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【中考二轮】（广东专用）2024年中考化学【热点·重点·难点】重难点02 碳和碳的化合物训练题.zip
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这是一份【中考二轮】（广东专用）2024年中考化学【热点·重点·难点】重难点02 碳和碳的化合物训练题.zip，文件包含重难点02碳和碳的化合物原卷版docx、重难点02碳和碳的化合物解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
1.碳单质结构特点用途的题目常以选择题、填空题的形式考查，考查命题点有：碳单质的物理性质差异性、碳单质的化学性质以及利用碳单质还原金属氧化物的探究等。
2.二氧化碳的制取方法、一氧化碳还原性考点常以填空题、实验探究题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验，实验装置，实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
3.二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途考点常以选择题、填空题的形式进行考查，考查的命题点有：二氧化碳的化学性质，二氧化碳的物理性质及用途，一氧化碳毒性，一氧化碳的化学性质及用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
重难点01 碳单质的性质及用途
一、金刚石、石墨和C60
二、无定形炭
1.无定形碳种类和用途
①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味。（吸附性是物理性质）
②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。
③焦炭：用于冶金工业。
④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。
三、碳的化学性质
1．常温下，碳单质的化学性质稳定
在常温下，碳的化学性质不活泼。实际生活中利用这一性质有以下应用：
（1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。
（2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。
2．碳能与氧气反应——可燃性
在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。
（1）氧气充足时，完全燃烧：C+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))CO2
（2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2CO
无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。
3．碳能与某些氧化物反应——还原性
单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。
（1）木炭还原氧化铜：C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑
（2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2O3+3Ceq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))4Fe+3CO2↑
（3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO2eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2CO
（4）高温下，木炭还能与水反应：C+H2O(g)eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CO+H2O（工业上水煤气的制取方法）
重难点02 实验室制取CO2
一、实验室制取二氧化碳
1.实验室制取二氧化碳原理
（1）药品：大理石或石灰石与稀盐酸。
（2）发生的反应：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。
2.实验装置
根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、反应条件是在常温，选择固液不加热装置，根据二氧化碳可溶于水和与水反应，收集二氧化碳用向上排空气法收集如图所示：
3.实验步骤
（1）连接装置；
（2）检查气密性：向长颈漏斗中加水至锥形瓶内的水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗中加水，直至长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面(形成一段水柱),一段时间后长颈漏斗内液面不下降，说明装置气密性良好。；
（3）在锥形瓶中装入大理石（或石灰石）；
（4）从长颈漏斗中加入稀盐酸；
（5）收集气体；
（6）检验气体是否收集满。
检查装置气密性 →加入固体药品 → 加入液体药品 → 收集气体并验满 → 正放在桌面
4.验满与检验二氧化碳
（1）检验：将收集的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳；否则，不是。
（2）验满：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若燃着的木条熄灭，则证明二氧化碳已满；否则，未满。如图所示：
二、工业制取二氧化碳
工业上，用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳，发生的反应是CaCO3eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CaO+CO2↑。
重难点03 CO2的性质及用途
1. 二氧化碳的物理性质
（1）物理性质
固体二氧化碳——干冰，在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。
（2）实验探究
①倾倒二氧化碳实验
将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
②二氧化碳的溶解性实验
向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。
2. 二氧化碳的化学性质
(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
(2)能与水反应：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色，其化学方程式为CO₂+H₂O==H₂CO3。碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水，其化学方程式为H₂CO3==H₂O+CO₂↑。
(3)能使澄清石灰水变浑浊：二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成白色的碳酸钙沉淀，其化学方程式为CO₂+Ca(OH)2==CaCO3↓+H₂O，这个反应可以用来检验二氧化碳。除去二氧化碳用氢氧化钠。
(4)二氧化碳能与碳单质反应:CO2+C2CO,此过程中二氧化碳体现氧化性。
3. 二氧化碳的用途
4．二氧化碳对人体健康的影响
二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。
5．温室效应
(1)加剧的原因：
空气中的二氧化碳(或CO2)含量过高。二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。能产生温室效应的气体除了二氧化碳外，还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等
(2)危害：
全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化，造成农业减产等。
(3)防治措施
①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；
②开发新能源，如太阳能、风能、地热能等；
③促进节能产品和技术的进一步开发和普及；
④大力植树造林，严禁乱砍滥伐。
6．低碳生活
所谓“低碳”，就是较低的二氧化碳的排放。低碳生活可理解为减少二氧化碳的排放，就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。
重难点04 CO的性质及用途
1.一氧化碳的物理性质
2. 一氧化碳的化学性质
（1）可燃性
一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应：
2CO+O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2CO2
（2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物）
CO+CuOeq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))Cu+CO2 Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2
（3）毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
3. 一氧化碳的用途
（1）作燃料（可燃性）；
（2）用于冶炼金属（还原性）。
4.煤炉中的化学反应
重难点05 CO的还原性实验探究
实验装置：
实验步骤：
①实验前，先检验CO的纯度；
②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）；
③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。
实验现象：
黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。
特别注意
像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。
重难点01 碳单质的性质及用途
【针对练习1】（2023·广东深圳·中考真题）下列日常生活与解释说明相符的是
【答案】B【解析】A、用石墨制作铅笔芯是利用了石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，与导电性无关，日常生活与解释说明不相符，选项不符合题意；
B、践行低碳生活理念，日常生活中可以节约用电等，日常生活与解释说明相符，符合题意；
C、用蜡烛照明，是因为蜡烛燃烧发光，日常生活与解释说明不相符，不符合题意；
D、晾晒湿衣服，是因为水分子在不断运动，运动到空气中，日常生活与解释说明不相符，不符合题意；
故选B。
【针对练习2】（2023·广东汕尾·一模）石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是
A．它是一种新型化合物
B．它的硬度比石墨大
C．它能溶于水
D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO
【答案】B【解析】A、石墨是碳元素一种元素组成的纯净物，所以石墨烯也是碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，选项错误；
B、与题文可知，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料，所以石墨烯的硬度比石墨大，选项正确
C、石墨烯与石墨等碳单质的性质一样，不溶于水，选项错误；
D、石墨烯是碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧的产物是CO2，选项错误，故选B。
重难点02 实验室制取CO2
【针对练习3】（2023·广东佛山·三模）实验室利用图1所示装置进行相关实验，请回答下列问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 ，装置B可随时控制反应的发生和停止，若要使反应暂时停止，应进行的操作是 。若将装置B中的大理石放到U型管左侧玻璃珠的上方，是否也能起到随时控制反应的发生和停止的效果？ (填“是”或“否”)。
(2)用装置B(含玻璃珠)来制取CO2，气密性检查方法为:关闭止水夹， ，则气密性良好。某同学提出，玻璃珠在实验室不常见，用钢珠代替也可行，你认为该提法合理吗？ (填“合理”或“不合理”)，理由是： 。
(3)实验室用KClO3和MnO2的混合物制取O2，应选择 和G组装一套仪器，收集气体时，氧气应该从 管进(填“a”或“b”)。
(4)已知：Fe2O3可作为KClO3分解产生O2的催化剂，如图2所示，KClO3和Fe2O3的质量比影响反应的快慢.若使用Fe2O3的质量为4.9g，为达到最快反应速率，实验过程中应取用氯酸钾 g。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 关闭止水夹 否
(2) 从U形管左侧注水，若两侧能形成液面差，则气密性良好 不合理 钢是铁的合金，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，导致生成的二氧化碳气体不纯
(3) A b
(4)6.125【解析】（1）实验室使用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
装置B可随时控制反应的发生和停止，若要使反应暂时停止，则需要固体和液体分离，则可以关闭止水夹，气体无法排出，右侧气体增多，气压变大，将盐酸压向左侧，盐酸液面到大理石以下，固液分离，反应停止；
若将装置B中的大理石放在左侧玻璃珠的上方，产生的气体从左侧上部逸出，无法起到随时控制反应的发生和停止的效果，故填：否；
（2）用装置B(含玻璃珠)来制取CO2，气密性检查方法为：关闭止水夹，从U形管左侧注水，如装置气密性良好，右侧气体被压缩气压变大，无法排除，会将水压向左侧，出现左侧液面高于右侧的情况，一段时间液面差不改变，说明装置气密性良好，即从U形管左侧注水，若两侧能形成液面差，则气密性良好；
钢是铁的合金，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，导致生成的二氧化碳气体不纯，所以使用钢珠代替玻璃珠不合理；
（3）氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，是固体加热型反应，发生装置选择A；
用G收集，因为氧气密度比空气大，所以从长管b管通入；
（4）单位时间内产生氧气的体积越大，反应速率越快。由图像可知，当KClO3和Fe2O3的质量比为5：4时，达到最快反应速率；则若使用Fe2O3的质量为4.9g,为达到最快反应速率，实验过程中应取用氯酸钾的质量为4.9g×54=6.125g。
【针对练习4】（2024·四川绵阳·一模）请结合图示实验装置，回答下列问题。
(1)与出有标号的仪器名称：① ，② 。
(2)用加热高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置组合是 （填序号），该反应的化学方程式为 ；若用此方法收集到的氧气不纯，可能的原因是 。
A．装置漏气 B．收集前集气瓶中没有装满水
(3)实验室可用B或C装置制CO2，化学方程式为 ，C相对于B装置的优点有 。用装置F测定生成CO2的体积时，需要在水面放一层植物油，目的是 。
(4)利用数据传感技术可以比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。如图所示，某同学倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示：
根据图中曲线图，曲线①对应的是 装置（填“甲”或“乙”）；通过a、b点的对比得出结论是 。
【答案】(1) 酒精灯 分液漏斗
(2) AE/EA 2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑ B
(3) CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反应的发生和停止 防止二氧化碳溶于水，与水反应
(4) 乙 相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快【解析】（1）由图可知，仪器①为酒精灯；仪器②为分液漏斗，故填：酒精灯、分液漏斗；
（2）用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的氧气比较纯净，故收集装置可选E，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的方程式为2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑，若用此方法，即排水法收集到的氧气不纯，可能的原因是：集气瓶中未装满水，不能将装置内空气排尽，也可能是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，因为一开始排出的是空气，装置漏气，会导致收集不到气体，不是气体不纯，故填：AE或EA、2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑、B；
（3）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，与B装置相比，C装置可将固体置于有孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止，用装置F测定生成CO2的体积时，需要在水面放一层植物油，目的是： 防止二氧化碳溶于水，与水反应，故填：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑、可以控制反应的发生和停止、防止二氧化碳溶于水，与水反应；
（4）由图可知，相同时间内，曲线①气压大，说明曲线①对应的装置中反应速率快，碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积大，反应速率快，故曲线①对应的是乙装置，a、b两点时间相同，a点气压大，说明相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快，故填：乙、相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快。
重难点03 CO2的性质及用途
【针对练习5】（2024·广东茂名·一模）从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。
(1)组成角度：二氧化碳(CO2)中碳元素的化合价是 。
(2)分类角度：CO2属于 (选填“单质”或“化合物”)。
(3)性质角度：如图1，b处木条首先熄灭，说明：CO2的密度比空气 (选填“大”或“小”)；CO2既不支持燃烧，也 (填“能”或“不能”)燃烧。
(4)变化角度：用CO2生成甲醇(CH3OH)反应的微观示意图如图2，参加反应的两种分子个数比为 。该化学变化的化学方程式 。
【答案】(1)+4
(2)化合物
(3) 大 不能
(4) 1∶3/3:1 CO2+3H2 一定条件 CH3OH+H2O【解析】（1）化合物中正负元素的化合价代数和为0，CO2中O为-2价，则C为+4价；
（2）CO2是由C、O两种元素组成的化合物；
（3）图示中b位置较低，观察到b处的木条先熄灭，则说明CO2的密度比空气大；CO2不具有助燃性，不能燃烧也不支持燃烧；
（4）根据反应的微观图示可知该反应的化学方程式为CO2+3H2一定条件CH3OH+H2O，则参加反应的两物质的分子个数比为1:3（或3:1）。
【针对练习6】（2023·广东·一模）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。实验室提供了大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸、铁丝、澄清石灰水及相关仪器，相关实验装置如图所示。
实验Ⅰ：O2和CO2的制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)若用上述药品制取O2，则反应的化学方程式为 ；能用C装置收集O2，说明O2的物理性质是 。若用D装置收集CO2，则气体应从 (填“c”或“d”)端进入。
实验Ⅱ：探究O2和CO2的性质
(3)实验Ⅰ收集了两瓶不同气体，小阳要鉴别这两瓶气体，方法是将燃着的木条伸到集气瓶中，若燃烧更旺，则是 (填化学式)。
(4)小江用F装置验证CO2的性质，e、g为喷水的紫色石蕊试纸，f为干燥的紫色石蕊试纸，变红色的是 ，不变色的是 (以上两空均填“e”“f”或“g”)；蜡烛由低到高依次熄灭，说明CO2 ，且密度比空气 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KClO3MnO2Δ2KCl+3O2↑ 不易溶于水 c
(3)O2
(4) e、g f 既不燃烧，也不支持燃烧 大【解析】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗。
（2）氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO3MnO2Δ2KCl+3O2↑；
C装置为排水法收集装置，能用于收集氧气，说明氧气不易溶于水；
二氧化碳密度比空气大，则用D装置收集二氧化碳时，气体应从c端通入。
（3）氧气能使燃着的木条燃烧更旺，则为氧气，化学式为O2。
（4）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，则变红色的是e、g，不变色的为f；
蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大。
重难点04 CO的性质及用途
【针对练习7】（2022·广东广州·一模）下列关于CO和CO2的说法中，正确的是
A．CO和CO2都能与碱溶液反应生成盐和水
B．CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2显酸性
C．CO的主要物理性质有：常温下为无色、无味的气体，难溶于水，具有可燃性
D．加压水洗法可捕集CO2，是因为压强增大时CO2在水中的溶解度会增大
【答案】D
【分析】本题考查CO和CO2的物理、化学性质。【解析】A、二氧化碳能与碱反应生成盐和水，一氧化碳不与碱反应，故错误；
B、二氧化碳能水反应生成碳酸，碳酸呈酸性能使紫色石蕊变红色，故错误；
C、CO的主要物理性质有：常温下为无色、无味的气体，难溶于水，可燃性是一氧化碳的化学性质，故错误；
D、压强增大是气体在水中溶解度增大，故可以用加压水洗法可捕集CO2，故正确；
故选D。
【针对练习8】（2023·江苏盐城·三模）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。已知甲是单质，以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的物质B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应（I）在常温下容易发生D．反应（Ⅱ）中CO有还原性
【答案】C【解析】A、甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据质量守恒定律，则甲为氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B、由A知，乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C、氮气的化学性质很稳定，因此反应Ⅰ在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D、一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化碳在反应中得氧，体现还原性，故D正确。
故选C。
重难点05 CO的还原性实验探究
【针对练习9】（2023·广东东莞·一模）某气体由H2或CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究
【提出猜想】
(1)①气体中只有H2；
②气体中只有 ；
③气体既有H2，又有CO。
【查阅资料】白色无水硫酸铜遇水会变蓝色
【实验设计】通过上述资料和已有化学知识，设计了以下装置进行实验
【实验步骤】
①打卡弹簧夹，先通一会儿气体；
②关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热
【实验现象及结论】
(2)A中黑色固体变成红色，说明通入的气体具有 性，B中白色无水硫酸铜变蓝色，说明气体通过A后生成了 （写化学式），同时观察到澄清石灰水变浑浊，证明猜想 （填序号）成立，请写出装置C中发生反应的化学方程式 。
【反思与评价】
(3)该实验开始时通入一会儿气体的目的是 。
(4)该实验装置不足之处是 。
(5)根据实验目的，能否将实验装置B、C对调， （填“能”或“不能”），原因是 。
【答案】(1)CO/一氧化碳
(2) 还原 H2O ③ Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(3)排出装置中的空气
(4)没有进行尾气处理
(5) 不能 不能确定水是否由氢气发生还原反应产生【解析】（1）根据H2、CO两种气体的组合方式，共有三种可能：①只有氢气；②只有一氧化碳；③氢气与一氧化碳的混合物，故填：CO或一氧化碳；
（2）A中黑色固体变成红色，说明通入的气体具有还原性；白色无水硫酸铜遇水会变蓝色，B中白色无水硫酸铜变蓝色，说明气体通过A后生成了水，同时观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，由此可证明猜想③成立；装置C中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，故填：还原；H2O；③；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（3）氢气、一氧化碳具有可燃性，与空气混合，加热时可能发生爆炸，因此实验开始时通入一会儿气体的目的是排出装置中的空气，防止发生爆炸，故填：排出装置中的空气；
（4）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，此实验装置不足之处是没有进行尾气处理，故填：没有进行尾气处理；
（5）该实验装置中，若将装置B、装置C对调，将不能得到正确结论，原因是：气体通过装有澄清石灰水的C装置后，无论是否生成水，气体都会带出水蒸气，不能确定水是否由氢气发生还原反应产生，故填：不能；不能确定水是否由氢气发生还原反应产生。
【针对练习10】（2022·广东深圳·三模）人被蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸，使叮咬处又痛又痒。化学小组同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？
【查阅资料】
I.蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为 HCOOH；
Ⅱ.蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物；
Ⅲ.石蕊是一种色素，遇酸变成红色。
【实验探究】
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液，观察到溶液颜色变成 色，说明蚁酸溶液显酸性；
(2)对蚁酸隔绝空气并加热，小芳同学根据蚁酸中含有氢元素，推测出一种生成物是 (填化学式)；
(3)另一种生成的氧化物是气体，小敏提出两种猜想：①猜想I：该气体是 CO2；猜想Ⅱ：该气体是 ；
他们将蚁酸分解产生的气体通过如图的装置：
②实验时装置 A 中无明显变化。则猜想I (填“成立”或“不成立”)；
③若猜想Ⅱ成立，则实验时装置 C 中的现象是 ；发生化学方程式是 。
④实验时装置 D 中发生反应的化学方程式为 ；
【讨论交流】
(4)从环保角度看，该装置存在明显的缺陷，处理方法是 。
【答案】(1)红
(2)H2O
(3)CO/一氧化碳 不成立 黑色粉末逐渐变成红 CO+CuOΔCu+CO2 CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O
(4)D装置出气口处放一盏点燃的酒精灯
【解析】（1）酸性溶液能使紫色石蕊试液变红色，向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液，观察到溶液颜色变成红色，说明蚁酸溶液显酸性；
（2）对蚁酸隔绝空气并加热，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，根据蚁酸中含有氢元素，所以分解成的两种氧化物中的一种应该是水（H2O）；
（3）①由于乙酸中含有碳、氢、氧三种元素，蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物，一种生成物是水，另一种生成物是气体，所以可以根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则另一种生成物可能为一氧化碳或二氧化碳，所以猜想I：该气体是 CO2；猜想Ⅱ：该气体是CO；
②由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验时装置A中无明显变化，证明不是二氧化碳气体，则猜想Ⅰ不成立；
③若猜想Ⅱ成立，则加热的条件下，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳和铜，则实验时装置C中的现象是：黑色粉末逐渐变成红色，一氧化碳在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CO+CuOΔCu+CO2；
④实验时装置 D 中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）由于一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染空气，从环保的角度看，该装置存在明显的缺陷是缺少尾气处理，处理方法是在D装置出气口处放一盏点燃的酒精灯，将一氧化碳变为二氧化碳。
1．（2023·湖北襄阳·二模）下列关于碳和碳的化合物的说法错误的是
A．一氧化碳在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性
B．古代的书画作品能保存至今，是因为常温下碳的化学性质不活泼
C．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明二氧化碳具有酸性
D．倡导低碳生活主要是为了减少二氧化碳的排放
【答案】C【解析】A、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，A说法正确；
B、常温下，碳的化学性质不活泼，受日光照射或与空气、水接触都不易发生变化，因此古代的书画作品能保存至今，B说法正确；
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊变红，二氧化碳本身不具有酸性，C说法错误；
D、低碳生活倡导低消耗，主要是减少二氧化碳的排放，D说法正确。
故选C。
2．（2023·广西南宁·二模）下列关于一氧化碳的说法错误的是
A．难溶于水B．可用来炼铁
C．可作燃料D．能使澄清石灰水变浑浊
【答案】D【解析】A、一氧化碳难溶于水，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，其可用来炼铁，不符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，可作为燃料，不符合题意；
D、二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水，澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，一氧化碳不与澄清石灰水反应，符合题意；
故选D。
3．（2023·江西上饶·一模）化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值，下列说法错误的是
A．化学观念：二氧化碳由碳、氧两种元素组成，二氧化碳由二氧化碳分子构成
B．科学思维：由不同种元素组成的纯净物叫化合物，则化合物中一定含有不同种元素
C．科学探究与实践：煤炉上放一壶水，可防止一氧化碳中毒
D．科学态度与责任：地球上的淡水资源有限，要节约用水
【答案】C【解析】A、二氧化碳由C、O两种元素组成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，不符合题意；
B、由不同种元素组成的纯净物是化合物，故化合物中一定含有不同种元素，不符合题意；
C、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一壶水，不能防止一氧化碳中毒，符合题意；
D、地球上的淡水资源有限，且分布不均，要节约用水，不符合题意。
故选C。
4．（2024·重庆·一模）2014年1月4日，媒体报道天津大学研究团队领衔创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。石墨烯是由碳原子形成的单层六边形结构材料。下列有关说法正确的是
A．石墨烯不可燃烧B．石墨烯化学性质比较稳定，可用作绝缘材料
C．石墨烯和金刚石物理性质可能不同D．石墨烯与石墨性质完全相同
【答案】C【解析】A、石墨烯是碳单质，可以燃烧，错误；
B、石墨烯具有良好的导电性，错误；
C、石墨烯和金刚石碳原子排列方式不同，物理性质不同，正确；
D、石墨烯结构与单层石墨相同，物理性质不完全相同，存在差异，错误。
故选C。
5．（2024·云南·模拟预测）实验室用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示，下列有关说法中错误的是
A．该实验需要较高的温度
B．该实验体现了木炭的氧化性
C．实验前应把木炭粉充分烘干
D．该实验中的木炭粉可以换成活性炭
【答案】B【解析】A、木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该实验需要较高温度，说法正确；
B、木炭夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，体现了木炭的还原性，说法错误；
C、实验前事先将木炭粉烘干，能减少反应时的加热时间，同时也能减少反应时产生的冷凝水，说法正确；
D、活性炭、木炭的主要成分均是碳，该实验中的木炭粉可以换成活性炭，说法正确。
故选B。
6．（2022·安徽·模拟预测）碳元素的相关信息及原子结构示意图如图所示，下列说法正确的是
A．碳原子的最外层电子数为6B．碳的相对原子质量为12.01
C．碳是第三周期的元素D．碳在常温下，化学性质活泼
【答案】B【解析】A、由碳原子的结构示意图可知：碳原子的最外层电子数为4，说法错误；
B、由碳在元素周期表中信息可知：碳元素名称正下方数字表示碳的相对原子质量，碳的相对原子质量为12.01，说法正确；
C、原子中周期数等于电子层数，因此碳是第二周期的元素，说法错误；
D、碳原子结构示意图最外层电子数是4，不易得电子，也不易失电子，碳在常温下，化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，说法错误；
答案：B。
7．（2022·广东广州·中考真题）由下列实验及现象可出相应结论的是
【答案】C【解析】A、检验氢气的纯度：点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯净，声音很小则表示气体纯净，错误；
B、盐酸和碳酸钠粉末反应产生氯化钠、水和二氧化碳气体，装置没有密封气体跑出装置，所以反应前后称量结果不同，但是该反应遵循质量守恒定律；所以验证质量守恒定律时有气体产生或气体参加的反应要在密闭装置中进行，错误；
C、CO和氧化铜加热时反应产生铜和二氧化碳，所以黑色固体变红，产生的二氧化碳和石灰水反应产生碳酸钙沉淀和水，所以溶液变浑浊，则气体中可能含有CO，正确；
D、酒精燃烧会产生二氧化碳和水；要验证酒精中含有碳元素和氢元素，进行实验：在酒精灯火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯可以观察到烧杯内有水雾产生，证明产生了水，说明酒精中含有H；还要迅速倒转烧杯，向烧杯注入石灰水，观察到石灰水变浑浊，证明产生了二氧化碳，酒精中含有C；错误；
故选C。
8．（2024·上海青浦·一模）用右图装置进行碳粉还原氧化铜的实验，说法正确的是
A．当A中黑色粉末变红时，证明碳粉与氧化铜发生了反应
B．当B中开始出现气泡时，证明碳粉与氧化铜开始反应
C．结束反应时，将导管移出试管再熄灭酒精喷灯主要是为了防止热的铜重新被氧化
D．反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
【答案】A
【分析】碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，据此进行分析。【解析】A、碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜呈黑色，铜呈红色，当A中黑色粉末变红时，证明碳粉与氧化铜发生了反应，故选项说法正确；
B、当B中开始出现气泡时，不能证明碳粉与氧化铜开始反应，当观察到澄清的石灰水变浑浊后，才能证明有二氧化碳生成，证明碳粉与氧化铜开始反应，故选项说法错误；
C、结束反应时，将导管移出试管再熄灭酒精喷灯主要是为了防止B试管中的水到吸入A试管中，炸裂A试管，故选项说法错误；
D、根据质量守恒定律知，反应前后固体减轻的质量等于反应后生成的二氧化碳的质量，故选项说法错误。
故选：A。
9．（2024·山西吕梁·模拟预测）多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是
A． 收集氢气B． 检验二氧化碳
C． 除去氧气中的水分D． 探究二氧化碳能与水反应
【答案】C【解析】A、氢气的密度比空气小，使用图示装置收集氢气时，氢气应该从短管通入，故A不能达到目的；
B、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应无明显现象，所以使用氢氧化钠溶液不能检验二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，故B不能达到目的；
C、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，则可用浓硫酸干燥氧气，且气体要长进短出，故C能达到目的；
D、图示中观察到湿润紫色石蕊纸花变红，不能说明二氧化碳能与水发生反应，还需要设置对照实验，证明二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，故D不能达到目的；
故选：C。
10．（2023·广东·中考真题）地球是一个美丽的“水球”，表面约 71%被水覆盖，淡水仅占总水量的 2.5%；其余是海水或咸水海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。
海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制，有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。
依据上文，回答下列问题。
(1)全球海水淡化水用途排在首位的是 。
(2)热分离法中，水发生了 (填“物理变化”或“化学变化”)。限制热分离法大规模应用的原因是 。
(3)石墨烯海水淡化膜允许 通过。
(4)石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质，下列说法正确的是 （填字母）。
a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似
(5)提出爱护水资源的一条建议 。
【答案】(1)市政供水
(2) 物理变化 能耗大，成本高
(3)水分子
(4)a
(5)淘米水浇花
【解析】（1）由图1可得，市政供水占比62%，排在首位。
（2）由材料“热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质”可知此过程没有新物质生成，热分离法利用的是物理变化；由材料可知此方法的缺点为能耗大，成本高。
（3）由图2可知水分子可以穿过石墨烯海水淡化膜而其它离子不可以穿过。
（4）a、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成，故a正确；
b、石墨烯、金刚石由碳原子构成， C60由分子构成，故b错误；
c、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成，但是碳原子的排列方式不同，物理性质由差异，故c错误。
故选：a
（5）保护水资源可以节约用水，可以防止水污染，所以可以一水多用，例如淘米的水用来浇花，洗衣服的水用来冲厕所等，生活污水净化处理后再排放等。
【点睛】解答本题关键是熟悉碳的性质，海水淡化的转化方法，保护水资源的途经。
11．（2024·河南洛阳·一模）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这4种物质中均含有同一种元素。其中A为无色气体单质，B、C为氧化物，且B为有毒气体，D是相对分子质量为100、白色难溶于水的固体。它们之间的部分转化关系如图所示(图中反应条件及部分反应物、生成物已省略)。
回答下列问题：
(1)A的化学式为 。
(2)写出C转化为B的化学方程式： 。
(3)写出D转化为C的化学方程式： 。
【答案】(1)O2
(2)CO2+C高温2CO
(3)CaCO3高温CO2↑+CaO
【分析】已知A、B、C、D是初中化学常见的物质，这4种物质中均含有同一种元素。其中B、C为氧化物，且B为有毒气体，则B是一氧化碳；D是相对分子质量为100、白色难溶于水的固体，则D是碳酸钙；B、C能相互转化，B是一氧化碳，则C是二氧化碳；A为无色气体单质且A能转化为B、C，则A是氧气。【解析】（1）由分析可知，A为氧气，化学式为O2；
（2）C转化为B，即二氧化碳与木炭在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C高温2CO；
（3）D转化为C，即碳酸钙在高温条件下分解成二氧化碳气体和氧化钙，化学方程式为CaCO3高温CO2↑+CaO。
12．（2022·广东·中考真题）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质 。
(2)画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，x= 。
(3)画作中所用的矿物颜料也可用于冶炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物 （写化学式）的还原性冶炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应过程中碳元素的化合价 （填“升高”“降低”或“不变”）。
(4)若反应a~d均属同一种基本反应类型，则该反应类型为 ，其中属于吸热反应的是 （填字母）。
(5)孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解（反应e）。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)不活泼
(2)2
(3) CO 升高
(4) 化合反应 d
(5)Cu2OH2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑
【解析】（1）在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其它物质发生化学反应，故画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质不活泼。
（2）画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，铜元素的化合价为+2价，氢氧根离子的化合价为-1价，碳酸根离子的化合价为-2价，则+2×3+-1×2+-2×x=0，故x=2。
（3）一氧化碳具有还原性，一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，故利用图中化合物CO的还原性治炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应前一氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x，-2+x=0，x=+2，碳元素的化合价为+2价，反应后二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为y，-2×2+y=0，y=+4，碳元素的化合价为+4价，故反应过程中碳元素的化合价升高。
（4）a的反应为碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，b的反应为碳在氧气中点燃生成一氧化碳，属于化合反应，c 的反应为一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，d的反应为二氧化碳和碳高温生成一氧化碳，则该反应类型为化合反应，其中属于吸热反应的是d。
（5）孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解生成二氧化碳、氧化铜和水，反应的化学方程式为Cu2OH2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑。
13．（2023·山东威海·一模）化学工流程
我国将力争2060年前实现碳中和，CO2的捕捉可减少碳排放。下图是“捕捉”(吸收)CO2部分流程图：
(1)CO2用途广泛，写出一条用途： ；操作①的名称是 。
(2)捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，原因是 ；对应的反应的化学方程式为 。
(3)“碳转化”也是处理二氧化碳的重要方法。如下图利用皮气中的二氧化碳制取甲烷的微观示意图：
写出二氧化碳制取甲烷的化学方程式： 。
【答案】(1) 用来灭火 过滤
(2) 增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(3)CO2+4H2一定条件CH4+2H2O
【解析】（1）二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧，可用来灭火；操作①可将固体和液体分离，其名称是过滤；
（2）捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，是为了增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分；氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（3）由反应的微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为：CO2+4H2一定条件CH4+2H2O。
14．（2023·广东深圳·中考真题）实验室现有KMnO4，块状大理石，稀盐酸，棉花
(1)亮亮根据现有药品制取氧气，方程式为 。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是 。（标号）
(2)根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为 。
(3)实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴 （选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。
【答案】(1) 2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑
AC/CA
(2) 块状大理石 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)紫色石蕊溶液
【解析】（1）根据现有药品，可选择高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑；
该反应为固体加热型，发生装置可选择A，氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，排空气法收集的氧气较干燥，所以收集干燥的氧气可选择C，故可选择的装置组合为AC；
（2）根据现有药品选用块状大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应制取CO2，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）根据酸性溶液可以使紫色石蕊变红，酸性溶液不能使无色酚酞变色，所以取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴紫色石蕊溶液，溶液变红，则溶液显酸性。
15．（2022·广东广州·中考真题）某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？ (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？
②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 (填标号)。
A．2和3 B．2和4 C．4和5 D．1和6
③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是：(3)该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。 。
【答案】(1) 长颈漏斗 ABD
(2) 盐酸浓度和大理石的形状 B 11 14
(3)合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。（其他合理即可）
【解析】（1）①仪器A的名称是长颈漏斗；
②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，选用固液常温型反应装置，添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞，需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞，故填：ABD；
（2）①根据表中数据可知，盐酸浓度和大理石的形状是变量，因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响；
②根据表中数据可知，为了分析浓度对反应快慢的影响，盐酸浓度不同时，其他变量必须相同，实验2和4中盐酸浓度不同，加入盐酸的体积相同，大理石的形状相同，故选：B；
③根据实验数据反映出的规律，盐酸浓度10%时，和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒，盐酸浓度7.5%时，和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒，表中数值t的合理范围是：11（3）本题是开放性试题，言之有理即可。如合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。
16．（2024·陕西宝鸡·一模）如图是初中化学常见的实验或改进实验。请按要求回答问题。
(1)装置C中仪器a的名称是 。
(2)用过氧化氢溶液制氧气时反应速率非常快，因此制气装置应该选用图中的 (填字母)；用该装置制取氧气发生反应的化学方程式是 。
(3)用收集的氧气进行D实验时，观察到的现象是，铁丝剧烈燃烧，放出大量的热， 。
(4)E实验能够验证二氧化碳的性质是 (答一点)。
【答案】(1)集气瓶
(2) B 2H2O2MnO22H2O+O2↑
(3)火星四射，生成黑色固体
(4)二氧化碳与水反应生成酸或二氧化碳的密度比空气大
【解析】（1）由图C可知，仪器a的名称是集气瓶，故填写：集气瓶。
（2）用过氧化氢溶液制氧气时反应速率非常快，为了方便收集气体，需要将反应速率控制住，分液漏斗可以控制反应的速率， 因此制气装置应该选用图中的B装置，故填写：B；
过氧化氢在二氧化锰催化下，生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2MnO22H2O+O2↑，故填写：2H2O2MnO22H2O+O2↑。
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故填写：火星四射，生成黑色固体。
（4）E实验观察到的现象是：湿润的紫色石蕊小花由下而上变红，干燥的紫色石蕊小花不变色，说明二氧化碳与水反应生成酸使紫色石蕊小花变红，二氧化碳的密度比空气大，所以，下层湿润的紫色石蕊小花先变红，故填写：二氧化碳与水反应生成酸或二氧化碳的密度比空气大。
【点睛】该题为实验题，考查了仪器的认知，过氧化氢制氧气的实验原理，氧气的化学性质，二氧化碳的性质等知识点。
17．（2024·陕西·一模）如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：
(1)图中a仪器的名称 。
(2)某同学在实验室用B、E装置制取氧气，反应的化学方程式为 ；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是 （任写一条）。
(3)实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用 ；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从 （填“b”或“c”）端通入。
(4)实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2H2O2MnO22H2O+O2↑ 未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）
(3) C b
(4)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）B装置适用于固-液不加热型，适用于过氧化氢制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑；E装置采用的是排水法收集氧气，收集的氧气不纯，可能的原因是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，也可能是集气瓶中的水没有装满，故填：2H2O2MnO22H2O+O2↑；未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）；
（3）装置C带有多孔隔板和活塞开关，关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止;二氧化碳的密度比空气大，采用向上排空气法收集，若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b端通入，故填：C；b；
（4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，即二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
18．（2024·重庆·一模）下列是常见实验装置
(1)①的名称是
(2)实验室用B、D、E装置制取干燥的CO2，写出该反应的化学方程式 ；生成的气体应从 （填“a”或“b”）端进入D装置。
(3)装置C的优点是 ，若反应中，关闭活塞，多空隔板处观察到的现象依次是 （用字母c、d、e进行排序）
【答案】(1)长颈漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ a
(3) 可以控制反应的发生和停止 edc
【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）B装置制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，D装置是干燥CO2气体，按“长进短出”原则，从a端进入，b端排出，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；a；
（3）装置C的工作原理：关闭活塞时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止，打开活塞时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，所以装置C的优点：可以随时控制反应的发生与停止，关闭活塞后，液面下降，C中多孔隔板处依次观察到的现象为e、d、c，故填：e、d、c。
19．（2024·四川广元·模拟预测）同学们在学习碳的化学性质之后，对木炭还原氧化铜可能生成的气体成分进行实验探究。
【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体?
【提出猜想】
(1)猜想①：只生成CO2；猜想②： ；猜想③：既生成CO，又生成 CO2
【查阅资料】
①浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量CO也会立即变蓝；
【实验验证】小组同学设计了如下图所示的实验装置：
步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气；
步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精灯对玻璃管加热；
步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。
(2)实验开始时，先将氮气通入实验装置一段时间后再加热的目的是 ；
(3)实验过程中对A装置的玻璃管集中加热一段时间。发现玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B瓶中试纸变蓝，C中澄清石灰水变浑浊。写出C中发生反应的化学方程式 。
【实验结论】
(4)通过对实验现象的分析，上述猜想 （填序号）是正确的。
【反思与交流】
(5)请从环保的角度分析，实验装置中存在的不完善之处是 。
【答案】(1)只生成CO
(2)排出装置中空气
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(4)③
(5)没有尾气处理装置
【解析】（1）碳和氧结合可能生成CO2，也可能生成CO，因此碳与氧化铜反应的实验中生成气体可能生成CO2，也可能只生成CO，还可能生成CO、CO2的混合气体，故填：只生成CO；
（2）为防止空气中的氧气和二氧化碳参加反应影响实验结果，在实验开始时，要先通一会儿氮气，排出装置中空气后再加热，故填：排出装置中空气；
（3）C装置中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量的CO会立即变成蓝色，实验中观察到B瓶中试纸变蓝，说明有一氧化碳生成；C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，因此猜想③正确，故填：③；
（5）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，实验装置中存在的不完善之处是：没有尾气处理装置，故填：没有尾气处理装置。
20．（2024·吉林长春·一模）鸡蛋壳的去要成分为碳酸钙，为测定鸡蛋亮中碳酸钙的含量，化学兴趣小组做了如图实验(假设鸡蛋壳中除碳酸钙外的其他成分都不溶于水，且不与稀盐酸反应)。
(1)产生二氧化碳发生反应的化学方程式为 。
(2)计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 (结果保留一位小数)。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)根据质量守恒定律可知，产生二氧化碳的质量为30g+80g-101.2g=8.8g
解，设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x
CaCO3100x+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑448.8g10044=x8.8gx=20g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为:20g30g×100%≈66.7%
答：鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为66.7%。
【解析】（1）鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）见答案。
命题点01
碳单质的性质及用途
命题点02
实验室制取CO2
命题点03
CO2的性质及用途
命题点04
CO的性质及用途
命题点05
CO的还原性实验探究
名称
金刚石
石墨
C60
结构模型
构成
C原子
C原子
C60分子
色、态、形
无色透明、正八面体形状的固体
深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体
形状似足球，又叫足球烯
硬度
天然存在的最硬的物质
质软，有滑腻感
导电性
不导电
具有良好的导电性
常温下不导电
用途
用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品
制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等
有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域
区别与联系
都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气大
能溶于水
性质
用途
不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气
用于灭火
二氧化碳是光合作用的原料
能被植物光合作用利用
能溶于水并与水反应生成碳酸
制碳酸饮料
可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠）
作化工产品的原料
固体二氧化碳（干冰）升华吸热
作制冷剂、人工降雨
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气密度略小
难溶于水
日常生活
解释说明
A
用铅笔写字
石墨具有导电性
B
节约用电
亮亮同学践行低碳的生活理念
C
用蜡烛照明
蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D
晾晒湿衣服
水分子的质量和体积都很小
选项
实验
现象
结论
A
检验氢气的纯度
点燃氢气时发出尖锐爆鸣声
氢气较纯
B
称量盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量
反应前后称量结果不同
参加该反应的反应物质量总和不等于生成物质量总和
C
检验某混合气体的成分
黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊
混合气体中可能含有CO
D
在酒精灯火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
烧杯内壁有无色液滴产生
酒精中含有碳元素和氢元素
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位：秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
A
B
C
D
E
F
1.碳单质结构特点用途的题目常以选择题、填空题的形式考查，考查命题点有：碳单质的物理性质差异性、碳单质的化学性质以及利用碳单质还原金属氧化物的探究等。
2.二氧化碳的制取方法、一氧化碳还原性考点常以填空题、实验探究题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验，实验装置，实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
3.二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途考点常以选择题、填空题的形式进行考查，考查的命题点有：二氧化碳的化学性质，二氧化碳的物理性质及用途，一氧化碳毒性，一氧化碳的化学性质及用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
重难点01 碳单质的性质及用途
一、金刚石、石墨和C60
二、无定形炭
1.无定形碳种类和用途
①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味。（吸附性是物理性质）
②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。
③焦炭：用于冶金工业。
④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。
三、碳的化学性质
1．常温下，碳单质的化学性质稳定
在常温下，碳的化学性质不活泼。实际生活中利用这一性质有以下应用：
（1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。
（2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。
2．碳能与氧气反应——可燃性
在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。
（1）氧气充足时，完全燃烧：C+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))CO2
（2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2CO
无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。
3．碳能与某些氧化物反应——还原性
单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。
（1）木炭还原氧化铜：C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑
（2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2O3+3Ceq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))4Fe+3CO2↑
（3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO2eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2CO
（4）高温下，木炭还能与水反应：C+H2O(g)eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CO+H2O（工业上水煤气的制取方法）
重难点02 实验室制取CO2
一、实验室制取二氧化碳
1.实验室制取二氧化碳原理
（1）药品：大理石或石灰石与稀盐酸。
（2）发生的反应：CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2↑+H2O。
2.实验装置
根据实验室制取二氧化碳的反应物状态是固体和液体、反应条件是在常温，选择固液不加热装置，根据二氧化碳可溶于水和与水反应，收集二氧化碳用向上排空气法收集如图所示：
3.实验步骤
（1）连接装置；
（2）检查气密性：向长颈漏斗中加水至锥形瓶内的水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗中加水，直至长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面(形成一段水柱),一段时间后长颈漏斗内液面不下降，说明装置气密性良好。；
（3）在锥形瓶中装入大理石（或石灰石）；
（4）从长颈漏斗中加入稀盐酸；
（5）收集气体；
（6）检验气体是否收集满。
检查装置气密性 →加入固体药品 → 加入液体药品 → 收集气体并验满 → 正放在桌面
4.验满与检验二氧化碳
（1）检验：将收集的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳；否则，不是。
（2）验满：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若燃着的木条熄灭，则证明二氧化碳已满；否则，未满。如图所示：
二、工业制取二氧化碳
工业上，用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳，发生的反应是CaCO3eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CaO+CO2↑。
重难点03 CO2的性质及用途
1. 二氧化碳的物理性质
（1）物理性质
固体二氧化碳——干冰，在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。
（2）实验探究
①倾倒二氧化碳实验
将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
②二氧化碳的溶解性实验
向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。
2. 二氧化碳的化学性质
(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
(2)能与水反应：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色，其化学方程式为CO₂+H₂O==H₂CO3。碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水，其化学方程式为H₂CO3==H₂O+CO₂↑。
(3)能使澄清石灰水变浑浊：二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成白色的碳酸钙沉淀，其化学方程式为CO₂+Ca(OH)2==CaCO3↓+H₂O，这个反应可以用来检验二氧化碳。除去二氧化碳用氢氧化钠。
(4)二氧化碳能与碳单质反应:CO2+C2CO,此过程中二氧化碳体现氧化性。
3. 二氧化碳的用途
4．二氧化碳对人体健康的影响
二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。
5．温室效应
(1)加剧的原因：
空气中的二氧化碳(或CO2)含量过高。二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。能产生温室效应的气体除了二氧化碳外，还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等
(2)危害：
全球气温升高，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化，造成农业减产等。
(3)防治措施
①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；
②开发新能源，如太阳能、风能、地热能等；
③促进节能产品和技术的进一步开发和普及；
④大力植树造林，严禁乱砍滥伐。
6．低碳生活
所谓“低碳”，就是较低的二氧化碳的排放。低碳生活可理解为减少二氧化碳的排放，就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。
重难点04 CO的性质及用途
1.一氧化碳的物理性质
2. 一氧化碳的化学性质
（1）可燃性
一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应：
2CO+O2 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2CO2
（2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物）
CO+CuOeq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))Cu+CO2 Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2
（3）毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
3. 一氧化碳的用途
（1）作燃料（可燃性）；
（2）用于冶炼金属（还原性）。
4.煤炉中的化学反应
重难点05 CO的还原性实验探究
实验装置：
实验步骤：
①实验前，先检验CO的纯度；
②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）；
③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。
实验现象：
黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。
特别注意
像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。
重难点01 碳单质的性质及用途
【针对练习1】（2023·广东深圳·中考真题）下列日常生活与解释说明相符的是
【答案】B【解析】A、用石墨制作铅笔芯是利用了石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，与导电性无关，日常生活与解释说明不相符，选项不符合题意；
B、践行低碳生活理念，日常生活中可以节约用电等，日常生活与解释说明相符，符合题意；
C、用蜡烛照明，是因为蜡烛燃烧发光，日常生活与解释说明不相符，不符合题意；
D、晾晒湿衣服，是因为水分子在不断运动，运动到空气中，日常生活与解释说明不相符，不符合题意；
故选B。
【针对练习2】（2023·广东汕尾·一模）石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是
A．它是一种新型化合物
B．它的硬度比石墨大
C．它能溶于水
D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO
【答案】B【解析】A、石墨是碳元素一种元素组成的纯净物，所以石墨烯也是碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，选项错误；
B、与题文可知，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料，所以石墨烯的硬度比石墨大，选项正确
C、石墨烯与石墨等碳单质的性质一样，不溶于水，选项错误；
D、石墨烯是碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧的产物是CO2，选项错误，故选B。
重难点02 实验室制取CO2
【针对练习3】（2023·广东佛山·三模）实验室利用图1所示装置进行相关实验，请回答下列问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 ，装置B可随时控制反应的发生和停止，若要使反应暂时停止，应进行的操作是 。若将装置B中的大理石放到U型管左侧玻璃珠的上方，是否也能起到随时控制反应的发生和停止的效果？ (填“是”或“否”)。
(2)用装置B(含玻璃珠)来制取CO2，气密性检查方法为:关闭止水夹， ，则气密性良好。某同学提出，玻璃珠在实验室不常见，用钢珠代替也可行，你认为该提法合理吗？ (填“合理”或“不合理”)，理由是： 。
(3)实验室用KClO3和MnO2的混合物制取O2，应选择 和G组装一套仪器，收集气体时，氧气应该从 管进(填“a”或“b”)。
(4)已知：Fe2O3可作为KClO3分解产生O2的催化剂，如图2所示，KClO3和Fe2O3的质量比影响反应的快慢.若使用Fe2O3的质量为4.9g，为达到最快反应速率，实验过程中应取用氯酸钾 g。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 关闭止水夹 否
(2) 从U形管左侧注水，若两侧能形成液面差，则气密性良好 不合理 钢是铁的合金，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，导致生成的二氧化碳气体不纯
(3) A b
(4)6.125【解析】（1）实验室使用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
装置B可随时控制反应的发生和停止，若要使反应暂时停止，则需要固体和液体分离，则可以关闭止水夹，气体无法排出，右侧气体增多，气压变大，将盐酸压向左侧，盐酸液面到大理石以下，固液分离，反应停止；
若将装置B中的大理石放在左侧玻璃珠的上方，产生的气体从左侧上部逸出，无法起到随时控制反应的发生和停止的效果，故填：否；
（2）用装置B(含玻璃珠)来制取CO2，气密性检查方法为：关闭止水夹，从U形管左侧注水，如装置气密性良好，右侧气体被压缩气压变大，无法排除，会将水压向左侧，出现左侧液面高于右侧的情况，一段时间液面差不改变，说明装置气密性良好，即从U形管左侧注水，若两侧能形成液面差，则气密性良好；
钢是铁的合金，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，导致生成的二氧化碳气体不纯，所以使用钢珠代替玻璃珠不合理；
（3）氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，是固体加热型反应，发生装置选择A；
用G收集，因为氧气密度比空气大，所以从长管b管通入；
（4）单位时间内产生氧气的体积越大，反应速率越快。由图像可知，当KClO3和Fe2O3的质量比为5：4时，达到最快反应速率；则若使用Fe2O3的质量为4.9g,为达到最快反应速率，实验过程中应取用氯酸钾的质量为4.9g×54=6.125g。
【针对练习4】（2024·四川绵阳·一模）请结合图示实验装置，回答下列问题。
(1)与出有标号的仪器名称：① ，② 。
(2)用加热高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置组合是 （填序号），该反应的化学方程式为 ；若用此方法收集到的氧气不纯，可能的原因是 。
A．装置漏气 B．收集前集气瓶中没有装满水
(3)实验室可用B或C装置制CO2，化学方程式为 ，C相对于B装置的优点有 。用装置F测定生成CO2的体积时，需要在水面放一层植物油，目的是 。
(4)利用数据传感技术可以比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。如图所示，某同学倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示：
根据图中曲线图，曲线①对应的是 装置（填“甲”或“乙”）；通过a、b点的对比得出结论是 。
【答案】(1) 酒精灯 分液漏斗
(2) AE/EA 2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑ B
(3) CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反应的发生和停止 防止二氧化碳溶于水，与水反应
(4) 乙 相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快【解析】（1）由图可知，仪器①为酒精灯；仪器②为分液漏斗，故填：酒精灯、分液漏斗；
（2）用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的氧气比较纯净，故收集装置可选E，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的方程式为2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑，若用此方法，即排水法收集到的氧气不纯，可能的原因是：集气瓶中未装满水，不能将装置内空气排尽，也可能是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，因为一开始排出的是空气，装置漏气，会导致收集不到气体，不是气体不纯，故填：AE或EA、2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑、B；
（3）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，与B装置相比，C装置可将固体置于有孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止，用装置F测定生成CO2的体积时，需要在水面放一层植物油，目的是： 防止二氧化碳溶于水，与水反应，故填：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑、可以控制反应的发生和停止、防止二氧化碳溶于水，与水反应；
（4）由图可知，相同时间内，曲线①气压大，说明曲线①对应的装置中反应速率快，碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积大，反应速率快，故曲线①对应的是乙装置，a、b两点时间相同，a点气压大，说明相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快，故填：乙、相同条件下，反应物的接触面积越大，反应速率越快。
重难点03 CO2的性质及用途
【针对练习5】（2024·广东茂名·一模）从科学家认识物质的视角认识二氧化碳。
(1)组成角度：二氧化碳(CO2)中碳元素的化合价是 。
(2)分类角度：CO2属于 (选填“单质”或“化合物”)。
(3)性质角度：如图1，b处木条首先熄灭，说明：CO2的密度比空气 (选填“大”或“小”)；CO2既不支持燃烧，也 (填“能”或“不能”)燃烧。
(4)变化角度：用CO2生成甲醇(CH3OH)反应的微观示意图如图2，参加反应的两种分子个数比为 。该化学变化的化学方程式 。
【答案】(1)+4
(2)化合物
(3) 大 不能
(4) 1∶3/3:1 CO2+3H2 一定条件 CH3OH+H2O【解析】（1）化合物中正负元素的化合价代数和为0，CO2中O为-2价，则C为+4价；
（2）CO2是由C、O两种元素组成的化合物；
（3）图示中b位置较低，观察到b处的木条先熄灭，则说明CO2的密度比空气大；CO2不具有助燃性，不能燃烧也不支持燃烧；
（4）根据反应的微观图示可知该反应的化学方程式为CO2+3H2一定条件CH3OH+H2O，则参加反应的两物质的分子个数比为1:3（或3:1）。
【针对练习6】（2023·广东·一模）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。实验室提供了大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸、铁丝、澄清石灰水及相关仪器，相关实验装置如图所示。
实验Ⅰ：O2和CO2的制取
(1)仪器a的名称是 。
(2)若用上述药品制取O2，则反应的化学方程式为 ；能用C装置收集O2，说明O2的物理性质是 。若用D装置收集CO2，则气体应从 (填“c”或“d”)端进入。
实验Ⅱ：探究O2和CO2的性质
(3)实验Ⅰ收集了两瓶不同气体，小阳要鉴别这两瓶气体，方法是将燃着的木条伸到集气瓶中，若燃烧更旺，则是 (填化学式)。
(4)小江用F装置验证CO2的性质，e、g为喷水的紫色石蕊试纸，f为干燥的紫色石蕊试纸，变红色的是 ，不变色的是 (以上两空均填“e”“f”或“g”)；蜡烛由低到高依次熄灭，说明CO2 ，且密度比空气 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KClO3MnO2Δ2KCl+3O2↑ 不易溶于水 c
(3)O2
(4) e、g f 既不燃烧，也不支持燃烧 大【解析】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗。
（2）氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO3MnO2Δ2KCl+3O2↑；
C装置为排水法收集装置，能用于收集氧气，说明氧气不易溶于水；
二氧化碳密度比空气大，则用D装置收集二氧化碳时，气体应从c端通入。
（3）氧气能使燃着的木条燃烧更旺，则为氧气，化学式为O2。
（4）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，则变红色的是e、g，不变色的为f；
蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大。
重难点04 CO的性质及用途
【针对练习7】（2022·广东广州·一模）下列关于CO和CO2的说法中，正确的是
A．CO和CO2都能与碱溶液反应生成盐和水
B．CO2能使紫色石蕊溶液变红，说明CO2显酸性
C．CO的主要物理性质有：常温下为无色、无味的气体，难溶于水，具有可燃性
D．加压水洗法可捕集CO2，是因为压强增大时CO2在水中的溶解度会增大
【答案】D
【分析】本题考查CO和CO2的物理、化学性质。【解析】A、二氧化碳能与碱反应生成盐和水，一氧化碳不与碱反应，故错误；
B、二氧化碳能水反应生成碳酸，碳酸呈酸性能使紫色石蕊变红色，故错误；
C、CO的主要物理性质有：常温下为无色、无味的气体，难溶于水，可燃性是一氧化碳的化学性质，故错误；
D、压强增大是气体在水中溶解度增大，故可以用加压水洗法可捕集CO2，故正确；
故选D。
【针对练习8】（2023·江苏盐城·三模）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。已知甲是单质，以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的物质B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应（I）在常温下容易发生D．反应（Ⅱ）中CO有还原性
【答案】C【解析】A、甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据质量守恒定律，则甲为氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B、由A知，乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C、氮气的化学性质很稳定，因此反应Ⅰ在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D、一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化碳在反应中得氧，体现还原性，故D正确。
故选C。
重难点05 CO的还原性实验探究
【针对练习9】（2023·广东东莞·一模）某气体由H2或CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究
【提出猜想】
(1)①气体中只有H2；
②气体中只有 ；
③气体既有H2，又有CO。
【查阅资料】白色无水硫酸铜遇水会变蓝色
【实验设计】通过上述资料和已有化学知识，设计了以下装置进行实验
【实验步骤】
①打卡弹簧夹，先通一会儿气体；
②关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热
【实验现象及结论】
(2)A中黑色固体变成红色，说明通入的气体具有 性，B中白色无水硫酸铜变蓝色，说明气体通过A后生成了 （写化学式），同时观察到澄清石灰水变浑浊，证明猜想 （填序号）成立，请写出装置C中发生反应的化学方程式 。
【反思与评价】
(3)该实验开始时通入一会儿气体的目的是 。
(4)该实验装置不足之处是 。
(5)根据实验目的，能否将实验装置B、C对调， （填“能”或“不能”），原因是 。
【答案】(1)CO/一氧化碳
(2) 还原 H2O ③ Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(3)排出装置中的空气
(4)没有进行尾气处理
(5) 不能 不能确定水是否由氢气发生还原反应产生【解析】（1）根据H2、CO两种气体的组合方式，共有三种可能：①只有氢气；②只有一氧化碳；③氢气与一氧化碳的混合物，故填：CO或一氧化碳；
（2）A中黑色固体变成红色，说明通入的气体具有还原性；白色无水硫酸铜遇水会变蓝色，B中白色无水硫酸铜变蓝色，说明气体通过A后生成了水，同时观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，由此可证明猜想③成立；装置C中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，故填：还原；H2O；③；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（3）氢气、一氧化碳具有可燃性，与空气混合，加热时可能发生爆炸，因此实验开始时通入一会儿气体的目的是排出装置中的空气，防止发生爆炸，故填：排出装置中的空气；
（4）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，此实验装置不足之处是没有进行尾气处理，故填：没有进行尾气处理；
（5）该实验装置中，若将装置B、装置C对调，将不能得到正确结论，原因是：气体通过装有澄清石灰水的C装置后，无论是否生成水，气体都会带出水蒸气，不能确定水是否由氢气发生还原反应产生，故填：不能；不能确定水是否由氢气发生还原反应产生。
【针对练习10】（2022·广东深圳·三模）人被蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸，使叮咬处又痛又痒。化学小组同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么？它有什么性质？
【查阅资料】
I.蚁酸是一种有机酸，化学名称叫做甲酸，化学式为 HCOOH；
Ⅱ.蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物；
Ⅲ.石蕊是一种色素，遇酸变成红色。
【实验探究】
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液，观察到溶液颜色变成 色，说明蚁酸溶液显酸性；
(2)对蚁酸隔绝空气并加热，小芳同学根据蚁酸中含有氢元素，推测出一种生成物是 (填化学式)；
(3)另一种生成的氧化物是气体，小敏提出两种猜想：①猜想I：该气体是 CO2；猜想Ⅱ：该气体是 ；
他们将蚁酸分解产生的气体通过如图的装置：
②实验时装置 A 中无明显变化。则猜想I (填“成立”或“不成立”)；
③若猜想Ⅱ成立，则实验时装置 C 中的现象是 ；发生化学方程式是 。
④实验时装置 D 中发生反应的化学方程式为 ；
【讨论交流】
(4)从环保角度看，该装置存在明显的缺陷，处理方法是 。
【答案】(1)红
(2)H2O
(3)CO/一氧化碳 不成立 黑色粉末逐渐变成红 CO+CuOΔCu+CO2 CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O
(4)D装置出气口处放一盏点燃的酒精灯
【解析】（1）酸性溶液能使紫色石蕊试液变红色，向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液，观察到溶液颜色变成红色，说明蚁酸溶液显酸性；
（2）对蚁酸隔绝空气并加热，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，根据蚁酸中含有氢元素，所以分解成的两种氧化物中的一种应该是水（H2O）；
（3）①由于乙酸中含有碳、氢、氧三种元素，蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物，一种生成物是水，另一种生成物是气体，所以可以根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则另一种生成物可能为一氧化碳或二氧化碳，所以猜想I：该气体是 CO2；猜想Ⅱ：该气体是CO；
②由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验时装置A中无明显变化，证明不是二氧化碳气体，则猜想Ⅰ不成立；
③若猜想Ⅱ成立，则加热的条件下，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳和铜，则实验时装置C中的现象是：黑色粉末逐渐变成红色，一氧化碳在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CO+CuOΔCu+CO2；
④实验时装置 D 中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）由于一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染空气，从环保的角度看，该装置存在明显的缺陷是缺少尾气处理，处理方法是在D装置出气口处放一盏点燃的酒精灯，将一氧化碳变为二氧化碳。
1．（2023·湖北襄阳·二模）下列关于碳和碳的化合物的说法错误的是
A．一氧化碳在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性
B．古代的书画作品能保存至今，是因为常温下碳的化学性质不活泼
C．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明二氧化碳具有酸性
D．倡导低碳生活主要是为了减少二氧化碳的排放
【答案】C【解析】A、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，A说法正确；
B、常温下，碳的化学性质不活泼，受日光照射或与空气、水接触都不易发生变化，因此古代的书画作品能保存至今，B说法正确；
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊变红，二氧化碳本身不具有酸性，C说法错误；
D、低碳生活倡导低消耗，主要是减少二氧化碳的排放，D说法正确。
故选C。
2．（2023·广西南宁·二模）下列关于一氧化碳的说法错误的是
A．难溶于水B．可用来炼铁
C．可作燃料D．能使澄清石灰水变浑浊
【答案】D【解析】A、一氧化碳难溶于水，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，其可用来炼铁，不符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，可作为燃料，不符合题意；
D、二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水，澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，一氧化碳不与澄清石灰水反应，符合题意；
故选D。
3．（2023·江西上饶·一模）化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值，下列说法错误的是
A．化学观念：二氧化碳由碳、氧两种元素组成，二氧化碳由二氧化碳分子构成
B．科学思维：由不同种元素组成的纯净物叫化合物，则化合物中一定含有不同种元素
C．科学探究与实践：煤炉上放一壶水，可防止一氧化碳中毒
D．科学态度与责任：地球上的淡水资源有限，要节约用水
【答案】C【解析】A、二氧化碳由C、O两种元素组成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，不符合题意；
B、由不同种元素组成的纯净物是化合物，故化合物中一定含有不同种元素，不符合题意；
C、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一壶水，不能防止一氧化碳中毒，符合题意；
D、地球上的淡水资源有限，且分布不均，要节约用水，不符合题意。
故选C。
4．（2024·重庆·一模）2014年1月4日，媒体报道天津大学研究团队领衔创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。石墨烯是由碳原子形成的单层六边形结构材料。下列有关说法正确的是
A．石墨烯不可燃烧B．石墨烯化学性质比较稳定，可用作绝缘材料
C．石墨烯和金刚石物理性质可能不同D．石墨烯与石墨性质完全相同
【答案】C【解析】A、石墨烯是碳单质，可以燃烧，错误；
B、石墨烯具有良好的导电性，错误；
C、石墨烯和金刚石碳原子排列方式不同，物理性质不同，正确；
D、石墨烯结构与单层石墨相同，物理性质不完全相同，存在差异，错误。
故选C。
5．（2024·云南·模拟预测）实验室用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示，下列有关说法中错误的是
A．该实验需要较高的温度
B．该实验体现了木炭的氧化性
C．实验前应把木炭粉充分烘干
D．该实验中的木炭粉可以换成活性炭
【答案】B【解析】A、木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该实验需要较高温度，说法正确；
B、木炭夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，体现了木炭的还原性，说法错误；
C、实验前事先将木炭粉烘干，能减少反应时的加热时间，同时也能减少反应时产生的冷凝水，说法正确；
D、活性炭、木炭的主要成分均是碳，该实验中的木炭粉可以换成活性炭，说法正确。
故选B。
6．（2022·安徽·模拟预测）碳元素的相关信息及原子结构示意图如图所示，下列说法正确的是
A．碳原子的最外层电子数为6B．碳的相对原子质量为12.01
C．碳是第三周期的元素D．碳在常温下，化学性质活泼
【答案】B【解析】A、由碳原子的结构示意图可知：碳原子的最外层电子数为4，说法错误；
B、由碳在元素周期表中信息可知：碳元素名称正下方数字表示碳的相对原子质量，碳的相对原子质量为12.01，说法正确；
C、原子中周期数等于电子层数，因此碳是第二周期的元素，说法错误；
D、碳原子结构示意图最外层电子数是4，不易得电子，也不易失电子，碳在常温下，化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，说法错误；
答案：B。
7．（2022·广东广州·中考真题）由下列实验及现象可出相应结论的是
【答案】C【解析】A、检验氢气的纯度：点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯净，声音很小则表示气体纯净，错误；
B、盐酸和碳酸钠粉末反应产生氯化钠、水和二氧化碳气体，装置没有密封气体跑出装置，所以反应前后称量结果不同，但是该反应遵循质量守恒定律；所以验证质量守恒定律时有气体产生或气体参加的反应要在密闭装置中进行，错误；
C、CO和氧化铜加热时反应产生铜和二氧化碳，所以黑色固体变红，产生的二氧化碳和石灰水反应产生碳酸钙沉淀和水，所以溶液变浑浊，则气体中可能含有CO，正确；
D、酒精燃烧会产生二氧化碳和水；要验证酒精中含有碳元素和氢元素，进行实验：在酒精灯火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯可以观察到烧杯内有水雾产生，证明产生了水，说明酒精中含有H；还要迅速倒转烧杯，向烧杯注入石灰水，观察到石灰水变浑浊，证明产生了二氧化碳，酒精中含有C；错误；
故选C。
8．（2024·上海青浦·一模）用右图装置进行碳粉还原氧化铜的实验，说法正确的是
A．当A中黑色粉末变红时，证明碳粉与氧化铜发生了反应
B．当B中开始出现气泡时，证明碳粉与氧化铜开始反应
C．结束反应时，将导管移出试管再熄灭酒精喷灯主要是为了防止热的铜重新被氧化
D．反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
【答案】A
【分析】碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，据此进行分析。【解析】A、碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜呈黑色，铜呈红色，当A中黑色粉末变红时，证明碳粉与氧化铜发生了反应，故选项说法正确；
B、当B中开始出现气泡时，不能证明碳粉与氧化铜开始反应，当观察到澄清的石灰水变浑浊后，才能证明有二氧化碳生成，证明碳粉与氧化铜开始反应，故选项说法错误；
C、结束反应时，将导管移出试管再熄灭酒精喷灯主要是为了防止B试管中的水到吸入A试管中，炸裂A试管，故选项说法错误；
D、根据质量守恒定律知，反应前后固体减轻的质量等于反应后生成的二氧化碳的质量，故选项说法错误。
故选：A。
9．（2024·山西吕梁·模拟预测）多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是
A． 收集氢气B． 检验二氧化碳
C． 除去氧气中的水分D． 探究二氧化碳能与水反应
【答案】C【解析】A、氢气的密度比空气小，使用图示装置收集氢气时，氢气应该从短管通入，故A不能达到目的；
B、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应无明显现象，所以使用氢氧化钠溶液不能检验二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，故B不能达到目的；
C、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，则可用浓硫酸干燥氧气，且气体要长进短出，故C能达到目的；
D、图示中观察到湿润紫色石蕊纸花变红，不能说明二氧化碳能与水发生反应，还需要设置对照实验，证明二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，故D不能达到目的；
故选：C。
10．（2023·广东·中考真题）地球是一个美丽的“水球”，表面约 71%被水覆盖，淡水仅占总水量的 2.5%；其余是海水或咸水海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。
海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制，有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。
依据上文，回答下列问题。
(1)全球海水淡化水用途排在首位的是 。
(2)热分离法中，水发生了 (填“物理变化”或“化学变化”)。限制热分离法大规模应用的原因是 。
(3)石墨烯海水淡化膜允许 通过。
(4)石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质，下列说法正确的是 （填字母）。
a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似
(5)提出爱护水资源的一条建议 。
【答案】(1)市政供水
(2) 物理变化 能耗大，成本高
(3)水分子
(4)a
(5)淘米水浇花
【解析】（1）由图1可得，市政供水占比62%，排在首位。
（2）由材料“热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质”可知此过程没有新物质生成，热分离法利用的是物理变化；由材料可知此方法的缺点为能耗大，成本高。
（3）由图2可知水分子可以穿过石墨烯海水淡化膜而其它离子不可以穿过。
（4）a、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成，故a正确；
b、石墨烯、金刚石由碳原子构成， C60由分子构成，故b错误；
c、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成，但是碳原子的排列方式不同，物理性质由差异，故c错误。
故选：a
（5）保护水资源可以节约用水，可以防止水污染，所以可以一水多用，例如淘米的水用来浇花，洗衣服的水用来冲厕所等，生活污水净化处理后再排放等。
【点睛】解答本题关键是熟悉碳的性质，海水淡化的转化方法，保护水资源的途经。
11．（2024·河南洛阳·一模）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这4种物质中均含有同一种元素。其中A为无色气体单质，B、C为氧化物，且B为有毒气体，D是相对分子质量为100、白色难溶于水的固体。它们之间的部分转化关系如图所示(图中反应条件及部分反应物、生成物已省略)。
回答下列问题：
(1)A的化学式为 。
(2)写出C转化为B的化学方程式： 。
(3)写出D转化为C的化学方程式： 。
【答案】(1)O2
(2)CO2+C高温2CO
(3)CaCO3高温CO2↑+CaO
【分析】已知A、B、C、D是初中化学常见的物质，这4种物质中均含有同一种元素。其中B、C为氧化物，且B为有毒气体，则B是一氧化碳；D是相对分子质量为100、白色难溶于水的固体，则D是碳酸钙；B、C能相互转化，B是一氧化碳，则C是二氧化碳；A为无色气体单质且A能转化为B、C，则A是氧气。【解析】（1）由分析可知，A为氧气，化学式为O2；
（2）C转化为B，即二氧化碳与木炭在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C高温2CO；
（3）D转化为C，即碳酸钙在高温条件下分解成二氧化碳气体和氧化钙，化学方程式为CaCO3高温CO2↑+CaO。
12．（2022·广东·中考真题）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质 。
(2)画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，x= 。
(3)画作中所用的矿物颜料也可用于冶炼金属。下图为碳元素的价类转化二维图。利用图中化合物 （写化学式）的还原性冶炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应过程中碳元素的化合价 （填“升高”“降低”或“不变”）。
(4)若反应a~d均属同一种基本反应类型，则该反应类型为 ，其中属于吸热反应的是 （填字母）。
(5)孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解（反应e）。生成三种氧化物。其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)不活泼
(2)2
(3) CO 升高
(4) 化合反应 d
(5)Cu2OH2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑
【解析】（1）在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其它物质发生化学反应，故画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质不活泼。
（2）画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为Cu3 (OH)2(CO3)x，铜元素的化合价为+2价，氢氧根离子的化合价为-1价，碳酸根离子的化合价为-2价，则+2×3+-1×2+-2×x=0，故x=2。
（3）一氧化碳具有还原性，一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，故利用图中化合物CO的还原性治炼赭石（主要成分为Fe2O3），反应前一氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x，-2+x=0，x=+2，碳元素的化合价为+2价，反应后二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为y，-2×2+y=0，y=+4，碳元素的化合价为+4价，故反应过程中碳元素的化合价升高。
（4）a的反应为碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，b的反应为碳在氧气中点燃生成一氧化碳，属于化合反应，c 的反应为一氧化碳在氧气中点燃生成二氧化碳，属于化合反应，d的反应为二氧化碳和碳高温生成一氧化碳，则该反应类型为化合反应，其中属于吸热反应的是d。
（5）孔雀石（主要成分为Cu2 (OH)2CO3受热分解生成二氧化碳、氧化铜和水，反应的化学方程式为Cu2OH2CO3Δ2CuO+H2O+CO2↑。
13．（2023·山东威海·一模）化学工流程
我国将力争2060年前实现碳中和，CO2的捕捉可减少碳排放。下图是“捕捉”(吸收)CO2部分流程图：
(1)CO2用途广泛，写出一条用途： ；操作①的名称是 。
(2)捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，原因是 ；对应的反应的化学方程式为 。
(3)“碳转化”也是处理二氧化碳的重要方法。如下图利用皮气中的二氧化碳制取甲烷的微观示意图：
写出二氧化碳制取甲烷的化学方程式： 。
【答案】(1) 用来灭火 过滤
(2) 增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(3)CO2+4H2一定条件CH4+2H2O
【解析】（1）二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧，可用来灭火；操作①可将固体和液体分离，其名称是过滤；
（2）捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，是为了增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分；氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（3）由反应的微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为：CO2+4H2一定条件CH4+2H2O。
14．（2023·广东深圳·中考真题）实验室现有KMnO4，块状大理石，稀盐酸，棉花
(1)亮亮根据现有药品制取氧气，方程式为 。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是 。（标号）
(2)根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为 。
(3)实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴 （选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。
【答案】(1) 2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑
AC/CA
(2) 块状大理石 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)紫色石蕊溶液
【解析】（1）根据现有药品，可选择高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑；
该反应为固体加热型，发生装置可选择A，氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，排空气法收集的氧气较干燥，所以收集干燥的氧气可选择C，故可选择的装置组合为AC；
（2）根据现有药品选用块状大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应制取CO2，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）根据酸性溶液可以使紫色石蕊变红，酸性溶液不能使无色酚酞变色，所以取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴紫色石蕊溶液，溶液变红，则溶液显酸性。
15．（2022·广东广州·中考真题）某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
(1)下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是 。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？ (填标号)
(2)该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？
②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 (填标号)。
A．2和3 B．2和4 C．4和5 D．1和6
③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是：
【答案】(1) 长颈漏斗 ABD
(2) 盐酸浓度和大理石的形状 B 11 14
(3)合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。（其他合理即可）
【解析】（1）①仪器A的名称是长颈漏斗；
②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，选用固液常温型反应装置，添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞，需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞，故填：ABD；
（2）①根据表中数据可知，盐酸浓度和大理石的形状是变量，因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响；
②根据表中数据可知，为了分析浓度对反应快慢的影响，盐酸浓度不同时，其他变量必须相同，实验2和4中盐酸浓度不同，加入盐酸的体积相同，大理石的形状相同，故选：B；
③根据实验数据反映出的规律，盐酸浓度10%时，和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒，盐酸浓度7.5%时，和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒，表中数值t的合理范围是：11
16．（2024·陕西宝鸡·一模）如图是初中化学常见的实验或改进实验。请按要求回答问题。
(1)装置C中仪器a的名称是 。
(2)用过氧化氢溶液制氧气时反应速率非常快，因此制气装置应该选用图中的 (填字母)；用该装置制取氧气发生反应的化学方程式是 。
(3)用收集的氧气进行D实验时，观察到的现象是，铁丝剧烈燃烧，放出大量的热， 。
(4)E实验能够验证二氧化碳的性质是 (答一点)。
【答案】(1)集气瓶
(2) B 2H2O2MnO22H2O+O2↑
(3)火星四射，生成黑色固体
(4)二氧化碳与水反应生成酸或二氧化碳的密度比空气大
【解析】（1）由图C可知，仪器a的名称是集气瓶，故填写：集气瓶。
（2）用过氧化氢溶液制氧气时反应速率非常快，为了方便收集气体，需要将反应速率控制住，分液漏斗可以控制反应的速率， 因此制气装置应该选用图中的B装置，故填写：B；
过氧化氢在二氧化锰催化下，生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2MnO22H2O+O2↑，故填写：2H2O2MnO22H2O+O2↑。
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，故填写：火星四射，生成黑色固体。
（4）E实验观察到的现象是：湿润的紫色石蕊小花由下而上变红，干燥的紫色石蕊小花不变色，说明二氧化碳与水反应生成酸使紫色石蕊小花变红，二氧化碳的密度比空气大，所以，下层湿润的紫色石蕊小花先变红，故填写：二氧化碳与水反应生成酸或二氧化碳的密度比空气大。
【点睛】该题为实验题，考查了仪器的认知，过氧化氢制氧气的实验原理，氧气的化学性质，二氧化碳的性质等知识点。
17．（2024·陕西·一模）如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：
(1)图中a仪器的名称 。
(2)某同学在实验室用B、E装置制取氧气，反应的化学方程式为 ；通过检测发现用E装置收集的氧气不纯，可能的原因是 （任写一条）。
(3)实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用 ；如用D装置收集二氧化碳，则气体应从 （填“b”或“c”）端通入。
(4)实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2H2O2MnO22H2O+O2↑ 未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）
(3) C b
(4)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）B装置适用于固-液不加热型，适用于过氧化氢制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑；E装置采用的是排水法收集氧气，收集的氧气不纯，可能的原因是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，也可能是集气瓶中的水没有装满，故填：2H2O2MnO22H2O+O2↑；未等气泡连续均匀冒出就开始收集（合理即可）；
（3）装置C带有多孔隔板和活塞开关，关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止;二氧化碳的密度比空气大，采用向上排空气法收集，若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b端通入，故填：C；b；
（4）实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，即二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
18．（2024·重庆·一模）下列是常见实验装置
(1)①的名称是
(2)实验室用B、D、E装置制取干燥的CO2，写出该反应的化学方程式 ；生成的气体应从 （填“a”或“b”）端进入D装置。
(3)装置C的优点是 ，若反应中，关闭活塞，多空隔板处观察到的现象依次是 （用字母c、d、e进行排序）
【答案】(1)长颈漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ a
(3) 可以控制反应的发生和停止 edc
【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）B装置制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，D装置是干燥CO2气体，按“长进短出”原则，从a端进入，b端排出，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；a；
（3）装置C的工作原理：关闭活塞时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止，打开活塞时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，所以装置C的优点：可以随时控制反应的发生与停止，关闭活塞后，液面下降，C中多孔隔板处依次观察到的现象为e、d、c，故填：e、d、c。
19．（2024·四川广元·模拟预测）同学们在学习碳的化学性质之后，对木炭还原氧化铜可能生成的气体成分进行实验探究。
【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体?
【提出猜想】
(1)猜想①：只生成CO2；猜想②： ；猜想③：既生成CO，又生成 CO2
【查阅资料】
①浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量CO也会立即变蓝；
【实验验证】小组同学设计了如下图所示的实验装置：
步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气；
步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精灯对玻璃管加热；
步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。
(2)实验开始时，先将氮气通入实验装置一段时间后再加热的目的是 ；
(3)实验过程中对A装置的玻璃管集中加热一段时间。发现玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B瓶中试纸变蓝，C中澄清石灰水变浑浊。写出C中发生反应的化学方程式 。
【实验结论】
(4)通过对实验现象的分析，上述猜想 （填序号）是正确的。
【反思与交流】
(5)请从环保的角度分析，实验装置中存在的不完善之处是 。
【答案】(1)只生成CO
(2)排出装置中空气
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(4)③
(5)没有尾气处理装置
【解析】（1）碳和氧结合可能生成CO2，也可能生成CO，因此碳与氧化铜反应的实验中生成气体可能生成CO2，也可能只生成CO，还可能生成CO、CO2的混合气体，故填：只生成CO；
（2）为防止空气中的氧气和二氧化碳参加反应影响实验结果，在实验开始时，要先通一会儿氮气，排出装置中空气后再加热，故填：排出装置中空气；
（3）C装置中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量的CO会立即变成蓝色，实验中观察到B瓶中试纸变蓝，说明有一氧化碳生成；C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，因此猜想③正确，故填：③；
（5）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，实验装置中存在的不完善之处是：没有尾气处理装置，故填：没有尾气处理装置。
20．（2024·吉林长春·一模）鸡蛋壳的去要成分为碳酸钙，为测定鸡蛋亮中碳酸钙的含量，化学兴趣小组做了如图实验(假设鸡蛋壳中除碳酸钙外的其他成分都不溶于水，且不与稀盐酸反应)。
(1)产生二氧化碳发生反应的化学方程式为 。
(2)计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为 (结果保留一位小数)。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)根据质量守恒定律可知，产生二氧化碳的质量为30g+80g-101.2g=8.8g
解，设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x
CaCO3100x+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑448.8g10044=x8.8gx=20g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为:20g30g×100%≈66.7%
答：鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为66.7%。
【解析】（1）鸡蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）见答案。
命题点01
碳单质的性质及用途
命题点02
实验室制取CO2
命题点03
CO2的性质及用途
命题点04
CO的性质及用途
命题点05
CO的还原性实验探究
名称
金刚石
石墨
C60
结构模型
构成
C原子
C原子
C60分子
色、态、形
无色透明、正八面体形状的固体
深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体
形状似足球，又叫足球烯
硬度
天然存在的最硬的物质
质软，有滑腻感
导电性
不导电
具有良好的导电性
常温下不导电
用途
用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品
制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等
有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域
区别与联系
都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气大
能溶于水
性质
用途
不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气
用于灭火
二氧化碳是光合作用的原料
能被植物光合作用利用
能溶于水并与水反应生成碳酸
制碳酸饮料
可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠）
作化工产品的原料
固体二氧化碳（干冰）升华吸热
作制冷剂、人工降雨
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气密度略小
难溶于水
日常生活
解释说明
A
用铅笔写字
石墨具有导电性
B
节约用电
亮亮同学践行低碳的生活理念
C
用蜡烛照明
蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D
晾晒湿衣服
水分子的质量和体积都很小
选项
实验
现象
结论
A
检验氢气的纯度
点燃氢气时发出尖锐爆鸣声
氢气较纯
B
称量盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量
反应前后称量结果不同
参加该反应的反应物质量总和不等于生成物质量总和
C
检验某混合气体的成分
黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊
混合气体中可能含有CO
D
在酒精灯火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
烧杯内壁有无色液滴产生
酒精中含有碳元素和氢元素
序号
反应物
收集每瓶气体所用时间(单位：秒)
盐酸
浓度
盐酸
体积
大理石
形状
第1瓶
第2瓶
第3瓶
第4瓶
第5瓶
第6瓶
实验1
10%
70mL
小颗粒
8
9
10
12
14
19
实验2
块状
11
12
15
17
21
23
实验3
7.5%
70mL
小颗粒
10
12
13
15
17
26
实验4
块状
t
14
16
19
22
24
实验5
5%
70mL
小颗粒
14
18
19
32
63
—
实验6
块状
20
31
59
—
—
—
A
B
C
D
E
F
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