
2．（2分）化学反应遵守质量守恒定律的原因是（　　）
A．物质的种类没有改变
B．分子的种类没有改变
C．分子的数目没有改变
D．原子的种类、数目、质量都没改变
【分析】从化学反应的实质入手，化学变化的实质是分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以反应前后原子的种类、数目、质量都不变．
【解答】解：A、如果物质种类没有改变的话，就不能是化学变化了，所以物质的种类一定变；
B、如果分子的种类没有改变的话，也不属于化学变化了，所以分子的种类也一定变；
C、分子的数目可能变，可能不变，所以C是错误的。
D、化学反应前后六个不变：原子的种类、数目、质量、元素种类、质量、物质总质量。所以D是正确的。
故选：D。
【点评】化学反应前后六个不变：原子的种类、数目、质量、元素种类、质量、物质总质量；两个一定变：分子的种类、物质的种类；两个可能变：分子的数目、元素的化合价．
3．（2分）以下方法不能用来鉴别CO、CO2这两种无色气体的是（　　）
①通入澄清的石灰水；②通入紫色的石蕊试液中；③闻气味，是否有刺激性气味；④通过灼热的氧化铜粉末；⑤在密闭容器中用火的昆虫实验，观察昆虫是否死亡；⑥点燃，看能否燃烧．
A．①② B．③⑥ C．③⑤ D．①③
【分析】一氧化碳和二氧化碳都是无色无味的气体，一氧化碳不能和石灰水反应，二氧化碳能使石灰水变浑浊；一氧化碳通入石蕊试液中时没有明显现象，二氧化碳通入石蕊试液时石蕊试液变红色；一氧化碳可以还原灼热的氧化铜，二氧化碳不能；二者都不支持呼吸；一氧化碳有可燃性，二氧化碳没有可燃性．
【解答】解：①通入澄清的石灰水，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳不能，可以区分；②通入紫色的石蕊试液中，二氧化碳可使其变红，一氧化碳不能，可以区分；③二者都没有气味，所以闻气味不能区分；④一氧化碳具有还原性，可将黑色的氧化铁还原成红色的铜，二氧化碳不能。可以区分；⑤二者都不支持呼吸，所以在密闭容器中用火的昆虫实验，观察昆虫是否死亡，不能区分；⑥一氧化碳能够燃烧，二氧化碳不能，所以点燃，看能否燃烧，可以区分。
故选：C。
【点评】利用所要鉴别物质的性质差别，设计实验，实验中出现明显的现象差异，才能达到鉴别物质的目的．
4．（2分）某物质在纯氧中燃烧生成了氮气和水蒸气，该物质一定含有（　　）
A．氮元素和氧元素 B．氢元素和氧元素
C．氮元素和碳元素 D．氮元素和氢元素
【分析】在化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类和个数不变。
【解答】解：
物质在纯氧中燃烧生成了氮气和水蒸气，说明该物质中一定含有氮元素和氢元素，氧元素是否含有无法确定。
故选：D。
【点评】本题只能定性地分析物质的元素组成，没有反应物和生成物之间的质量关系，无法确定氧元素是否存在。
5．（2分）实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装好仪器； ③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④向反应容器中放入几小块大理石；⑤收集气体．其正确顺序是（　　）
A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．②①③④⑤ D．①②④③⑤
【分析】根据制取二氧化碳的步骤进行解答，可概括为：连﹣﹣查﹣﹣加﹣﹣倒﹣﹣定﹣﹣收．
【解答】解：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（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法，导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）．
故选：B。
【点评】本题主要考查了实验室制取二氧化碳的实验步骤，细心操作，规范实验，了解相关知识是解答的关键．
6．（2分）二甲醚（CH3OCH3）可由一氧化碳和物质X在一定的条件下制得。反应的化学方程式为2CO+4XCH3OCH3+H2O，则X的化学式为（　　）
A．C2H5OH B．H2O2 C．C2H4 D．H2
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及原子个数不变，分别统计出反应前后原子种类及个数，比较分析可得所求物质的化学式。
【解答】解；根据质量守恒定律，反应前后原子种类和个数都不变，由方程式知反应物中含有的原子种类及原子个数为C：2个、O：2个；已知生成物中含有的原子种类及原子个数为C：2个、O，2个、H：8个；比较分析可知X中含有H元素，其原子个数分别为2，故X的化学式为H2。
故选：D。
【点评】此题主要考查学生对质量守恒定律的实际运用，只有掌握了这一知识的内涵，才能自由驾御，正确解答。
7．（2分）氨基钠（NaNH2）是合成维生素A的原料。工业上将钠于97～100℃熔融，向反应容器中缓慢通入无水的液氨（NH3），再加热至350～360℃生成氨基钠和氢气。下列说法中，不正确的是（　　）
A．钠可能与水反应
B．钠的熔点比铁的熔点低
C．维生素A中一定含有钠元素
D．反应的化学方程式为：2Na+2NH32NaNH2+H2↑
【分析】首先根据分析出发生该化学反应的反应物、生成物及反应条件，及金属钠的有关的信息等。
【解答】解：A、由于金属钠可以和NH3反应生成氢气，因此也有可能和含有氢元素的水发生反应，所以要让反应不能发生在钠和水之间，因此控制在无水环境中进行。故A正确；
B、由于金属钠在97～100℃熔融，而铁的熔点是1535℃，故B正确；
C、由于氨基钠是合成维生素A的原料，但在生成维生素A的同时有可能也生成了其他物质，因此维生素A中不一定含有钠元素，故C错误；
D、根据题意可得，金属钠和氨气在加热条件下反应生成氨基钠和氢气，故该反应的化学方程式为：2Na+2NH32NaNH2+H2↑，故D正确；
故选：C。
【点评】本题难度不是很大，主要考查了根据提供的资料来总结物质的物理性质、化学性质等，从而培养学生的总结概括能力和对知识的应用能力。
8．（2分）实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（　　）
A．都属于氧化物 B．都含有氧气
C．都含有氧气分子 D．都含有氧元素
【分析】化学变化中元素的种类不变，因此制取氧气的物质中必须含有氧元素．
【解答】解：A、氧化物是由两种元素组成，并且一种元素为氧元素的纯净物，氯酸钾和高锰酸钾中都有氧元素，但它们由三种元素组成，故A不对；
B、过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾三物质都是纯净物，都含有氧元素，不含氧气，故B不对；
C、氧气由氧分子构成，三物质不含氧气，故不含氧分子，所以C不对；
D、三物质都含氧元素，故D对。
故选：D。
【点评】该题主要考查化学变化中元素的种类不变，和物质的分类，氧化物和含氧化合物的区别．
9．（2分）染发时常用到的着色剂﹣﹣对苯二胺，化学式为C6H8N2，是一种有毒化学药品，有致癌性，下列说法正确的是（　　）
A．对苯二胺中含有 N2分子
B．对苯二胺中碳、氢、氮元素的质量比为 6：8：2
C．对苯二胺由 6 个碳原子、8 个氢原子和 2 个氮原子组成
D．对苯二胺中碳元素的质量分数表达式为
【分析】A、根据苯二胺的化学式 C6H8N2 的微观构成进行分析；
B、根据化合物中各元素质量比＝各元素的相对原子质量×原子个数之比，进行解答。；
C、根据化学式中标在元素符号右下角的数字表示一个分子中所含原子的个数进行解答；
D、根据化合物中某元素的质量分数的计算公式×100%
进行解答；
【解答】解：A、根据对苯二胺的化学式 C6H8N2，可知对苯二胺是由对苯二胺分子构成的化合物，该分子由碳氢氮三种原子构成，不可能含有氮气的分子；故A错误；
B、根据化合物中各元素质量比＝各元素的相对原子质量×原子个数之比，可知该物质中碳、氢、氮三种元素的质量比是：（12×6）：8：（14×2）＝18：2：7，不是该分子中原子的个数比6：8：2；故B错误；
C、根据标在元素符号右下角的数字表示一个分子中所含原子的个数；可得对苯二胺分子中碳、氢、氮的原子个数比为6：8：2，从宏观上看该物质是由碳、氢、氮三种元素组成，故C错误；
D、对苯二胺中碳元素的质量分数等于碳元素的相对原子质量与角码数乘积和其相对分子质量之比，故此选项正确。
故选：D。
【点评】本题考查学生对物质元素组成，一个分子中所含原子的个数，化合物中各元素质量比及化合物中某元素的质量分数的计算知识的理解与掌握，并能在解题中灵活应用的能力。
10．（2分）为了控制温室效应和改善生存环境，下列措施中切实可行的是（　　）
①减少煤等燃料的使用；②禁止使用煤等燃料；③禁止乱砍乱伐；④开发氢能源；⑤利用水力发电；⑥种植花草树木．
A．①③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②④
【分析】①根据煤燃烧的产物判断．
②根据现在的能源结构判断．
③根据光合作用的反应原理判断．
④根据氢能的优点判断．
⑤根据水利发电不需烧煤等化石燃料，不产生二氧化碳判断．
⑥根据光合作用的反应原理判断．
【解答】解：①煤燃烧会产生大量的二氧化碳，会造成温室效应，所以正确；
②目前化石燃料是主要的能量来源，不能禁止使用，所以错误；
③植物能通过光合作用吸收二氧化碳，禁止乱砍乱伐有利于控制温室效应，所以正确；
④开发氢能源，可减少了化石燃料的使用，从而减少了二氧化碳的排放，所以正确；
⑤利用水力发电，可减少了化石燃料的使用，从而减少了二氧化碳的排放，所以正确；
⑥植物能通过光合作用吸收二氧化碳，种植花草树木，有利于控制温室效应，所以正确。
措施中切实可行的是①③④⑤⑥。
故选：A。
【点评】在极端天气肆虐的今天，低碳生活理念已成为现代入的共识，温室效应的危害、节能减排的措施和观念培养便成为化学考查的热点，在学习中要求学生要认真观察生活，体验生活，用低碳生活理念指导自己的活动，把节能减排的措施运用到生产、生活中去，在实践中掌握知识，运用知识．
11．（2分）已知实验室制取气体D的表达式为：A（固）+B（固）C+D↑，气体D易溶于水，D的相对分子质量为17，则应选择下列何种发生装置和收集方法（　　）
A．制CO2的装置和向下排空气法
B．高锰酸钾制氧气的装置和向下排空气法
C．高锰酸钾制氧气的装置和排水集气法
D．高锰酸钾制氧气的装置和向上排空气法
【分析】此题为固固型加热制取气体，它与实验室制取氧气（高锰酸钾、氯酸钾）装置应该相同，D的相对分子质量为17，比空气的平均相对分子质量小，且D易溶于水，故应采用向下排空气法．
【解答】解：此题为固固型加热制取气体，它与实验室制取氧气（高锰酸钾、氯酸钾）装置应该相同，D的相对分子质量为17，比空气的平均相对分子（29）质量小，且D易溶于水，故应采用向下排空气法。故选答案为：B
【点评】气体制取装置选取依据：
第一种装置：反应物为固体，反应时需加热，简称“固固加热型”．
第二种装置：反应物为固体与液体，反应时不需加热，简称“固液不加热型”．
收集装置的选取依据：
溶解度小或不溶的可以用排水法．溶于水或和水反应的不可以用排水法；
密度比空气大的用向上排气法（相对分子质量＞29）．密度比空气小的用向下排气法（相对分子质量＜29）．但有些相对分子质量和29差不多的不能用排气法．
12．（2分）下列对a、b、c、d四套装置中，在注入酸起反应后对气球的变化情况作出正确分析的是（　　）
A．气球①不胀大，②﹣④都能迅速胀大
B．气球②逐渐胀大，气球④迅速胀大
C．气球②逐渐胀大，气球③缓缓膨胀后停止，气球④迅速胀大
D．以上都不正确
【分析】根据a装置中酸碱分数中和反应，气球无变化；
b装置中大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳，气球逐渐胀大；
c装置中稀硫酸与块状大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在大理石表面，是反应难以继续进行；因此气球③缓缓膨胀后停止；
d装置中稀硫酸与碳酸钠迅速反应生成二氧化碳，因此气球④迅速胀大；进行解答本题。
【解答】解：A、气球①不胀大，②﹣④都能迅速胀大，故A说法错误；
B、气球②逐渐胀大，气球④迅速胀大，说法不全面，故B说法不符合题意；
C、气球②逐渐胀大，气球③缓缓膨胀后停止，气球④迅速胀大，故C说法正确；
D、以上都不正确，故D说法错误；
故选：C。
【点评】本题考查学生对实验室制取二氧化碳的反应原理的理解与掌握，并能在解题中灵活应用的能力。
13．（2分）除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，应采取的方法是（　　）
A．点燃混合气体
B．把混合气体通入澄清的石灰水中
C．把混合气体通过足量的灼热氧化铜
D．把混合气体通入足量的水中
【分析】化学方法除去混合物中的杂质，一般要根据混合物各组分物质的化学性质差异，选择一种能和杂质组分发生反应而不能与主要组分物质发生反应的试剂。最理想方案是把杂质组分转化为主要组分，除去杂质的同时还使主要组分物质的量有所增加。
【解答】解：A、CO具有可燃性，而CO2不能燃烧，从理论上讲点燃混合气体，CO气体转变为CO2可以达到除去杂质的最佳效果。但由于少量CO混在CO2中，难以与O2接触，也就难以点燃，方法从操作上来说不可行。故A错误；
B、CO不能与澄清石灰水发生反应，混合气体能过石灰水不能除去杂质气体一氧化碳。故B错误；
C、CO在高温下与氧化铜反应生成铜和气体二氧化碳，因此把混合气体通过灼热的氧化铜可以较彻底地除去混在二氧化碳中的少量的一氧化碳气体。故C正确；
D、二氧化碳气体能溶于水且可以和水反应，CO气体不溶于水也不与水反应，混合气体通过水，消耗的是二氧化碳气体而杂质气体CO“毫发未损”。故D错误。
故选：C。
【点评】选择科学的方法除去混合物中的杂质，也称为物质净化或提纯，是物质研究的基础。
14．（2分）将CO2、CO、O2、N2的混合气体依次通过澄清石灰水，灼热的CuO，灼热的铜网，充分反应冷却至室温，最后剩余的气体是（　　）
A．N2 B．CO2和N2 C．O2和N2 D．CO2和CO
【分析】根据气体的性质和反应后的生成物判断，澄清石灰水能吸收二氧化碳，一氧化碳能和氧化铜反应生成二氧化碳，灼热的铜网能和氧气反应，氮气不参加反应．
【解答】解：通过澄清石灰水除掉了原气体中的二氧化碳，又通过灼热氧化铜除掉了原混合气体中的一氧化碳，但是同时又反应生成了二氧化碳，通过灼热的铜网除去了氧气，最后剩余气体中存在没有反应的氮气，和反应中生成的二氧化碳。
故选：B。
【点评】除杂质时要注意在反应中是否生成了新的气体，引入了新的杂质要注意是否导出，从而准确判断最后得到的气体．
15．（2分）“归纳与比较”是化学学习的主要方法，下列关于CO2与CO的不同点比较错误的是（　　）
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：CO2能溶于水，水溶液呈酸性；CO难溶于水，但能燃烧
C．用途：CO2可用于光合作用、灭火等；CO可作气体燃料，还可用于人工降雨
D．危害：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
【分析】因为CO2与CO的分子构成不同，所以二者具有不同的性质，根据其不同的性质又决定它们有不同的用途以及造成的危害。
【解答】解：A、从化学式上看出，1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子，故此项说法正确；
B、CO2与CO都是无色无味的气体，但一氧化碳不溶于水，也不和碱溶液反应，但具有可燃性；二氧化碳不能燃烧，但能溶于水生成碳酸，故此项说法正确；
C、CO2与CO的性质决定它们有这些用途，CO2可用于光合作用、灭火、化工产品的原料和气体肥料，“干冰”可用于人工降雨等；CO可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，故此项说法错误；
D、二氧化碳是温室气体会造成“温室效应”；CO极易与血液中的血红蛋白结合引起煤气中毒，故此项说法正确。
故选：C。
【点评】本题阐述了一个重要的规律：物质的构成决定其性质，物质的性质决定其用途，我们可以根据物质的性质来避免其造成的危害。
二、（本题包括5小题，共40分）
16．（4分）用化学符号或者化学式填写：
（1）2个氢原子　2H　；（2）五氧化二氮分子　N2O5 　；（3）构成氯化钠的阳离子　Na+　；
（4）地壳中含量最高的金属元素　Al　．
【分析】本题考查化学用语的意义及书写，解题关键是分清化学用语所表达的对象是分子、原子、离子还是化合价，才能在化学符号前或其它位置加上适当的计量数来完整地表达其意义，并能根据物质化学式的书写规则正确书写物质的化学式，才能熟练准确的解答此类题目．
【解答】解：（1）元素符号可表示某元素，还能表示某原子，在前面添加数字后只有微观意义，即只表示多少个原子，所以2个氢原子表示为2H；
（2）正确书写物质的化学式，氮元素显+5价，氧元素显﹣2甲，根据化合价原则，五氧化二氮分子可表示为：N2O5；
（3）氯化钠晶体由带正电的钠离子和带负电的氯离子构成，带正电的离子为称为阳离子、带负电的离子称为阴离子，故构成氯化钠的阳离子是钠离子，根据离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，钠离子可表示为：Na+；
（4）地壳中元素含量的顺序：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等，故含量最高的金属元素是铝元素，用铝的元素符号表示：Al；
故答案为：（1）2H；（2）N2O5；（3）Na+；（4）Al；
【点评】本题主要考查学生对化学用语的书写和理解能力，题目设计既包含对化学符号意义的了解，又考查了学生对化学符号的书写，考查全面，注重基础，题目难度较易．
17．（7分）通过这几个月的化学学习，我们熟悉了许多物质．请从①石墨；②活性炭；③一氧化碳；④二氧化碳；⑤氧气中，选取相应物质的序号填空．
（1）能用于灭火的是　④　
（2）绿色植物进行光合作用吸收的是　④　，释放的是　⑤　．
（3）可用于冰箱除异味的是　②　
（4）能使紫色石蕊试液变红的是　④　；方程式　CO2+H2O═H2CO3　．
（5）用于急救病人的气体是　⑤　
（6）可作干电池电极的是　①　．
【分析】（1）二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气大；
（2）光合作用的原料是二氧化碳，释放出氧气；
（3）活性炭具有吸附性，可吸附异味、色素等；
（4）二氧化碳的水溶液能使石蕊试液变红色；
（5）氧气能够供给呼吸；
（6）石墨具有良好的导电性．
【解答】解：（1）二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，密度比空气大，常用来灭火；
（2）绿色植物进行光合作用吸收的是二氧化碳，释放出氧气；
（3）活性炭具有吸附性，可吸附异味、色素等，故可用于冰箱除异味；
（4）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液变红色；
（5）氧气能够供给呼吸，故可用于医院抢救病人；
（6）石墨具有良好的导电性，可用做电极；
故答案为：（1）④；（2）⑤；④；（3）②；（4）④；CO2+H2O═H2CO3；（5）⑤；（6）①．
【点评】本题主要考查物质的性质和用途，充分理解各种物质的性质，才能根据物质的性质进行分析、判断，从而确定物质的用途．
18．（5分）如图所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，观察到　下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭　，说明二氧化碳具有的性质是　不燃烧　、　不支持燃烧　且　密度比空气大　，因此，二氧化碳可用于　灭火　。

【分析】依据实验现象分析二氧化碳的性质，并据其性质确定其用途。
【解答】解：根据题意，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大，据此性质，二氧化碳可用于灭火；
故答案为：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；不燃烧、不支持燃烧；密度比空气大；灭火。
【点评】此题考查知识点的方式比较灵活，但并不是难题，同学们只要掌握二氧化碳的物理化学性质就可以顺利完成该题。
19．（4分）某校化学课外小组的同学，利用塑料瓶（质软）设计了如图所示的实验．请你根据生活经验及所学的知识，结合实验回答下列问题：
（1）请你分析并推测振荡后塑料瓶将　变瘪了　．
（2）发生该变化的原因是什么？
答：　瓶子内压强变小　．
（3）由此实验你可得出什么结论？
答：　二氧化碳能溶于水　．

【分析】二氧化碳能溶于水，所以塑料瓶内的压强变小了，所以塑料瓶变瘪了．从而我们得出二氧化碳的物理性质，能溶于水．
【解答】解：二氧化碳溶于水后，使塑料瓶的压强变小了，从而大气压将塑料瓶压瘪了．我们从中得出二氧化碳能溶于水的物理性质．
故答案为：（1）变瘪了；
（2）瓶子内压强变小；
（3）二氧化碳能溶于水．
【点评】二氧化碳不但能溶于水而且二氧化碳还能与水发生反应，所以塑料瓶很容易就变瘪了．
20．（10分）碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。

（1）如图甲是碳原子结构示意图，碳原子的最外层电子数是　4　，碳元素在元素周期 表中位于第　二　周期。
（2）碳的单质有多种，如图乙，具有下列结构的碳单质中，由分子构成的是　C　。
（3）上海世博会体现的“低碳”亮点主要是降低了　二氧化碳　气体的排放
（4）古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色，原因是墨中主要成分碳在常温下　稳定性　。
（5）二氧化碳能参与光合作用完成大气中的“碳循环”，但是大气中二氧化碳的含量不断上升，会使全球变暖，从而导致　温室效应　。蔬菜大棚用作气肥的二氧化碳，可用多种方法制得，例如可以用稀硫酸与碳酸氢铵（NH4HCO3）反应制得，反应后生成硫酸铵、水和二氧化碳，这一反应的化学方程式是　2NH4HCO3+H2SO4═（NH4）2SO4+2H2O+2CO2↑　。
（6）研究发现：物质的结构决定性质，物质的性质决定用途。如：一氧化碳与二氧化碳的性质存在差异的原因是　分子的构成不同　；金刚石、石墨等碳的单质的性质存在差异的原因是　碳原子的排列不同　。
【分析】（1）根据碳原子结构示意图的意义分析。
（2）根据碳单质的结构分析。
（3）根据“低碳”的含义分析。
（4）根据碳单质的性质分析回答。
（5）气体二氧化碳含量的增大形成了温室效应；碳酸盐遇酸放出气体二氧化碳，碳酸氢铵与硫酸反应生成硫酸铵、水和二氧化碳。
（6）根据一氧化碳与二氧化碳的分子的构成、金刚石与石墨的结构分析。
【解答】解：（1）由碳原子结构示意图的意义可知，碳原子的最外层电子数是4，核外有两个电子层，碳元素在元素周期 表中位于第二周期。
（2）在碳的单质中，C6O是由60个原子构成的分子构成的物质。
（3）上海世博会体现的“低碳”亮点主要是降低了二氧化碳气体的排放。
（4）古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色，原因是墨中主要成分碳在常温下具有稳定性。
（5）二氧化碳气体是形成温室效应的主要气体，二氧化碳含量的增加造成气温上升称之为温室效应；碳酸氢铵与硫酸发生复分解反应，通过交换成分而生成硫酸铵、水和二氧化碳；故答案为温室效应；2NH4HCO3+H2SO4═（NH4）2SO4+2H2O+2CO2↑。
（6）物质的结构决定性质，物质的性质决定用途。一氧化碳与二氧化碳的性质存在差异的原因是：分子的构成不同；金刚石、石墨等碳的单质的性质存在差异的原因是：碳原子的排列不同。
故答为：（1）4，二；（2）C；（3）二氧化碳；（4）稳定性；（5）温室效应，2NH4HCO3+H2SO4═（NH4）2SO4+2H2O+2CO2↑；（6）子的构成不同；碳原子的排列不同。
【点评】了解原子结构示意图与离子结构示意图的特点；了解二氧化碳对环境的影响；掌握物质的构成和含量分析；掌握碳元素组成的单质。
21．（5分）石英的主要成分为二氧化硅，它是玻璃工业和陶瓷工业的原料，冶金工业的助熔剂．
（1）硅的结构与金刚石相似，都是由　原子　（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的，二氧化硅　属于　（填“属于”或“不属于”）氧化物．
（2）装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是在常温下，NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O，Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起，则该反应的化学方程式为　2NaOH+SiO2＝Na2SiO3+H2O　．
（3）硅是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料．生产高纯硅的流程示意图如图：
①制备粗硅的反应为：　SiO2+2CSi+2CO↑．　
②整个制备过程必须达到无水无氧，若在H2还原SiHCl3过程中混入O2，可能引起的后果是　硅被氧化得不到高纯硅，且发生爆炸　．
③为了达到绿色化学和节约资源的目的，物质A需要循环使用，A的化学式是　HCl　．
【分析】（1）掌握氧化物的概念：由两种元素组成，一种为氧元素；
（2）了解装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因；
（3）①制备粗硅的反应为石英砂与焦炭反应；
②②考虑氢气与氧气可能爆炸，则整个制备过程必须达到无水无氧；
③由生产高纯硅的流程示意图可知，盐酸既是反应物，又是生成物．
【解答】解：（1）二氧化硅的结构与金刚石相似，都是由原子构成的，二氧化硅属于氧化物．
（2）装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是在常温下，NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O．Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起，则该反应的化学方程式为2NaOH+SiO2＝Na2SiO3+H2O．
（3）硅是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料．生产高纯硅的流程示意图：
①制备粗硅的反应为石英砂与焦炭反应，则其的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑．
②整个制备过程必须达到无水无氧，若在H2还原SiHCl3过程中混入O2，因为氢气不纯，可能爆炸；故可能引起的后果是硅被氧化得不到高纯硅，且发生爆炸．
③由生产高纯硅的流程示意图可知，为了达到绿色化学和节约资源的目的，物质A需要循环使用，则A的化学式是HCl．
故答为：（1）原子；属于
（2）2NaOH+SiO2＝Na2SiO3+H2O；
（3）①SiO2+2CSi+2CO↑．②硅被氧化得不到高纯硅，且发生爆炸；③HCl
【点评】了解分子、原子、离子、元素与物质之间的关系；掌握氧化物的概念、反应类型的判定方法；掌握质量守恒定律的内容及其应用．
22．（6分）已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质，A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示。请回答：
（1）反应①中的形象为　黑色固体逐渐变为红色　。
（2）A中金属元素的化合价为　+2　价。
（3）反应①中的化学方程式为　2CuO+C 2Cu+CO2↑　；反应②中的化学方程式为　Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O　。

【分析】本题的解题突破口为“D是红色单质”，则D可能是铜，A能与单质B反应生成铜，且生成的C能与澄清石灰水反应，则C可能是二氧化碳，故黑色粉末A是氧化铜，黑色粉末B是碳，E是碳酸钙。
【解答】解：D是红色单质，则D可能是铜，A能与单质B反应生成铜，且生成的C能与澄清石灰水反应，则C可能是二氧化碳，故黑色粉末A是氧化铜，黑色粉末B是碳，E是碳酸钙。结论带入框图检验，推断合理；
（1）反应①中，木炭和氧化铜反应，黑色逐渐变为红色，则其现象为 黑色固体逐渐变为红色。
（2）A为氧化铜，氧元素的化合价为﹣2，根据“正负化合价的代数和为0”，则可知金属元素铜的化合价为+2。
（3）反应①是氧化铜与碳加热反应生成铜和二氧化碳，则化学方程式为：2CuO+C2Cu+CO2↑；反应②是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
故答案为：（1）黑色固体逐渐变为红色；（2）+2；（3）2CuO+C 2Cu+CO2↑；Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
【点评】本题为框图式物质推断题，完成此题，关键是找准解题突破口，直接得出有关物质的化学式，然后顺推或逆推得出有关物质的化学式。
三、综合题（共30分）
23．（5分）小红同学为了探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红了，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如图）

（1）请和小红仪器来完成下表：
猜想
实验方案
实验现象
结论
可能是CO2使石蕊变红
C
小花不变色
　猜想错误　
　可能是水使石蕊变红　
B
小花不变色
猜想错误
可能是CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红
　D　
　小花变红色　
猜想正确
（2）小红同学做了一个对比实验来确定CO2与水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是　A　（填上图中的实验方案序号），生成该酸的化学方程式为　CO2+H2O═H2CO3　．
【分析】（1）依据实验出现的不同现象及结论分析可知答案，并结合图表进行填充；
（2）对比四个实验的问题对相关知识的变量进行分析，得到酸性物质能使石蕊变红的事实，进而确定二氧化碳与水反应生成了碳酸，书写方程式．
【解答】解：（1）分析图表可知：实验D猜想正确，则小花变红，则C错误，并依据实验方案进行填写；四个实验观察到的现象为：实验A，石蕊花变红；实验B，石蕊花不变红；实验C，石蕊花不变红；实验D，石蕊花变红；
（2）对比此四个实验可以得到：醋酸等酸溶液可以使石蕊变红，而水、二氧化碳气体都不能使石蕊变红，有水与二氧化碳反应生成碳酸使石蕊变红，方程式是：CO2+H2O═H2CO3；
故答案为：（1）
猜想
实验方案
实验现象
结论



猜想错误
可能是水使石蕊变红




D
小花变红色

（2）A；CO2+H2O═H2CO3
【点评】本题在对二氧化碳性质的探究上，采取了类似“控制变量”的操作方法，对可能使石蕊变红的物质水、二氧化碳、碳酸逐一探究，解答时在掌握的基础上注意对图示、图表所给信息分析、提炼．
24．（5分）某化学课外兴趣小组成员甲、乙、丙三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅（化学式为PbO）反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗？”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。
（1）[猜想]：甲同学认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。
乙同学认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。
丙同学认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
（2）[设计实验]：根据各自的猜想，他们共同设计了实验（如图示），（他们在实验中进行了规范操作和细致的观察）。
（3）[现象与结论]：（提示：CO会使新鲜鸡血变色）
如果甲同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是　石灰水变浑浊，鸡血颜色不变　；
如果乙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是　石灰水无明显变化，鸡血颜色发生变化　；
如果丙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是　石灰水变浑浊，鸡血颜色发生变化　。
（4）此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是
　在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯（或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气）　
（5）根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应，请你归纳出单质碳的一项重要用途是
　可做还原剂，冶炼金属　。

【分析】（3）利用二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳能使鸡血颜色改变，来检验是否有二氧化碳或一氧化碳。
（4）从一氧化碳有毒考虑应尾气处理；
（5）从一氧化碳的还原性考虑。
【解答】解：（3）根据一氧化碳和二氧化碳的性质可知，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，而不能使鸡血变色。一氧化碳能使鸡血变色，而不能使澄清石灰水变浑浊。
所以如果甲同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是石灰水变浑浊，鸡血颜色不变；
如果乙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是：石灰水无明显变化，鸡血颜色发生变化；
如果丙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是：石灰水变浑浊，鸡血颜色发生变化。
故答案为：石灰水变浑浊，鸡血颜色不变；
石灰水无明显变化，鸡血颜色发生变化；
石灰水变浑浊，鸡血颜色发生变化。
（4）一氧化碳是一种有毒的气体，所以在使用一氧化碳时必须有尾气处理装置。可在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯（或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气）。
故答案为：在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯（或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气）。
（5）木炭能还原CuO、Fe2O3等，所以木炭具有还原性。
故答案为：可作还原剂，冶炼金属。
【点评】通过查阅资料我们知道，一氧化碳能使鸡血变色，利用该性质可以来检验一氧化碳。
25．（14分）某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。

（1）写出图中仪器a、b的名称 a　试管　，b　集气瓶　。
（2）实验室制取二氧化碳的原料是：　大理石　、　稀盐酸　。实验室制取二氧化碳的化学方程式是　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；　；应选择的气体发生装置是　B　，气体收集装置　D　。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是　2KClO32KCl+3O2↑；　，应选择的发生装置是　A　，气体收集装置是　C、D　。若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管　②　（填①或②）通入氧气。
（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是　AC或AE或AF　。
【分析】（1）根据实验室常见仪器及名称填空；
（2）据实验室制取二氧化碳的反应原理书写方程式，据反应物状态和反应条件选择发生装置，据二氧化碳的密度和溶解性选择收集装置；
（3）根据氯酸钾在一定条件下分解为氯化钾和氧气书写化学反应方程式；该实验应该选择“固+固 气体”的发生装置；收集纯净的氧气用排水法；
（4）根据制取甲烷是加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物选择发生装置；根据甲烷的密度和溶水性选择收集方法。
【解答】解：（1）图中仪器分别是试管、集气瓶；
（2）大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙，方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；该反应不需加热，属于固体和液体常温反应制取气体，故选发生装置B，因为二氧化碳的密度大于空气的密度，并且能溶于水，故可选用D装置利用向上排空气法收集气体；装置B制取二氧化碳时，为防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出，长颈漏斗的下端要插入液面以下；
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是：2KClO32KCl+3O2↑；因为此反应是固体的加热反应，所以可用装置A作为发生装置，氧气不易溶于水，所以可用排水法收集纯净的氧气；
（4）因制取甲烷是加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物，是固固加热反应，可选用的发生装置是A；因甲烷的密度小于空气的密度，并且难溶于水，可用C排水法收集或E向下排空气法收集，故答案为：AC或AE或AF。
故答案为：（1）试管；集气瓶； （2）大理石、稀盐酸；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；B；D
（3）2KClO32KCl+3O2↑；A；CD；②； （4）AC或AE或AF。
【点评】本题考查二氧化碳、氧气的制取及实验装置，应明确依据反应物状态和反应条件选择不同的发生装置，并能利用气体的密度和溶解性选择收集装置，正确书写方程式。
26．（5分）用25克石灰石样品，现取125克稀盐酸平均分成五分，每次加入25克与石灰石样品反应﹙杂质不与稀盐酸反应﹚，反应情况如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
加入稀盐酸的总质量/
25
50
75
100
125
容器中剩余物质总质量
47.8
70.6
93.4
116.2
141.2
求完全反应后生成二氧化碳的质量及石灰石样品中碳酸钙的质量分数．
【分析】根据质量守恒定律可知，第一次放出二氧化碳的质量＝25g+25g﹣47.8g＝2.2g，说明每加入25g盐酸，放出二氧化碳的质量为2.2g．第二次加入50g盐酸后生成二氧化碳的质量＝25g+50g﹣70.6g═4.4g，因此此时盐酸无剩余．而第三次加入75g盐酸，生成二氧化碳的质量是75g+25g﹣93.4g＝6.6g，此时盐酸也无剩余，继续对4、5次的二氧化碳的质量进行分析即可解答此题；
【解答】解：根据质量守恒定律可知，第一次放出二氧化碳的质量＝25g+25克﹣47.8g＝2.2g，说明每加入25g盐酸，放出二氧化碳的质量为2.2g；第二次加入50g盐酸后生成二氧化碳的质量＝25g+50g﹣70.6g═4.4gg，因此此时盐酸无剩余；而第三次加入75g盐酸，生成二氧化碳的质量是75g+25g﹣93.4g＝6.6g，此时盐酸也无剩余；第四次实验中生成的二氧化碳质量是25g+100g﹣116.2g＝8.8g；此时盐酸也无剩余；第五次反应生成的二氧化碳质量是25g+125g﹣141.2g＝8.8g，故其中25g盐酸没有参与反应，因此反应最后生成的二氧化碳质量是8.8g；
设样品中碳酸钙的质量是x
设碳酸钙的质量为x．
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 8.8g

x＝20g
样品中碳酸钙的质量分数＝×100%＝80%．
答：完全反应后生成二氧化碳的质量是8.8g；石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%．
【点评】学会分析表格并从表格中搜索信息的方法，掌握化学方程式的计算格式和规范性是解题的关键．
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