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第2讲 碳和碳的氧化物
命题点1 碳单质的结构和性质(6年4考)
1．(2015·山西·9题·2分)物质的结构决定性质，下列有关说法错误的是( D )
A．过氧化氢与水化学性质不同的原因是分子构成不同
B．盐酸与硫酸化学性质相似的原因是在水溶液中都含有H＋
C．氢氧化钠与氢氧化钙化学性质相似的原因是在水溶液中都含有OH－
D．金刚石与石墨物理性质差异较大的原因是碳原子的结构不同
命题点2 二氧化碳与一氧化碳的性质和用途(6年5考)
2．(2015·省适应性·7题·2分)下列有关物质的用途，与性质不对应的是( B )
A．铜丝用作电线，是因为铜具有导电性
B．洗涤剂能清洗餐具上的油污，是因为洗涤剂能溶解油污
C．二氧化碳用于灭火，是因为二氧化碳密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧
D．稀有气体能制成多种用途的电光源，是因为稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
3．(2013·山西·8题·2分)下列说法正确的是( C )
A．CO 的水溶液呈酸性，所以用于制作汽水
2
B．NaOH的水溶液呈碱性，所以用于改良酸性土壤
C．石墨具有导电性，所以常用作电池电极
D．生石灰遇水能放出热量，所以常用作干燥剂
4．(2015·省适应性·10题·2分)下列实验方案设计合理的是( B )
A．证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生反应，应向少量混合后的溶液中滴加硝酸银溶液
B．证明二氧化碳和氢氧化钠溶液发生反应，应向少量通入气体后的溶液中滴加稀盐酸
C．证明生石灰中混有熟石灰，应向少量样品中加入水，过滤后向滤液中滴加酚酞溶液
D．证明二氧化碳中混有一氧化碳，应将混合气体通入澄清石灰水
5．(2014·山西·26题·8分)化学兴趣小组的同学设计并进行了CO 的制取与性质的
2
实验。
制取与性质：如图A，检查装置的气密性，操作为导管末端放入水中，手握试管，观察到
导管口有气泡冒出。然后加入药品，固定装置，制取 CO ，有关化学方程式为CaCO ＋
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2HC l = = =CaC l ＋ H O ＋ C O↑。如图B，现象为下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明CO 的性
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质是不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大。由此推知，一般情况下可燃物燃烧的条件之一
是 与 O ( 或空气 ) 接触 。
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反思与交流：
(1)制备气体时选择发生装置需考虑的因素有反应物的状态和反应条件。
(2)欲证明人吸入的空气与呼出的气体中CO 的含量不同，你的实验操作是取一瓶空气、
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一瓶等体积的呼出气体， 加入等体积、等浓度 ( 或等溶质质量分数或饱和 ) 的澄清石灰水，振
荡。命题点3 气体的制取(6年6考)
6．(2013·山西·10题·2分)在实验室中，同学们用如下装置制取纯净的CO，下列说
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法不正确的是( A )
(查阅资料：饱和碳酸氢钠溶液可以吸收HCl而不吸收CO)
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A．①中固体反应物也可用NaCO 代替
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B．③中没有白色沉淀产生，说明CO 气体中已经不混有HCl气体
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C．④中浓HSO 的作用是吸收CO 气体中混有的HO
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D．将燃着的小木条放在⑤中的集气瓶口，可以检验集气瓶是否收集满CO
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7．(2017·山西·28题·6分)下图是实验室制取气体的常用装置，请根据装置图回答
下列问题：
A B C D
(1)仪器名称①铁架台，②长颈漏斗。
(2)为探究二氧化碳的性质，小雪制取并收集了一瓶二氧化碳气体，她选择的装置是
BC(填字母序号)，反应的化学方程式为CaCO ＋ 2HC l = = =CaC l ＋ H O ＋ C O↑，该反应属于的基
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本反应类型是复分解反应。
8．(2012·山西·26题·6分)以下是实验室常用的装置，请根据装置回答下列问题
(1)实验室若要制取干燥的氧气，应选择装置的连接顺序为ADB(填字母)，有关反应的化学方
程式为2HO ==== = 2 H O ＋ O↑。
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(2)若将制得的二氧化碳通入E，实验现象是紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳与水反应生成
了碳酸 ( 或二氧化碳与水生成了酸性物质 )。小晋将气体通入F中，他可能探究的问题是该气
体是否为二氧化碳 ( 或该气体能与澄清石灰水反应吗 )。
提分训练1 碳单质的结构与性质
(2017·长沙)下列有关碳单质的说法错误的是( D )
A．金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳
B．金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同C．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼
D．金刚石和石墨都是硬度最大的物质
(2017·重庆A卷)如图为干电池的结构示意图，干电池中含有较多的碳粉和石
墨，依据碳元素组成的物质回答下列问题。
(1)下列说法错误的是B(填序号)。
A．石墨具有导电性
B．碳纳米管是化合物
C．金刚石与C 中碳原子的排列方式不同
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(2)冬天用木炭烤火容易产生CO(填化学式)，使人中毒。
提分训练2 二氧化碳与一氧化碳的性质和用途
(2017·娄底)下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是( C )
A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
B．碳在空气中充分燃烧时生成CO，不充分燃烧时生成CO
2
C．CO和CO 的组成元素相同，所以它们的化学性质也相同
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D．CO可用于冶炼金属，作气体燃料，CO 可用于人工降雨、灭火
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(2017·重庆B卷)某同学设计了如图所示的装置，用于实验室制取 CO 并对它
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的部分性质进行探究，按要求答题。
A B C D
(1)仪器m的名称是锥形瓶，图A中发生反应的化学方程式为CaCO ＋ 2HC l = = =CaC l ＋ HO
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＋ C O↑。
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(2)若要图B中的两个气球悬浮在空气中，则气体甲可能是c(填序号)。
a．空气 b．氧气 c．氢气
(3)向图C中的试管中通入CO，当出现红色恰好消失的现象，表明石灰水的溶质刚好完
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全沉淀。
(4)向图D中的塑料软瓶中倒入一定量的NaOH溶液，迅速拧紧瓶盖，振荡，可观察到瓶子
变瘪。若使塑料软瓶恢复原状，可用注射器向瓶中注入过量的 盐酸 ( 或硫酸 )(填试剂名称)充
分反应即可，反应完成后瓶中溶液的溶质是 NaC l 和 HC l(填化学式)。
实验突破与活动建议 气体的制取
(2015·山西)如图是初中化学实验室常见气体的制取装置：A B C D E
(1)实验室制取氧气的原理之一是2KMnO ===== KMnO ＋ Mn O ＋ O↑(用化学方程式表示)，此
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原理对应的发生装置是A(填序号)。用D装置收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放在
集气瓶口，如果复燃，则证明已满；
(2)收集二氧化碳应选择的装置为D(填序号)。理由是二氧化碳的密度大于空气且能溶于水，
欲收集一瓶干燥的二氧化碳，还需选用E装置，则E中应装入的药品是浓硫酸。
(易错题)(2015·百校联考三)同学们在研究二氧化碳实验室制取时，比较了以
下四个实验：
实验 A B C D
制取
收集
(1)实验A中现象是发出白光，放出热量。实验结束后，燃烧的木炭往往用水浇灭，
灭火的一个原因是 降温至着火点以下 ( 或隔绝空气 )。
(2)在实验室，我们不选择实验A、B制取二氧化碳的原因分别是气体不纯、不易收集、反
应速率太快、不易收集。实验室制备气体时应考虑：①原料廉价、易得，② 反应速率适中 ( 合理
即可 )。经过研究，同学们确定了实验室制取二氧化碳的原理，有关的化学方程式是CaCO＋
3
2HC l = = =CaC l ＋ H O ＋ C O↑。
2 2 2
1．(2017·黄石)下列说法正确的是( B )
A．CO可使澄清石灰水变浑浊
B．铁制品在潮湿空气中比在干燥空气中更易腐蚀
C．合金中只有金属元素
D．金刚石和石墨的硬度都很大
2．(2017·福建)十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二
氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是( A )
A．金刚石属于有机物
B．金刚石燃烧过程放出热量
C．金刚石具有可燃性
D．聚集日光使温度达到金刚石的着火点
3．(2017·陕西)推理是常用的学习方法。下列推理正确的是( D )
A．化合物中含不同种元素，所以含不同种元素的物质都是化合物B．木炭、活性炭可用于净化空气，所以碳单质都能净化空气
C．CO、SO 均可与碱溶液反应，所以非金属氧化物一定能与碱溶液反应
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D．点燃可燃性气体前要验纯，所以点燃甲烷前一定要验纯
4．(2017·百校联考二)实验室用氯酸钾与二氧化锰加热制取氧气，下列说法中正确的
是( D )
A．实验完毕，迅速取下试管，用水冲洗
B．完全反应后剩余的固体物质是纯净物
C．发生装置中所用的玻璃仪器有试管、导气管、酒精灯、长颈漏斗
D．充分反应后的剩余固体中获得二氧化锰的方法是溶解、过滤、洗涤、干燥
5．(2015·百校联考三)下列关于碳、氧循环的说法不正确的是( C )
A．动植物呼吸和化石燃料的燃烧，消耗了氧气，产生了二氧化碳
B．自然界绿色植物的光合作用吸收二氧化碳的同时放出氧气
C．碳循环就是指碳单质和二氧化碳的相互转化
D．森林的大面积砍伐会对自然界的碳、氧循环产生影响
6．(2015·百校联考二)周末的时光，阅读是小明的最爱。
碳元素就是组成生物体的基本元素，也是组成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。在自
然界中，有硬度极高的金刚石、最软的矿物之一石墨；有植物光合作用所依赖的二氧化碳，也
有有毒气体一氧化碳；还有可用作建筑材料的大理石、生命的基石——蛋白质等。
植物的光合作用是利用水和空气中的二氧化碳，生成葡萄糖并释放出氧气；而动植物的
呼吸过程和化石燃料的燃烧则消耗氧气，放出二氧化碳；从而完成了二氧化碳在自然界的循
环。
1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NHCNO)合成出有机化合物——尿素
4
[CO(NH)]，由此突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。继维勒之后，人们以含碳无机
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化合物为原料，相继合成出大量的有机化合物，满足了人类在能源和材料等方面的需要。
总之，碳及其化合物间的转化有单质与氧化物、氯化物与酸、氧化物与氧化物、以及无机
物与有机物之间的转化等。
阅读后请我们共同思考：
(1)金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但具有不同的物理性质，其原因是碳原子排
列方式不同。一氧化碳和二氧化碳具有不同的化学性质，其原因是分子构成不同。
(2)木炭在氧气中燃烧后的生成物可能不同，其原因是氧气是否充足；二氧化碳和水反
应既能生成碳酸，也能生成葡萄糖，其原因是化学反应的条件不同，产物不同。
(3)关于自然界中的碳循环的一点新认识是CO 循环属于碳循环；关于有机物和无机物
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之间的关系的一点新认识是 有机物和无机物可以在一定条件下相互转化 ( 合理即可 )。
7．(2016·百校联考三)利用下列仪器进行气体的制备实验，请完成下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：A铁架台，C试管；
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的反应方程式为2KMnO ===== KMnO ＋ Mn O ＋ O↑。加热
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时，若试管底部距离酒精灯火焰的外焰太远，你采取的操作是将铁夹下调到合适位置；
(3)实验室制取二氧化碳所用的药品是 大理石 ( 或石灰石 ) 与稀盐酸 ，从上述仪器中组合
两套制二氧化碳的发生装置，你选择的仪器组合是 BDE ( 或 ACF )(填字母序号)；(4)若用G装置收集二氧化碳气体，其验满的方法是用燃着的木条靠近a(填字母)口，木
条熄灭表明已满。
8．(2016·省适应性)对比是化学实验中重要的学习方法，下列为两个探究实验的改进
装置，请回答问题：
图A 图B
(1)图A实验观察到的现象是干燥的紫色石蕊小花不变色，而湿润的紫色石蕊小花变成
红色，通过对比可说明CO 能与水反应；
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(2)通过对比图B所示实验，加入HO 溶液后，看到左侧试管比右侧试管中产生气泡的速
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率快，此外还可观察到左侧玻璃管内的液柱上升比右边高，说明MnO 对此反应的催化效果比
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水泥好。分析该实验设计不合理的理由二氧化锰和水泥块的形态不同。
9．(2017·长沙)将适量二氧化碳通入100 g氢氧化钠溶液中，恰好完全反应后，得到
108.8 g碳酸钠溶液。请计算：
(1)参加反应的二氧化碳的质量为8.8g；
(2)氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
解：设反应的氢氧化钠的质量为x。
CO＋2NaOH===NaCO＋HO
2 2 3 2
44 80
8．8 g x
＝ x＝16 g
氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%＝16%
答：氢氧化钠溶液的溶质质量分数为16%。
10．(2017·武汉)木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图所示。
木炭还原氧化铜 一氧化碳还原氧化铜
下列说法正确的是( D )
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应B．两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变
C．两个实验中都可观察到红色固体变黑
D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
11．(2017·邵阳)根据下列装置图，回答问题：
A B C D E F
(1)用高锰酸钾制取氧气，选用的发生装置是A(填序号)，为防止高锰酸钾粉末进入导管，
该装置需做一点改进的是在试管口塞一团棉花，若用D装置收集氧气，当观察到气泡连续均
匀冒出时，便可开始收集。
(2)实验室制取二氧化碳应选用的一组装置是BC(填序号)，反应的化学方程式是CaCO
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＋ 2HC l = = =CaC l ＋ C O ↑＋ HO。图G是某同学利用报废试管设计的制二氧化碳的发生装置，该
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设计除了废物利用的优点外，请另写一个优点： 节约药品 ( 或可随时控制反应的发生或停止
或其他合理答案均可 )。
(3)用收集的氧气完成图E铁丝燃烧的实验，集气瓶中预先放少量水的原因是防止高温
熔融物溅落使瓶底炸裂；如图F向装满CO 的软塑料瓶注入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，
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振荡，观察到的现象是软塑料瓶变瘪。
12．(2017·长沙)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，
提出了如下猜想：
a．可能是二氧化碳；b.可能是一氧化碳。
并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：
Ⅰ.若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；
Ⅱ.若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳。
请你分析并回答：
(1)该同学的猜想是否严谨？请你说明理由： 不严谨；气体产物可能是 C O 和 C O 的混合
2
物；
(2)设计一个实验，验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案先将混合气体通入澄清石
灰水，再通入足量 NaO H 溶液，再通过盛装 Cu O 的硬质玻璃管，加热，观察现象，若 Cu O 变红则猜想正确；
(3)该实验装置存在的缺陷是没有尾气处理装置；
(4)反应结束时，停止实验的操作步骤是先将导管移出水面，再熄灭酒精灯；
(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管①的方法
是在试管①中用足量稀盐酸清洗。
