碳和碳的化合物
考点一：二氧化碳与一氧化碳
1.如图为一氧化碳还原氧化铜热浓硫酸验装置（夹持仪器等略），已知HCOOH
H2O+CO↑，下列说法错误的是（ ）
A．该实验可验证CO的还原性
B．实验过程中，可以观察到黑色固体变红色
C．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和化合反应
D．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
2.如图所示实验中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明密度大于空气且能与水反应的现象是（ ）
A．①变红，③不变红 B．④比①先变红，②、③不红
C．①④变红，③不变红 D．④变红，③不变红
3.“归纳与比较”是化学学习的重要方法，下列有关CO2与CO的知识归纳错误的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
4.碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是 ④（填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是①③ 。
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的结构，具有 吸附能力，所以，炭雕即可以净化室内空气，又可以美化居住环境。
（3）二氧化碳是可以利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：3CO2 +4Na 
C（金刚石）+2X，X的化学式为 Na2CO3，反应中涉及到的物质属于氧化物的为CO2 （填化学式）。
（4）请你写一条“低碳生活”的作法：少开私家车 。
5.碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
（1）物质X的化学式为 CO2。
（2）写出CO的一种用途作燃料或冶炼金属 。
（3）X与一氧化碳的组成元素相同但是化学性质却不相同的原因是分子构成不同 。
（4）写出图中一个有X生成的分解反应的化学方程式H2CO3=H2O+CO2↑ 。
6.某中学化学兴趣小组按照课本的实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现，他们决定对这个实验进行探究和改进．
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的反应装置，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物，并猜测它的化学式可能为 Cu2O．
（2）同学们还认为，通过改变反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况．
【分析与交流】
（1）甲庄子中酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是使火焰集中并提高温度 ．
（2）实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据，因为试管中还可能发生反应 CO2（写化学方程式）．
【实验与结论】
（1）稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置的气密性也会影响加热的效率，同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验，他们在检验了乙装置的气密性 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热．
（2）待反应结束，先将导管从石灰水 中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却．若不关闭止水夹，可能出现的问题是空气会进入反应后的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化 ．待产物冷却后，同学们中雨找到了期待已久的紫红色铜粉，实验获得了圆满成功．
7.类比法是化学研究物质的重要方法之一．草酸[H2C2O4]的化学性质与碳酸相似．已知碳酸易分解，草酸在受热条件下也分解，仅生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此展开探究：
（1）小明首先根据草酸中含有氢和氧 元素，可推测生成物中含有水．
（2）小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证：
【假设一】生成物中有二氧化碳
实验一：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是 澄清石灰水变浑浊，小明据此判断生成物中含有二氧化碳．当不在有气体生成时，得到白色固体的质量为10g．
【假设二】生成物中有一氧化碳
实验二：小明用如图装段进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳．请回答：
A装置中黑色固体粉末是氧化铜
A装置中的实验现象是黑色粉末变成红色 ．
发生反应的化学方程式为 Cu+CO2．
（3）【小结】由以上实验证明了草酸受热分解生成了三种氧化物，试通过上述数据计算该实验所取样品的质量为是多少？写出具体过程9g
（4）【讨论交流】：小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的观点：支持 （填“支持”或“不支持”），请说出你的理由：只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断三种氧化物中一定含有一氧化碳 小芳认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，请你指出该缺陷：没有尾气的处理装置 ，处理的方法是添加酒精灯在装置最后 ．
8.为测定某地石灰石样品中碳酸钙的质量分数，进行以下实验；向装有10.0g 石灰石样品的烧杯中，加入47.2g稀盐酸，恰好完全反应，烧杯中剩余物质的总质量随时间变化关系如图所示（石灰石中的杂质不参加反应且难溶于水），试计算：
（1）完全反应时生成二氧化碳的质量为 2.2g；
（2）样品中碳酸钙的质量分数？50%？？
考点二：碳的单质
1.石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是（ ）
A．石墨烯是一种新型化合物
B．三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
C．金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
D．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的一些物理性质和金属相似
2.如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（ ）
A．该实验需要较高的温度
B．实验过程中，可观察到红色粉末逐渐变成黑色
C．实验结束后，应先将导管从石灰水中移出
D．该实验中的木炭粉可换成活性炭
3.构建化学基本观念是学好化学的基础，下列对化学基本观念的认识错误的是（ ）
A．微粒观：保持C60化学性质的最小微粒是碳原子
B．元素观：H2O是H、O元素组成的化合物，金刚石和石墨都是碳元素组成的单质
C．变化观：石墨在一定条件下转化为金刚石，属于化学变化
D．守恒观：6gC和16gO2充分反应后，一定生成22gCO2
考点三：二氧化碳的制取
1.如图是制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中正确的是（ ）
A、此装置可以测出收集的二氧化碳的体积
B、此操作是为了验证二氧化碳气体是否收集满了
C、利用此装置中的药品可以制取大量的二氧化碳气体
D、此操作中，当推动注射器时，长颈漏斗下端管口有气泡冒出，说明气密性良好
2.下列有关化学实验操作的先后顺序正确的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳时，先加稀盐酸，后加石灰石
B．实验室制取二氧化碳时，先装药品，后检查装置的气密性
C．组装制取氧气的实验装置时，先左后右、先下后上
D．用氯酸钾制取氧气实验结束时，先熄灭酒精灯，后从水中移出导管
3.将实验室制取二氧化碳和用过氧化氢溶液制取氧气进行比较，下列说法不正确的是（ ）
A．气体发生装置可能相同
B．反应都不需加热
C．反应的基本反应类型相同
D．都可以用向上排空气法收集
4.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
5.多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例，回答下列问题：
（1）认识物质的组成和构成
①从宏观上看，氧气和二氧化碳都由 元素（填“元素”、“原子”或“分子”，下同）组成。
②从微观上看，氧气和二氧化碳都由分子 构成。
（2）认识物质的性质
①氧气的化学性质比较活泼。纳米铁粉在氧气中可自燃生成氧化铁，反应的化学方程式为4Fe+3O2═2Fe2O3 。
②将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭（如图1）．说明二氧化碳具有的性质有二氧化碳密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧 ，由此可推知的灭火原理是使燃烧物隔绝空气（或氧气） 。若使棉芯下半段恢复燃烧，操作方法是将棉芯从烧杯中取出（合理均可） 。
（3）认识物质的制法
①某同学用软塑料瓶自制气体发生装置，通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止（如图2）．若利用该装置制氧气，反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑；。若利用该装置制二氧化碳，无纺布包内药品为大理石 （写名称）。
②工业上常用液化空气制氧气，该过程发生物理变化 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（4）辩证地认识物质
①量变引起质变。例如：碳在充足氧气中燃烧生成二氧化碳，在不充足的氧气中燃烧生成CO（或CO和CO2） （写化学式）。
②功过相对论。从“二氧化碳导致温室效应”的事实分析，“过”：使全球气候变暖导致海平面上升等；“功”：使地球气温保持在适宜生物生存的温度范围 （举一例）。
参考答案
考点一：二氧化碳与一氧化碳
1.如图为一氧化碳还原氧化铜热浓硫酸验装置（夹持仪器等略），已知HCOOHH2O+CO↑，下列说法错误的是（ ）
A．该实验可验证CO的还原性
B．实验过程中，可以观察到黑色固体变红色
C．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和化合反应
D．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
【答案】C
2.如图所示实验中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明密度大于空气且能与水反应的现象是（ ）
A．①变红，③不变红 B．④比①先变红，②、③不红
C．①④变红，③不变红 D．④变红，③不变红
【答案】B
3.“归纳与比较”是化学学习的重要方法，下列有关CO2与CO的知识归纳错误的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
4.碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是 ④（填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是①③ 。
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的结构，具有 吸附能力，所以，炭雕即可以净化室内空气，又可以美化居住环境。
（3）二氧化碳是可以利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：3CO2 +4Na C（金刚石）+2X，X的化学式为 Na2CO3，反应中涉及到的物质属于氧化物的为CO2 （填化学式）。
（4）请你写一条“低碳生活”的作法：少开私家车 。
【答案】（1）④；①③；
（2）吸附；
（3）Na2CO3；CO2；
（4）少开私家车。
5.碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
（1）物质X的化学式为 CO2。
（2）写出CO的一种用途作燃料或冶炼金属 。
（3）X与一氧化碳的组成元素相同但是化学性质却不相同的原因是分子构成不同 。
（4）写出图中一个有X生成的分解反应的化学方程式H2CO3=H2O+CO2↑ 。
【答案】（1）CO2；
（2）作燃料或冶炼金属；
（3）分子构成不同；
（4）H2CO3=H2O+CO2↑。
6.某中学化学兴趣小组按照课本的实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现，他们决定对这个实验进行探究和改进．
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的反应装置，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物，并猜测它的化学式可能为 Cu2O．
（2）同学们还认为，通过改变反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况．
【分析与交流】
（1）甲庄子中酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是使火焰集中并提高温度 ．
（2）实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据，因为试管中还可能发生反应 CO2（写化学方程式）．
【实验与结论】
（1）稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置的气密性也会影响加热的效率，同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验，他们在检验了乙装置的气密性 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热．
（2）待反应结束，先将导管从石灰水 中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却．若不关闭止水夹，可能出现的问题是空气会进入反应后的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化 ．待产物冷却后，同学们中雨找到了期待已久的紫红色铜粉，实验获得了圆满成功．
【答案】【猜想与假设】Cu2O；
【分析与交流】（1）使火焰集中并提高温度；
（2）C+O2
CO2；
【实验与结论】（1）气密性；（2）导管从石灰水；空气会进入反应后的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．
7.类比法是化学研究物质的重要方法之一．草酸[H2C2O4]的化学性质与碳酸相似．已知碳酸易分解，草酸在受热条件下也分解，仅生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此展开探究：
（1）小明首先根据草酸中含有氢和氧 元素，可推测生成物中含有水．
（2）小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证：
【假设一】生成物中有二氧化碳
实验一：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是 澄清石灰水变浑浊，小明据此判断生成物中含有二氧化碳．当不在有气体生成时，得到白色固体的质量为10g．
【假设二】生成物中有一氧化碳
实验二：小明用如图装段进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳．请回答：
A装置中黑色固体粉末是氧化铜
A装置中的实验现象是黑色粉末变成红色 ．
发生反应的化学方程式为 Cu+CO2．
（3）【小结】由以上实验证明了草酸受热分解生成了三种氧化物，试通过上述数据计算该实验所取样品的质量为是多少？写出具体过程9g
（4）【讨论交流】：小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的观点：支持 （填“支持”或“不支持”），请说出你的理由：只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断三种氧化物中一定含有一氧化碳 小芳认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，请你指出该缺陷：没有尾气的处理装置 ，处理的方法是添加酒精灯在装置最后 ．
【答案】（1）氢和氧；
（2）澄清石灰水变浑浊，黑色粉末变成红色，CuO+CO
Cu+CO2；
（3）样品的质量为9g；
（4）支持，只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断三种氧化物中一定含有一氧化碳，没有尾气的处理装置，添加酒精灯在装置最后．
8.为测定某地石灰石样品中碳酸钙的质量分数，进行以下实验；向装有10.0g 石灰石样品的烧杯中，加入47.2g稀盐酸，恰好完全反应，烧杯中剩余物质的总质量随时间变化关系如图所示（石灰石中的杂质不参加反应且难溶于水），试计算：
（1）完全反应时生成二氧化碳的质量为 2.2g；
（2）样品中碳酸钙的质量分数？50%？？
【答案】（1）2.2；（2）50%；
考点二：碳的单质
1.石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是（ ）
A．石墨烯是一种新型化合物
B．三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
C．金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
D．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的一些物理性质和金属相似
【答案】A
2.如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（ ）
A．该实验需要较高的温度
B．实验过程中，可观察到红色粉末逐渐变成黑色
C．实验结束后，应先将导管从石灰水中移出
D．该实验中的木炭粉可换成活性炭
【答案】B
3.构建化学基本观念是学好化学的基础，下列对化学基本观念的认识错误的是（ ）
A．微粒观：保持C60化学性质的最小微粒是碳原子
B．元素观：H2O是H、O元素组成的化合物，金刚石和石墨都是碳元素组成的单质
C．变化观：石墨在一定条件下转化为金刚石，属于化学变化
D．守恒观：6gC和16gO2充分反应后，一定生成22gCO2
【答案】A
考点三：二氧化碳的制取
1.如图是制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中正确的是（ ）
A、此装置可以测出收集的二氧化碳的体积
B、此操作是为了验证二氧化碳气体是否收集满了
C、利用此装置中的药品可以制取大量的二氧化碳气体
D、此操作中，当推动注射器时，长颈漏斗下端管口有气泡冒出，说明气密性良好
【答案】A
2.下列有关化学实验操作的先后顺序正确的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳时，先加稀盐酸，后加石灰石
B．实验室制取二氧化碳时，先装药品，后检查装置的气密性
C．组装制取氧气的实验装置时，先左后右、先下后上
D．用氯酸钾制取氧气实验结束时，先熄灭酒精灯，后从水中移出导管
【答案】C
3.将实验室制取二氧化碳和用过氧化氢溶液制取氧气进行比较，下列说法不正确的是（ ）
A．气体发生装置可能相同
B．反应都不需加热
C．反应的基本反应类型相同
D．都可以用向上排空气法收集
【答案】C
4.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
5.多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例，回答下列问题：
（1）认识物质的组成和构成
①从宏观上看，氧气和二氧化碳都由 元素（填“元素”、“原子”或“分子”，下同）组成。
②从微观上看，氧气和二氧化碳都由分子 构成。
（2）认识物质的性质
①氧气的化学性质比较活泼。纳米铁粉在氧气中可自燃生成氧化铁，反应的化学方程式为4Fe+3O2═2Fe2O3 。
②将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯中，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭（如图1）．说明二氧化碳具有的性质有二氧化碳密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧 ，由此可推知的灭火原理是使燃烧物隔绝空气（或氧气） 。若使棉芯下半段恢复燃烧，操作方法是将棉芯从烧杯中取出（合理均可） 。
（3）认识物质的制法
①某同学用软塑料瓶自制气体发生装置，通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止（如图2）．若利用该装置制氧气，反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑；。若利用该装置制二氧化碳，无纺布包内药品为大理石 （写名称）。
②工业上常用液化空气制氧气，该过程发生物理变化 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（4）辩证地认识物质
①量变引起质变。例如：碳在充足氧气中燃烧生成二氧化碳，在不充足的氧气中燃烧生成CO（或CO和CO2） （写化学式）。
②功过相对论。从“二氧化碳导致温室效应”的事实分析，“过”：使全球气候变暖导致海平面上升等；“功”：使地球气温保持在适宜生物生存的温度范围 （举一例）。
【答案】
（1）①元素 ②分子
（2）①4Fe+3O2═2Fe2O3；②二氧化碳密度比空气大，不能燃烧也不支持燃；使燃烧物隔绝空气（或氧气）； 将棉芯从烧杯中取出（合理均可）
（3）①2H2O2 
2H2O+O2↑；大理石；②物理变化；
（4）①CO（或CO和CO2）； ②使地球气温保持在适宜生物生存的温度范围（合理均可）。
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