1、第六单元 碳和碳的氧化物 知识点回顾知识点1：金刚石、石墨和C60一、氧化还原反应1、碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）碳 + 某些金属氧化物高温 金属单质 + CO22、氧化还原反应分析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）4、补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应
2、生成另一种单质和另一种化合物的反应。二、碳单质及其物理性质和用途1.碳单质的物理性质比较碳单质石墨C碳原子构成金刚石C碳原子构成C60C60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*C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。*同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合
3、物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等）*同种元素组成的纯净物才是单质。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。2、注意以下几点：（1）关于碳单质的物理性质及用途，可以根据“结构性质用途”这个相互关系来互推巧记和理解；（2）虽然金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳的单质，但是金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却可以说是天然存在的最软的物质，它们的物理性质之所以相差这么大，是由于其中的碳原子的排列方式不同造成的；（3）金属光泽一般是金属的特性，可是石墨却具有金属光泽，但是它不是金属；这一点有特别注意；（4）不同种类的碳：木炭和活性炭：有疏松多
4、孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。 活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。焦 炭：用于冶炼金属。炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。（碳和炭的区别：“碳”是元素名称，并不指具体某种物质；“炭”表示由碳元素组成的具体物质）。三、碳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（原因：碳原子的最外层电子数为4，不易得失）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
5、分烤焦增强耐腐蚀性。2、可燃性（作燃料）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 CO22C + 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。3、还原性木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论黑色粉末逐渐变成光亮的红色；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 高温 2Cu+CO2实验分 析木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气
6、反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。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。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。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，知识点2：二氧化碳制取的研究一、二氧化碳制取的反应装置选择1、发生装置 选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）（1）固固加热型如图：应用：高锰酸钾制氧气、氯酸钾制氧气注意：试管口略向下倾斜（2）固液常温型如图：应用：大理石（石灰石）和稀盐酸制二氧化碳补充改进装置：块状大理石和稀盐酸制二氧化碳的装置改进
7、，可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始；开始：打开弹簧夹开始：打开弹簧夹，液体淹没固体开始：将布袋子浸入溶液中开始：将试管浸入液体中停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止停止：关闭弹簧夹停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧停止：提起布袋子离开液面停止：提起试管离开液面2、收集装置选择依据：气体的溶解性；气体的密度（气体相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比判断）排水集气法向上排空气法向下排空气法适合气体溶解度小不与水反应的气体适合密度比空气大不与空气反应的气体适合密度比空气小不
8、与空气反应的气体注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 所有气体从短管进V排出的水=V气体为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是要影响手机的气体的纯度气体进入集气瓶后出现在装置下端气体的验满在另一侧出气口气体进入集气瓶后出现在装置上端气体的验满在另一侧出气口二、二氧化碳制取的研究1、工业制二氧化碳：煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧
9、化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）2、实验室制二氧化碳：（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。（3）检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。（4）验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 知
10、识点3：二氧化碳和一氧化碳一、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，高压低温下可得固态二氧化碳（干冰）2、化学性质：二氧化碳不能燃烧；不支持燃烧；应用：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。3、证明二氧化碳的密度大于空气（1）实 验：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。 （2）现 象：将水倒入装满CO2的软塑料瓶，旋紧瓶塞，振荡，软塑料瓶变瘪。（3）分析：二氧化碳溶于水使瓶内气压变小，大气压使瓶子变瘪。 4、证明二氧化碳与水反应（资料：紫色石蕊试液遇酸性溶液变红）实验操作干燥的石蕊小
11、花上喷稀醋酸干燥的石蕊小花上喷水把干燥的小花放进CO2气体中把用水湿润的石蕊小花放入CO2气体取出实验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+CO25、证明二氧化碳与澄清石灰水反应操作：将二氧化碳通入澄清石灰水；现象：澄清石灰水变浑浊：化学反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3+H2O（用于检验二氧
12、化碳气体）。二、二氧化碳的用途CO2的用途依据的性质干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。干冰升华吸热（物理变化）灭火二氧化碳不能燃烧；不支持燃烧；密度比空气的大温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量CO2是光合作用的原料，能促进光合作用制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸化工原料，制纯碱、尿素等能与多种物质反应三、二氧化碳对环境的影响二氧化碳对环境的影响，有两方面，是一把双刃剑：1、有利的方面：促进绿色植物进行光合作用，满足人和动物所需的有机物（主要是淀粉）的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环，等等；2、不
13、利的方面：（1）二氧化碳本身没有毒性，但它不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响（因此，在人群密集的地方应该注意通风换气）；（2）由于人类活动（如化石燃料燃烧、森林遭到破坏等）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等，现在地球上气温越来越高，主要是因为二氧化碳增多造成的；因为二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜那样，具有保温的作用，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应，除二氧化碳外，现在这一群体的成员越来越多，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷-氟利昂等，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6，照这样下
14、去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5-4.5；还有，海平面升高也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25-140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将全部融化，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等；（3）虽然大气中的水蒸气、云量、颗粒物有可能抵消温室效应，但对温室效应及其长期影响还需要人们进一步研究；为了保护人类赖以生存的环境，我们应该共同采取措施，防止温室效应进一步增强；例如，人类应该减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，等等。四、一氧化
15、碳的性质1、物理性质：一氧化碳的物理性质是无色无味的气体，不溶于水，密度比空气的略小（密度为l.25g/L，空气为1.293g/L），熔点是-199，沸点是-191.5。2、化学性质：包括可燃性、还原性、毒性。（1）可燃性纯净的CO安静的燃烧，产生蓝色火焰，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变变浑浊。 澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3+H2O燃烧的化学方程式：2CO+O2点燃2CO2 用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度（验纯）。 煤炉底部：C+O2点燃CO2 煤炉中部：C+CO2高温2CO 煤炉上口：2CO+O2点燃2CO2（2）还原性
16、A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。CO+CuO Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2OC处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。2CO + O2 2CO2(1)澄清石灰水的目的是检验二氧化碳的生成(2)右侧酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气（3）尾气处理的方法用气球收集尾气(图A)用排水法收集尾气(图B)换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处将尾气燃烧(图C)【注意】先通一氧化碳后加热的原因是：排出装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸。实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因是防止热的铜遇到空气又被氧化。A
17、 B C在 CO+CuO Cu+CO2 中，CO得氧被氧化， CO具有还原性，作还原剂，用途：冶炼金属。CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。五、一氧化碳中毒及毒性1、一氧化碳的毒性：是指它极易与人体血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；2、中毒生理过程：CO极易与血液中的血红蛋白结合，结合能力是氧气的200300倍，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。处理方法：（1）万一CO中毒了，怎么急救？轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的立即送医院医治。（2）万一煤气泄漏，怎么处理
18、？及时关闭阀门，开窗通风。（3）冬天用煤火取暖时，应该注意什么？一定要装烟囱，并注意开窗通风，防止中毒。（4）用煤炭取暖时，火炉上放一盆水，可以预防中毒吗？不能，因为CO难溶于水。（5）煤气罐中掺有微量具有刺激性气味的气体，为什么？便于泄漏时及时发现。（6）检查煤气泄漏的时候怎么检漏？用肥皂水检验，有气泡产生说明漏气了。六、自然界中的碳循环1、自然界的二氧化碳循环（1）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等（2）消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。2、大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类
19、活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。七、气体的鉴别和除杂1、二氧化碳和一氧化碳鉴别鉴别方法现象及结论通入澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO分别点燃在空气中能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO还原金属氧化铜通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO22、除杂：括号外为主要物质，括号内为杂质。CO【CO2】通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2OCO2【CO】通过
20、灼热的氧化铜 CO+CuO Cu+CO2 CaO【CaCO3】只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2 典例分析考点1 金刚石、石墨和C60【典例1】（2022吉林）碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（）A硬度都很大 B都可用于制造铅笔芯C都是黑色固体 D常温下化学性质都不活泼【答案】D。【解答】解：A、碳单质的硬度不是都很大，如石墨质软，故选项说法错误。B、碳单质不是都可用于制造铅笔芯，如金刚石硬度大，不能用于制造铅笔芯，故选项说法错误。C、单碳单质不都是黑色固体，如石墨呈深灰色，故选项说法错误。D、常温下碳单质的化学性质都不活泼，故选项说法正确。故选：D。【典
21、例2】（2022江西）取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法正确的是（） AM点对应的固体物质只有两种BN点对应的固体为黑色C反应后产生气体的总质量为（ab）gD0t2min内，固体中铜元素的质量分数不变【答案】C。【解答】解：A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，至N点恰好完全反应，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法错误。B、N点对应的固体为铜，为红色，故选项说法错误。C、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，由质量守恒定律，反应后产生气体的总质量为（ab）g，故选项
22、说法正确。D、反应前后铜元素的质量不变，但固体的质量逐渐减小，0t2min内，固体中铜元素的质量分数增大，故选项说法错误。故选：C。【典例3】（2022内江）2022年6月5日，中国神舟十四号载人飞船成功发射。三位宇航员将在太空进行长达6个月的科学研究。宇航员舱外服的废气处理系统保障着宇航员的生命。（1）该系统用装有活性炭的滤网除去废气中的有害成分，利用了活性炭的 吸附性。（2）宇航员呼出的二氧化碳用含氢氧化锂（LiOH）的滤网吸收，生成碳酸锂和水。该反应的化学方程式为 CO2+2LiOHLi2CO3+H2O。【答案】（1）吸附；（2）CO2+2LiOHLi2CO3+H2O。【解答】解：（1）
23、活性炭具有吸附性，可以除去有毒气体；故答案为：吸附；（2）二氧化碳与氢氧化锂反应生成碳酸锂和水，反应的化学方程式为CO2+2LiOHLi2CO3+H2O；故答案为：CO2+2LiOHLi2CO3+H2O。【典例4】（2020上海）某班级同学分组进行碳的性质实验，并回收实验后的固体制取胆矾。 按图1进行碳和氧化铜反应的实验，观察到试管中出现红色固体；烧杯中澄清石灰水变浑浊的化学方程式是CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O。碳与氧化铜的反应中，表现出还原性的物质是碳（选填“碳”或“氧化铜”）。上述实验结束后，回收各小组试管内的固体残渣，并以此为原料（固体A）制取胆矾。为将其中的铜元素全部转化到
24、硫酸铜中，有关实验设计如图2。回收得到的固体A中可能含有铜、碳、氧化铜。请根据中的实验，写出A中可能含有氧化铜的一个原因碳的量不足（还原出铜重新被氧化）等。胆矾的化学式是CuSO45H2O。溶液B中溶质主要是硫酸铜。请将“固体A”转化为“溶液B”所需的实验步骤补充完整将固体A在空气中充分灼烧后加入适量的稀硫酸（在各步骤中须写明所用试剂及进行的操作）。【答案】（1）红；CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O；碳。（2）碳的量不足（还原出铜重新被氧化）等；CuSO45H2O；将固体A在空气中充分灼烧后加入适量的稀硫酸。【解答】解：按图1进行碳和氧化铜反应的实验，由于碳在高温条件下与氧化铜反应生成
25、了铜和二氧化碳，所以观察到试管中出现红色固体；烧杯中澄清石灰水变浑浊的原因是生成了的二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，化学方程式是：CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O。在碳与氧化铜的反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，表现出还原性。回收得到的固体A中可能含有铜、碳、氧化铜。请根据中的实验，A中可能含有氧化铜的原因是：碳的量不足、还原出铜重新被氧化等。胆矾的化学式是：CuSO45H2O。由题意可知，固体A可能含有铜、碳、氧化铜。B的主要成分是硫酸铜，由于碳、铜不与稀硫酸反应，氧化铜能与稀硫酸反应反应生成了硫酸铜，所以请将“固体A”转化为“溶液B”所需的实验步骤是：将固体A在空气中充分灼烧后
26、加入适量的稀硫酸。故答案为：（1）红；CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O；碳。（2）碳的量不足（还原出铜重新被氧化）等；CuSO45H2O；将固体A在空气中充分灼烧后加入适量的稀硫酸。考点2 二氧化碳制取的研究【典例5】（2022岳阳）如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是（ ）A用过氧化氢溶液制取O2，可选用装置组合B用装置制取CO2，分液漏斗中应装稀硫酸C用装置收集CO2，气体应从管口c通入D要做铁丝燃烧实验，用收集O2时建议留部分水【答案】D。【解答】解：A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，该反应属于固液常温型，因此不能选择作为氧气的发生装置，故A错误
27、；B、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物质，会覆盖在大理石的表面而阻止反应的进一步发生，反应不彻底，故B错误；C、二氧化碳的密度比空气大，用装置收集CO2，气体应从管口b通入，故C错误；D、要做铁丝燃烧实验，用收集O2时建议留部分水，以防高温生成物溅落，炸裂瓶底，故D正确。故选：D。【典例6】（2022河北）如图所示为实验室制取二氧化碳的部分操作，其中错误的是（）A检查气密性B加入石灰石C加入稀盐酸D收集二氧化碳【答案】B。【解答】解：A、检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管，观察是有气泡冒出，则气密性良好，故A
28、正确；B、取用块状固体时，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，故B错误；C、倾倒液体时，瓶塞应倒放，试管稍微倾斜，瓶口应紧挨，标签应朝向手心处，图中操作正确，故C正确；D、二氧化碳的密度比空气大，且不与空气成分反应，可以采用向上排空气法收集，导管要接近集气瓶的底部，故D正确。故选：B。【典例7】（2022湖州）实验室常用分解高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢的方法制取氧气；常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体。（1）图 B（填字母）装置既可作为制取氧气也可作为制取二氧化碳的发生装置。（2）实验室收集二氧化碳选用C装置而不用D装置的原因是 二氧化碳密度大于空气。【答案】（1）B
29、；（2）二氧化碳的密度大于空气。【解答】解：（1）实验室利用过氧化氢溶液制取氧气和利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物都是固体和液体，反应条件都是常温，因此都可以采用B作为发生装置，故答案为：B；（2）二氧化碳的密度大于空气密度，因此用C装置收集而不用D装置收集，故答案为：C。【典例8】（2022阜新）如图是实验室制取气体的部分实验装置。（1）仪器的名称是 酒精灯。（2）实验室制取二氧化碳可选用的发生装置和收集装置是 AD（填字母序号）。（3）用B装置制备氧气的化学方程式是 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2或2KClO32KCl+3O2。（4）可用向下排空气法收集氢气的原因是 氢气的
30、密度比空气小。（5）用E装置收集氧气，不纯的原因可能有 没有等到导管口的气泡连续、均匀冒出时就开始收集（或集气瓶内没有装满水）（写一点即可）。【答案】（1）酒精灯；（2）AD；（3）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2或2KClO32KCl+3O2；（4）氢气的密度比空气小；（5）没有等到导管口的气泡连续、均匀冒出时就开始收集（或集气瓶内没有装满水）。【解答】解：（1）仪器的名称是酒精灯；故答案为：酒精灯；（2）反应物为大理石或石灰石和稀盐酸，为固液常温型，选择A为发生装置，二氧化碳密度比空气大，选用向上排空法收集，能溶于水，不能选用排水法收集，所以收集装置为D；故答案为：AD；（3）装置
31、B适用于固体加热制氧气，即加热高锰酸钾生成氧气、二氧化锰和锰酸钾，化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2，还可采用氯酸钾与二氧化锰的混合物加热制氧气，同时生成氯化钾，化学方程式为2KClO32KCl+3O2；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2或2KClO32KCl+3O2；（4）氢气的密度比空气小，因此可采用向下排空气法来收集氢气；故答案为：氢气的密度比空气小；（5）用E装置收集氧气，不纯的原因可能有没有等到导管口的气泡连续、均匀冒出时就开始收集，或集气瓶内没有装满水；故答案为：没有等到导管口的气泡连续、均匀冒出时就开始收集（或集气瓶内没有装满水）。考点3 二氧化
32、碳和一氧化碳【典例9】（2022上海）关于二氧化碳的说法，正确的是（）A二氧化碳分子由碳原子和氧分子构成 B能使紫色石蕊试液变蓝C常用块状大理石和稀硫酸反应制得 D可用于制作碳酸饮料【答案】D。【解答】解：A、二氧化碳分子由碳原子和氧原子构成，A错误；B、二氧化碳的水溶液使紫色石蕊试液变红，B错误；C、二氧化碳常用块状大理石和稀盐酸反应制得，C错误；D、二氧化碳能与水反应生成碳酸，可以用于制作碳酸饮料，D正确；故选：D。【典例10】（2022上海）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。【解答】解：由化学方程式CO+CuOCu+CO2可知，在
33、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。【典例11】（2022济南）2022年北京冬奥会国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2直冷制冰新技术，该技术通过CO2汽化吸热完成制冰过程。下列相关说法中，不合理的是（）ACO2属于氧化物 B液态CO2汽化属于化学变化C该制冰新技术的使用有利于环境保护 D该制冰过程中水分子的构成不变【答案】B。【解答】解：A、二氧化碳是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故选项说法正确。B、液态CO2汽化，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法错误。C、CO2直冷制冰新技术，该技术通过CO2汽化吸热完成制
34、冰过程，该制冰新技术的使用有利于环境保护，故选项说法正确。D、该制冰过程中水分子的构成不变，变化的是分子间的间隔，故选项说法正确。故选：B。【典例12】（2021张家界）2021年我国政府工作报告指出：扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。根据所学化学知识回答下列有关碳的问题：（1）碳原子的结构示意图为，请你写出一条从图中获取的信息 核内质子数与核外电子数相等。（2）“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术，每年可从燃煤发电厂“捕捉”约1600万吨二氧化碳并对其进行压缩封存，减少二氧化碳的排放。二氧化碳气体可压缩原因为 分子间有
35、一定的间隔；被封存的二氧化碳有许多用途，请写出其中的一条 灭火。（3）为实现“碳中和”，达到“净零排放”，下列做法不正确的是 C。A.大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林B.开发氢能，更多利用太阳能等清洁能源C.化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，禁止使用化石燃料（4）“低碳”生活是一种生活态度，也是一种生活理念。请你写出一条生活中践行“低碳”生活的具体做法 出门多乘坐公交车。【答案】（1）核内质子数与核外电子数相等；（2）分子间有一定的间隔；灭火；（3）C；（4）出门多乘坐公交车。【解答】解：（1）根据碳原子的结构示意图可以看出，碳原子核内质子数与核外电子数相等，故填：核内质子数与核外电子数相等；
36、（2）二氧化碳气体可压缩是因为分子间有一定的间隔；被封存的二氧化碳可以用于灭火，故填：分子间有一定的间隔；灭火；（3）A.大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，可以实现“碳中和”，达到“净零排放“，说法正确；B.开发氢能，更多利用太阳能等清洁能源，可以实现“碳中和”，达到“净零排放“，说法正确；C.化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，不能禁止使用化石燃料，说法错误；故填：C；（4）出门多乘坐公交车可以减少二氧化碳的排放，从而实现低碳生活，故填：出门多乘坐公交车。【典例13】（2020莘县一模）部分含碳元素物质间的转化关系如图所示（1）物质X的化学式为CO2；（2）写出CO的一种用途：作燃料；（3）写
37、出图中转化关系中属于复分解反应的化学方程式：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。【答案】（1）CO2；（2）作燃料；（3）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。【解答】解：（1）碳充分燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与一氧化碳、碳酸钙能相互转化，X是二氧化碳，其化学式为CO2。（2）一氧化碳具有可燃性、还原性，可用作燃料、还原剂等。（3）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，属于复分解反应，反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。故答案为：（1）CO2；（2）作燃料；（3）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。 巩固训练一、选择题。1（
38、2021日照）木炭与氧化铜的反应装置如图所示，下列说法错误的是（）A实验中，木炭体现氧化性B实验中，氧化铜发生还原反应C酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度D实验结束时，应先撤出导气管后熄灭酒精灯【答案】A。【解答】解：A.木炭具有还原性，可高温还原氧化铜，说法错误：B.实验中，氧化铜被还原为金属铜，发生还原反应，说法正确：C.实验中，可通过在酒精灯上加网罩来使火焰集中并提高温度，说法正确；D.实验结束时，为防止倒吸，应先撤出导管，后熄灭酒精灯，说法正确。故选：A。2（2021南京）下列物质中，硬度最大的是（）A金刚石B石墨C焦炭D活性炭【答案】A。【解答】解：A、金刚石具有正八面体的结
39、构，它是天然存在的最硬的物质，所以A对B、石墨最软的物质之一，故B不对C、焦炭是煤在干馏时得到的产物，它的硬度不大，故C错D、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，故D错故选：A。3（2021德州）在下列气体的发生装置和收集方法中，实验室制取氧气和二氧化碳时都可以选用的是（）A B C D【答案】B。【解答】解：实验室制取氧气时发生装置可以选择固体加热型和固液常温型，收集氧气可以选择向上排空气法和排水法：二氧化碳的发生装置需要选择固液常温型，二氧化碳的密度大于空气的密度，收集时选择向上排空气法：A是固体加热型发生装置，B是固液不加热型发生装置，C是排水法收集装置，D是向下排空气法收集装置，故选
40、：B。4（2021攀枝花）某同学在实验室制取二氧化碳的过程中，进行制取、收集、检验、验满的四步操作如下图所示，其中正确的是（）A制取 B收集 C检验D验满【答案】C。【解答】解：A、用图示装置制取二氧化碳时，长颈漏斗一定要伸入液面以下，以防产生的气体由长颈漏斗逸出，操作错误，不合题意；B、二氧化碳的密度比空气大，所以采用向上排空气法来收集二氧化碳，操作错误，不合题意；C、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故常用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体，操作正确，符合题意；D、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，所以收集二氧化碳时的验满方法是将燃着的木条放在集气瓶
41、口，观察木条是否熄灭，不可伸入集气瓶内，操作错误，不合题意。故选：C。5（2022常州）干冰可用于疫苗等特殊药品的低温运输。下列说法正确的是（）A干冰由水分子构成 B构成干冰的微粒静止不动C构成干冰的微粒间无间隙 D干冰升华吸热使环境温度降低【答案】D。【解答】解：A、干冰是固态二氧化碳，由二氧化碳分子构成，故A错；B、分子始终在不断运动，故B错；C、分子之间有间隔，构成干冰的微粒间有间隙，故C错；D、干冰升华需要吸热，使周围温度降低，故D正确。故选：D。6（2022日照）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳
42、中和最直接有效的是（）A大力推广使用脱硫煤 B加快煤的开采与使用，大力发展经济C大规模开采可燃冰作为新能源 D用氨水捕集废气中的CO2，将其转化为氮肥【答案】D。【解答】解：A、大力推广使用脱硫煤，能减少有害气体二氧化硫的产生，但不能减少二氧化碳的排放，不利于实现“碳中和”，故该项错误。B、加快煤的开采与使用，大力发展经济，会增加二氧化碳的排放，不利于实现“碳中和”，故该项错误。C、大规模开采可燃冰作为新能源，可燃冰的主要成分是甲烷的水合物，燃烧生成大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”，故该项错误。D、用氨水捕集废气中的CO2，将其转化为氮肥，能减少空气中二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”，
43、故选项正确。故选：D。二、填空题。7（2021哈尔滨）分类、类比是学习化学常用的方法。（1）下列实验或操作中均有气泡出现。请从14号容器内，气泡中气体的主要成分属于纯净物或混合物的角度，将下列实验A与 C（填字母）分为一类，分类依据是：气泡中气体的主要成分均属于 纯净物。A水通电分解B检查装置气密性C向试管中加入稀硫酸（2）3CO+Fe2O33CO2+2Fe，H2+CuOH2O+Cu，在这两个反应中Fe2O3、CuO都发生了还原反应，据此推测H2+CuOH2O+Cu反应中 CuO发生了还原反应，此反应中氢元素的化合价由 0价变为+1。【答案】（1）C；纯净物；（2）CuO；0。【解答】解：（1
44、）实验A中试管1、2中的气体分别是氢气、氧气，属于纯净物；B中产生的气体是空气，C中产生的气体是氢气，则实验A与C分为一类，分类依据是：气泡中气体的主要成分均属于纯净物。（2）3CO+Fe2O33CO2+2Fe，H2+CuOH2O+Cu，在这两个反应中Fe2O3、CuO都发生了还原反应，H2+CuOH2O+Cu反应中氧化铜失去了氧，发生了还原反应；氢气属于单质，氢元素的化合价为0，此反应中氢元素的化合价由0价变为+1。故答案为：（1）C；纯净物；（2）CuO；0。8（2020绍兴）如图是实验室制取、收集、检验气体的常用装置。（1）图甲中，在试管口放棉花的目的是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；用图示方法收集氧气的理由是氧气不易溶于水且不与水反应。（2）用图乙装置制取并检验CO2性质时，澄清石灰水始终未见浑浊，原因可能是盐酸浓度过高，具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体能与氢氧化钙反应。【答案】（1）防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；氧气不易溶于水且不与水反应；（2）盐酸浓度过高，具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体能与氢氧化钙反应。【解答】解：（1）图甲中，在试管口放棉花的目的是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。图示方法是排水法，用图示方法收集氧气，是因为氧气不易溶于水且不与水反应。（2）盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与石灰水反应生成氯化钙和水，会导致石灰水始终未变浑浊，澄
