碳和碳的氧化物
基础题
一、选择题
1.[中华优秀传统文化](2022武汉)笔、墨、纸、砚并称文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质中属于化学性质的是( )
A.熔点高 B.可燃性
C.难溶于水 D.常温下呈固态
2.(2022北京)下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是( )
A.闻气味
B.观察颜色
C.伸入燃着的木条
D.倒入澄清石灰水
3.(2022龙东)归纳与比较是化学学习的主要方法。关于CO2与CO的知识总结错误的是( )
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：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO支持燃烧
C.用途：固体CO2可用于冷藏保鲜；CO可作燃料
D.危害：CO2无毒；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
4.[2022课标新增·情境素材建议]为实现碳中和，大棚蔬菜也出了一份力，下列相关说法不正确的是( )
A.将工厂排放的二氧化碳直接通入大棚降低种植成本
B.绿色植物吸收二氧化碳，促进生长
C.冬天增加二氧化碳含量，有利于大棚保温
D. CO2含量过高时，菜农不可长期待在大棚
5.[素材来源：人教上册P117、126]如图所示实验分析，不正确的是( )
A.甲：软塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能与水反应
B.乙：木条的燃烧现象不同，说明空气与人体呼出气体中O2的含量不同
C.丙：纸天平向右倾斜，说明二氧化碳的密度比空气大
D.丁：溶液由红色变为紫色，说明二氧化碳与水反应生成的碳酸易分解
6.(2022石家庄43中一模)碳及含碳物质有如下图所示的转化关系，下列说法不正确的是( )
A.反应①只有通过化合反应才能实现
B.X可能是甲烷
C.物质Y可以为稀盐酸
D.反应②条件是高温
二、填空及简答题
7.“碳家族”的成员很多，用途很广。
(1)金刚石和石墨的物理性质差异大的原因是______________________。
(2)用于制作铅笔芯的碳单质是______。
(3)金刚石可装在玻璃刀刀头上切割玻璃，利用的金刚石物理性质是________。
(4)已知反应：2Mg＋CO2 2____＋C，则Mg着火时________(选填“能”或“不能”)使用干粉灭火器灭火。
(5)“低碳生活”是一种生活理念。写出践行“低碳生活”的具体做法______________。
8. 根据如图所示实验回答问题：
(1)甲是木炭还原氧化铜实验，实验过程中可观察到的现象是____________________________；停止加热时，若先熄灭酒精灯后将导管从澄清石灰水中撤出，可能造成的后果________________________。
(2)乙是制取并验证二氧化碳性质的实验。打开止水夹，向a中注入稀盐酸，观察到b中________________；关闭止水夹，观察到a中长颈漏斗内液面上升，出现该现象的原因是________________________________；用a装置制取气体时应注意的问题是____________。
【解题关键点】 针对第8(2)题：本题的关键点在于明确乙图控制反应发生和停止的原理：关闭止水夹，气体不能排出，压强增大，固液分离，反应停止；打开止水夹，气体排出，固液接触，反应继续。
【易错强化】 针对第8(2)题：如图所示是实验室制取二氧化碳的装置，请回答下列问题： (1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为___________________________________。 (2)用排空气法收集二氧化碳时，导管要接近集气瓶底部的原因是___________________________________ ________________________________。 (3)实验过程中要控制反应的停止，可以通过关闭弹簧夹来实现，其原理是___________________________ _____________________________________________________________________。
拓展设问
(3)乙实验中制取二氧化碳的化学方程式为________________________。
(4)实验室可用__________收集二氧化碳，检验二氧化碳是否收集满的方法是________。
(5)能否用碳酸钠代替石灰石制取二氧化碳，并分析原因__________________。
拔高题
9. 某小组同学用A、B装置及大理石和某浓度的盐酸进行制取并检验CO2的实验。
(1)实验室制取二氧化碳气体时，发生装置A应选用____(选填“C”或“D”)装置。
(2) B中试剂不能选用紫色石蕊溶液的原因是___________________________。
【发现问题】实验中没有观察到B装置中石灰水变浑浊，这是为什么呢？
【作出猜想】猜想1：所用石灰水已经变质；
猜想2：产生的CO2中可能含有HCl气体。
作出猜想2的依据是________________________________。
【实验1】取少量原瓶中的石灰水于试管中，____________(填写实验操作和现象)，证明猜想1不正确。
【实验2】将装置A中产生的CO2通过E装置除杂后，再通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，证明猜想2正确。E装置中的试剂可选择________(选填字母)。
a.NaOH溶液 b.浓硫酸 c.饱和NaHCO3溶液
【发现问题】实验3中，发现澄清石灰水先变浑浊，但是持续通入一段时间 CO2气体后，浑浊又变澄清。
【解决问题】通过查阅资料，发现溶液由浑浊又变澄清是因为通入的CO2过量，CO2能与碳酸钙、水反应生成溶于水的碳酸氢钙。写出该反应的化学方程式________。
【反思交流】[结论开放]通过上述实验3，发现“反应物的量不同，最后的产物可能不同”，试另举出一个实例____________。
10.用如图实验验证CO2的性质。
(1)实验室制取CO2对反应物状态和反应条件的要求是________________。
(2)观察到短蜡烛熄灭后，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭，由此得到的结论是_____________________________
______________________。
(3)观察到纸花变红，由此并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论，理由是_____________________
_______________________________。
11.根据如图所示实验回答问题。
甲 乙 丙
(1)甲是氧化铜还原实验，用酒精灯加热氧化铜部位，观察到的现象是______________，该实验中气球的作用是__________________________，加热炭粉过程中发生反应的化学方程式为________________。
(2)乙要证明呼出的气体比空气中氧气含量少，将燃着的木条同时伸入空气和人体呼出气体中，观察到的现象是________________________。若将燃着的木条换成等质量、等浓度的澄清石灰水，该实验探究的目的是____________________________。
(3)丙是研究CO2与NaOH溶液的反应实验。关闭弹簧夹K，将NaOH溶液全部挤入烧瓶，振荡，然后打开弹簧夹K。观察到的实验现象：__________________________，形成美丽喷泉，写出该反应的化学方程式_______________________________________。
12.在实验室中常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。先向气体发生装置中加入一定量的石灰石，然后将60克稀盐酸分三次加入，每次生成气体的质量如表格所示：
次数 第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸质量/g 20 20 20
生成二氧化碳的质量/g 0.88 0.88 0.44
请计算：
(1)共制得二氧化碳的质量是________。
(2)所用稀盐酸溶质的质量分数。
13.某小组利用如下装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。
(1)装置B中仪器①的名称是________。
(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为________________________________，发生装置是________(填字母序号)。
(3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的________(填“m”或“n”)端通入。
(4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是_____________________________________________________________________________。
拓展设问
(5)在添加药品前，首先进行的操作是______________________。
(6)小明在选取药品时，考虑碳酸钠能与稀盐酸反应产生二氧化碳，判断二者是否也能制取二氧化碳，并分析原因_____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.旅行时小红把一片维C泡腾片(如图甲)放到矿泉水里，立即产生许多气泡(如图乙)。据说喝这个饮料既营养又清凉。
泡腾片中含有的营养素是____________________________________________________________________。
小明对这一变化很感兴趣，想知道气体的成分，做了如下探究。
【作出猜想】该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
小明说：不可能含有N2，因为________________。
小红说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO________。
经分析他们认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
实验编号 实验操作 实验现象
① 将气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
② 将带火星的木条伸入该气体中 带火星的木条没有复燃
【得出结论】(1)由实验①可知，该气体中肯定含有CO2，发生反应的化学方程式是____________________
_________________________。
(2)由实验②不能确定该气体中不含氧气，改进的方法是先把气体___________________________________，然后再用带火星的木条检验。经实验证实确实不含有氧气。
【拓展与反思】用维C泡腾片制取二氧化碳气体。
用下列仪器组合一套制取并收集二氧化碳的装置，所用仪器组合是________(选填序号)。你组装的装置的优点是________________________________________________________________________。
答案
1. B 2. D 3. B 4. A 5. A 6. A
7. (1)碳原子的排列方式不同 (2)石墨 (3)硬度大 (4)MgO 不能 (5)多乘坐公共交通工具出行(合理即可)
8. (1)黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水倒吸入热的试管中，造成试管炸裂 (2)紫色石蕊溶液变红 反应生成了二氧化碳，使左侧试管压强增大，将液体压入长颈漏斗中 长颈漏斗伸入液面以下，固体必须为块状
【易错强化】 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 排尽装置内空气，防止收集到的气体不纯 用弹簧夹夹紧胶皮管，产生的气体无法排出，装置内的压强增大，液体被压回长颈漏斗中，与固体反应物分离，反应停止
(3)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ (4)向上排空气法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满 (5)不能，碳酸钠和稀盐酸反应速率过快，不易收集气体
9. (1)D (2)能使紫色石蕊溶液变红的气体不一定是CO2(或HCl气体也能使紫色石蕊溶液变红等，合理即可) 【作出猜想】所用盐酸浓度大，挥发出氯化氢气体(合理即可) 【实验1】加入过量稀盐酸，未观察到有气泡产生 【实验2】c 【解决问题】CO2＋CaCO3＋H2O=== Ca(HCO3)2 【反思交流】碳在氧气中燃烧，氧气充足时生成CO2，氧气不充足时生成CO(合理即可)
10. (1) 固体和液体不加热 (2)二氧化碳的密度比空气大且不支持燃烧 (3)没有验证二氧化碳不能使干燥紫色石蕊纸花变红
11. (1)无明显现象 防止生成的一氧化碳逸散到空气中，污染空气 C＋CO2 2CO (2)装有人体呼出气体的集气瓶中的木条先熄灭 比较人体呼出气体与空气中二氧化碳含量的多少 (3)水倒吸进入烧瓶，变为红色 CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O
12. (1)2.2 g
(2)解：设20 g稀盐酸中溶质的质量为x
CaCO3＋2HCl === CaCl2＋H2O＋CO2↑
73 44
x 0.88 g
＝ x＝1.46 g
所用稀盐酸溶质的质量分数为×100%＝7.3%
答：所用稀盐酸溶质的质量分数为7.3%。
13. (1)试管 (2)CaCO3＋2HCl === CaCl2＋H2O＋CO2↑
A (3)m (4)将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃 (5)检查装置的气密性 (6)不能，碳酸钠与稀盐酸反应过于剧烈，反应速率太快，不利于二氧化碳的收集
14. 无机盐、维生素 【作出猜想】泡腾片和水都不含氮元素 有毒 【得出结论】(1)Ca(OH)2＋CO2=== CaCO3↓＋H2O (2)通过足量氢氧化钠溶液，再通过足量浓硫酸 【拓展与反思】①②⑥⑦ 可以控制反应的速率
