碳和碳的氧化物
基础题
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长沙改编)“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是( )
A.炭黑的化学性质活泼
B.C60单质是由碳原子直接构成的
C.活性炭具有吸附性
D.金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
3.(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( )
4.(2021雅安)下列关于二氧化碳和一氧化碳的描述，完全正确的是( )
A.组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成
B.性质：CO2、CO密度均大于空气
C.用途：CO2可用于人工降雨；CO可用于气体肥料
D.危害：CO2会导致酸雨；CO会引起雾霾
5.(2022成都)自然界中碳循环、氧循环如图，下列说法正确的是( )
A.植物呼吸作用放出氧气 B.化石燃料燃烧会大幅降低大气中氧气含量
C.植物光合作用可以将大气中CO2全部吸收 D.碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化
6.由下列实验及现象推出的相应结论不正确的是( )
选项 A B C D
实验
现象 软塑料瓶变瘪 碟子底部变黑 下方的蜡烛先熄灭 溶液由红色变为紫色
结论 二氧化碳能与水反应 蜡烛中含有碳元素 二氧化碳的密度比空气大 生成的碳酸不稳定
7.碳及含碳物质有如图所示转化关系，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
8.(2021株洲改编)金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质，它们的原子排列方式不同，导致它们在性质上存在着明显差异。
(1)请写出另一组由同种元素形成的不同单质________。
(2)石墨具有优良的________，常用作干电池的电极。
(3)硅是一种良好的半导体材料。工业上制粗硅的反应为：2C＋SiO2 Si＋2CO↑，反应前后硅元素的化合价________(填“升高”“不变”或“降低”)。
(4)已知反应：2Mg＋CO2 2________＋C，则Mg着火时________(填“能”或“不能)使用干粉灭火器灭火。
9.如图是实验室制取气体的一些常用装置。回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________。
(2)小明同学利用上述装置制取并收集二氧化碳，可选择的发生装置为____(填字母序号)，收集二氧化碳用D装置，而不用C装置，依据是________________。
(3)实验室检验二氧化碳的原理是______________________(用化学方程式表示)。
10.(2022广东黑白卷)根据下图回答问题：
(1)仪器b的名称是______。
(2)实验室制取CO2的化学方程式为____________________________。
(3)若要制备较多CO2并能随时添加液体药品，应选取的发生和收集的仪器组合是____(填序号)，检查该组合装置气密性的方法是：用弹簧夹夹紧胶皮管，_____________________，说明装置的气密性良好。
(4)如右图所示，小试管外壁 a、d 处为用紫色石蕊溶液润湿的试纸，b、c 处为用紫色石蕊溶液润湿并晒干的试纸。将干燥的二氧化碳气体缓缓通入小试管内，观察到______ (填字母序号)处试纸先变红，b、c 处试纸无明显变化，说明二氧化碳具有的化学性质是__________________________(用化学方程式表示)。
【易错强化】 针对第10(4)题：用如图实验验证CO2的性质。 (1)A处可证明CO2能与水反应，观察到的实验现象是______________________________________________。 (2)B处下端木条先熄灭，可以验证CO2的性质是________________________________________________。
11.(2022雅安)化学兴趣小组为测定某大理石样品中CaCO3的含量，进行如下实验：取18.0 g样品置于烧杯中，向其中加入质量分数为5%的稀盐酸(样品中杂质不与盐酸反应)，测得生成气体的质量与加入盐酸的质量关系如图所示，请回答下列问题：
(1)实验室现有质量分数为20%的盐酸50.0 g，最多可配制质量分数为5%的盐酸________g。
(2)在样品充分反应后，产生气体的质量为________g。图中“A”点的溶质是________(填化学式)。
(3)计算该样品中CaCO3的质量分数(写出计算过程，结果精确到0.1%)。
拔高题
12.(2021福建)某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0%～8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是( )
①、③为研磨成粉末状钙片 ②、④为片状钙片
A.对比①③，温度越高，反应速率越快
B.对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C.对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D.对比①②③④，④的反应速率最慢
13.[2022年版课标·新增跨学科实践活动](2022重庆A卷改编)我国承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，体现大国担当。丁仲礼院士认为碳中和是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。
图1 碳循环示意图
Ⅰ、碳排放
(1)查阅图 1，动植物呼吸______(填“能”或“不能”)释放 CO2。
Ⅱ、碳中和
(2)自然吸收：查阅图1，CO2的自然吸收途径有______(填图中序号)。
(3)人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。
图2 “碳捕集”流程图
①反应、分离室中发生复分解反应的化学方程式为__________________________。
②流程中可循环利用的物质有CaO、______。
③“捕集室”中发生反应的化学方程式为_________；采用喷淋方式加入NaOH溶液，其优点是___________。
④若要确认“捕集”后的气体中CO2含量已经降得很低，先分别取一瓶“捕集”前和一瓶“捕集”后的气体，接下来的实验操作是______________。
Ⅲ、碳利用
(4)碳转化：一定条件下，可将二氧化碳在催化剂表面转化成某种有机清洁燃料，其反应原理如图3所示，该反应的化学方程式为______________________。
图3
选做题
14.[数字化实验](2022连云港节选)用如图1所示装置制取干燥的CO2，并对CO2的部分性质进行探究。
图1
(1)装置A中发生反应的化学方程式为__________________________。
(2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是________。
②装置C中试剂X应该选用________(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
(3)收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像如图2。
图2
①检验锥形瓶中CO2已经集满的方法是______________________________________________________。
②随着反应的进行，压强降低的原因是________________________________________________________。
③反应结束后的压强保持在40 kPa说明__________________________。
答案
1.B 2.C 3.B 4.A 5.D 6.A 7.A
8.(1) O2和O3(合理即可) (2)导电性 (3)降低 (4)MgO 不能
9.(1)集气瓶 (2)A 二氧化碳密度比空气大 (3)CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O
10.(1)锥形瓶 (2)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
(3)bcefh 向长颈漏斗中注水，使水没过长颈漏斗下端，若长颈漏斗下端出现一段稳定的水柱
(4)d CO2＋H2O=== H2CO3
【易错强化】 紫色石蕊纸花干燥的一半不变色，湿润的一半变红 二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧
11.(1)200 (2)4.4 CaCl2、HCl
(3)解：设参加反应的碳酸钙质量为x
CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 4.4 g
＝ x＝10.0 g
该样品中碳酸钙的质量分数为：×100%≈55.6%
答：该样品中碳酸钙的质量分数约为55.6%。
12.B
13.(1)能 (2)④⑥ (3)①Na2CO3＋ Ca(OH)2=== 2NaOH ＋ CaCO3↓ ②NaOH
③CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O 增大反应物接触面积，使反应更充分 ④分别滴入等量澄清石灰水 (4)CO2＋3H2 CH3OH＋H2O
14.(1) CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)①除去HCl ②b (3)①将燃着的小木条置于锥形瓶口，木条立即熄灭 ②CO2与NaOH反应，使锥形瓶中CO2气体减少，压强变小 ③向上排空气法收集到的CO2气体不纯
【解析】(1)石灰石的主要成分是碳酸钙，装置A中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此写出反应的化学方程式。(2)①碳酸氢钠与氯化氢反应生成氯化钠、水和二氧化碳，装置B中饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢。②根据实验目的分析，装置C的作用是除去气体中的水蒸气，浓硫酸具有吸水性，可除去水蒸气，b正确。(3)①二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，二氧化碳验满的方法为：将燃着的小木条置于锥形瓶口，木条立即熄灭，说明二氧化碳已经集满。②二氧化碳与氢氧化钠反应，使锥形瓶中二氧化碳气体减少，压强变小。③采用向上排空气法收集到的二氧化碳气体不纯，导致反应结束后压强保持在40kPa。
