第六單元 碳和碳的氧化物
考法探究
碳的單質的性質和用途
考法突破：
對碳的單質的考查主要涉及碳單質的組成、幾種碳單質物理性質有較大差異的原因、活性炭的吸附性、化學性質和用途，利用碳單質的性質解釋一些常見的現象。
（2013雲南紅河）C60的分子結構形似足球（如圖所示）。關於C60的說法錯誤的是（ ）
A.它是一種新型化合物
B.每個C60分子由60個碳原子構成
C.它是一種單質
D.它的相對分子質量為720
【解析】C60是由碳元素組成的一種單質，不是化合物，每個C60分子由60個碳原子構成的，其相對分子質量為12×60=720 。
【答案】A
(2013雲南大理八地)（1）關於金剛石、石墨、C60的認識，正確的是
C 。
A．這三種物質都很軟，可作潤滑劑
B．這三種物質碳原子的排列方式相同
C．這三種物質完全燃燒後的產物都是CO2
D．這三種物質都能導電
二氧化碳和一氧化碳
常涉及的考查點有
1.對二氧化碳的考查，主要考查二氧化碳的物理性質和化學性質。如干冰用作製冷劑、常用來人工降雨，二氧化碳密度比空氣大、不能燃燒也不支援燃燒、溶於水溶液顯酸性等。應聯絡生活例項記憶二氧化碳的性質，將碳和碳的氧化物的性質網路化。
注意：CO2本身沒有酸性，不能使紫色石蕊溶液變色，與水反應生成的碳酸能使紫色石蕊溶液變色。
2.對一氧化碳的考查主要是毒性和還原性。如CO易與人體中的血紅蛋白結合，有毒；CO具有還原性，可用於冶煉金屬。
3.考查一氧化碳和二氧化碳的相互轉化和性質對比及性質差異的原因。
4.考查兩種氣體的鑑別與除雜。
試題形式為選擇題、填空與簡答、實驗與探究。此部分考查時涉及化學方程式較多，書寫時應注意配平、標註反應條件等。
2 （2013雲南普洱）關於CO和CO2的說法錯誤的是（ ）
AO2是綠色植物光合作用的原料之一
BO能燃燒、具有毒性和還原性
CO2不供給人呼吸的性質和CO的毒性都會致人死亡
DO和CO2性質和用途的較大差異，是因為組成它們的元素的種類不同
【解析】CO2和水參與綠色植物光合作用；CO具有可燃性、還原性和毒性；CO2不能供給呼吸，可以使人窒息死亡，一氧化碳有毒會使人中毒死亡；一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素組成的，但是由於其分子構成不同，兩種物質的性質和用途存在有較大差異。
【答案】D
2.(2013雲南昆明) 根據下圖回答問題：
（3）用製取的二氧化碳進行如下實驗：
①實驗（II）中溶液變 紅 色；
②實驗（III）中加熱之後，溶液又變為 紫 色，解釋出現此現象的原因 碳酸受熱分解（或碳酸不穩定，或H2CO3 △ CO2↑+ H2O 。
二氧化碳的實驗室製法
對二氧化碳的實驗室製法考查主要是實驗原理、選擇實驗裝置、收集、驗滿、檢驗方法、實驗操作步驟與注意事項等。要明確選擇實驗裝置的依據，對實驗裝置的評價等。
試題形式為選擇題，實驗與探究。
3.（2013雲南紅河）下面是實驗室製備氣體的實驗裝置圖。
據圖回答下列問題：
（3）實驗室採用B裝置製取二氧化碳氣體，應該選擇收集裝置為______（填字母）；二氧化碳驗滿的方法是：將燃著的木條放在_______，若木條熄滅，說明已滿；若將B裝置中的長頸漏斗用分液漏斗代替，其優點________________________________________ ___________________________。
（4）能用D裝置收集的氣體應具有的主要性質是____________________。
【解析】二氧化碳能溶於水、密度比空氣大，應該用向上排空氣法收集；因二氧化碳不能燃燒，也不支援燃燒，將燃著的木條放在瓶口，若熄滅表明氣體已收集滿。分液漏斗可以控制隨時滴加稀鹽酸，通過可控制滴加速率可控制反應速率。
【答案】（3）E 瓶口 可以通過控制稀鹽酸的滴加速率，控制反應速率 （4） 密度比空氣小
3.（2013雲南昆明）根據下圖回答問題：
（2）實驗室若選用裝置B製取二氧化碳，則需要改正的一點是 改用向上排空氣法收集氣體 ，請你寫出用石灰石與稀鹽酸反應制取二氧化碳的化學方程
式CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑_ ，將產生的二氧化碳氣體通入澄清石灰水，可觀察到的現象是 澄清石灰水變渾濁 。
溫室效應與低碳生活
溫室效應和“低碳”生活是社會熱點，也是近幾年各地會考的熱點內容。主要考查造成大氣中二氧化碳含量上升的原因，考查節能減排的措施和日常生活中做法。
試題形式為選擇題、填空與簡答。
4（2013雲南普洱）“低碳”生活是一種以低能耗和高效能等為主要特徵，以較少的溫室氣體排放獲得較大產出的新經濟發展模式。請問：近年來大氣中二氧化碳含量不斷上升的主要原因是____________________________。 請你另舉一例在日常生活中符合“節能減排”的做法_____________________。
【解析】近年來由於大量使用化石燃料，排入大氣中的二氧化碳越來越多；另外，由於森林的大量減少。自然界吸收二氧化碳的能力減弱，使得大氣中二氧化碳的含量不斷上升。 在日常生活中請你另舉一例在日常生活中符合“節能減排”例項很多，如騎自行車或乘坐公交車上下班，少開私家車出行；使用太陽能熱水器等。
【答案】人類所消耗的化石能源急劇增加 使用太陽能熱水器等
4.（2012雲南昭通）“低碳”生活是指節約資源，減少能源消耗，降低二氧化碳排放的新型生活方式。下列不符合“低碳生活”的是（ B）
A.提倡紙張雙面使用
B.增加私家車用量，提高生活質量
C.關閉未使用的家用電器的待機指示燈，提倡節約用電
D.發展太陽能、風能，減少火力發電
真題試練
基礎檢測
一、選擇題
1. （2014湖南邵陽）考生答題時必須用2B鉛筆填塗答題卡．2B鉛筆芯的主要成分是（ B ）
A．木炭B．石墨C．焦炭D．鉛
2.(2013雲南西雙版納)下列氣體能使人中毒的是（ B ）
A.O2 BO C.N2
3．（2013雲南玉溪）形成溫室效應的主要氣體是( C )
A．CO B．SO2 C．CO2 D．O2
4．（2012雲南昭通）下列關於金剛石、石墨和C60的說法正確的是（ C ）
A．它們是同一種物質
B．它們中碳原子的排列方式相同
C．它們都是由碳元素組成的單質
D．它們的物理性質相同
5.(2013雲南德巨集)下列有關碳和碳的氧化物的說法中不正確的是（B ）
A．CO2是植物光合作用的重要原料
B．在煤爐上放一壺水就能防止一氧化碳中毒
C．木炭和一氧化碳都能作燃料
D．金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質
6．（2014江蘇蘇州）下列關於二氧化碳的說法正確的是（ C ）
A.二氧化碳不供給呼吸，也不能作為植物養料
B．實驗室常用純鹼粉末和鹽酸製取二氧化碳
C．乾冰可用作製冷劑和製造舞臺雲霧
D．若二氧化碳在空氣中含量過高，則會引發酸雨
【點撥】二氧化碳不供給呼吸，但它是植物光合作用的主要原料；A錯誤。實驗室常用石灰石和稀鹽酸製取二氧化碳，B錯誤。乾冰可用作製冷劑和製造舞臺雲霧；C正確。二氧化硫在空氣中含量過高，會引發酸雨，不是二氧化碳；D選項錯誤。
7.(2014陝西)實驗室製取CO2的有關操作如下圖，不正確的是（ B ）
A.檢查氣密性 B.制氣 C.收集 D.驗滿
【點撥】實驗室不能用稀硫酸和大理石製取CO2，因為產物CaSO4是微溶物，會附著在大理石表面，阻止反應的進行。
8.（2014山東泰安）“節能減排、低碳生活”的主題旨在倡導節約能源和利用清潔能源，減少溫室氣體二氧化碳的排放。下列措施中不符合該主題的是（ C ）
A．廣泛使用太陽能和風能等清潔能源
B．回收利用廢舊金屬
C．多使用一次性筷子
D．減少使用私家車次數，多乘公交車或騎自行車
二、填空與簡答
9．（2014四川綿陽）“炭火燒烤“是許多同學喜愛的食物，其原理是利用木炭燃燒的高溫來烤熟食物，木炭燃燒反應的化學方程式是．冬天，在門窗緊閉的房問裡吃“燒烤'容易發生的危險是 CO中毒。如果在紅熱的木炭上撒一些氧化鐵紅棕色粉末，可能發生反應的化學方程式是 3C+Fe2O3 2Fe+3CO2↑。
【點撥】木炭充分燃燒生成二氧化碳，不充分燃燒生成一氧化碳，一氧化碳有毒；在高溫的條件下，碳能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳。
三、實驗與探究
10．（2012雲南大理八地）根據如圖所示的實驗裝置回答問題。
（1）寫出指定實驗儀器的名稱：
a 試管 ；b集氣瓶。
（2）實驗室製取二氧化碳時，可選用的發生裝置是
B （填字母代號），發生反應的化學方程式為： CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，二氧化碳氣體驗滿的方法是將燃著的木條放到集氣瓶口，木條熄滅證明已滿。
11．（2014重慶B卷）為了製取CO2並驗證它的性質，張林同學設計並進行了如圖所示的實驗，請根據要求回答有關問題。
⑴儀器a的名稱是長頸漏斗 。
⑵B中玻璃管內發生化學反應的方程式為 C+ CO2 2CO 。
⑶D中石蕊溶液始終沒有變紅，則C裝置中M最有可能是 ③ (填序號)。
①稀硫酸 ②澄清石灰水 ③氫氧化鈉溶液
⑷尾氣的處理方法可以是點燃（或用氣球收集）。為了證明A中反應後的溶液裡含有CaCl2，張林同學向溶液中滴加少許Na2CO3溶液，結果沒有觀察到白色沉澱，你推測是稀鹽酸(填物質名稱)的干擾。
【解析】B裝置玻璃管內是CO2與C反應：C+ CO2 2CO；D中石蕊溶液始終沒有變紅，說明沒有CO2，則C裝置中M應該是把CO2清除完全，而除CO2用氫氧化鈉溶液；由於尾氣中含有CO，CO有劇毒，不能直接排放，可以點燃（或用氣球收集）；A中反應後的溶液裡一定含有CaCl2，也可能含有過量（未反應完）的鹽酸。
能力提升
一、選擇題
1.（2013雲南昭通）下列關於碳和碳的化合物的說法不正確的是（ D ）
A．過多CO2排放會導致“溫室效應”，應提倡“低碳生活”
B.一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結合
C．金剛石和石墨都是碳單質，但原子排列方式不同，物理性質也不同
D．CO、CO2、葡萄糖都屬於有機物
2.（2014廣西南寧）下列有關碳和碳的氧化物的說法中 ，錯誤的是（ ）
A.一氧化碳和二氧化碳都有毒
B．木炭、活性炭都具有吸附性
C.木炭、一氧化碳在一定條件下都能與氧化銅反應
D．金剛石和石墨物理性質不同，是因為它們的碳原子排列方式不同
3．（2014江蘇鹽城）2013年3月，我國研製出世界上最輕、吸油力最強的固體-----碳海綿。碳海綿由碳元素組成，具有疏鬆多孔的結構。下列關於碳海綿的說法不正確的`是（ B ）
A．常溫下化學性質不活潑
B.是一種新型的化合物
C．具有較強的吸附性
D.可處理海上洩漏的石油
【點撥】“碳海綿”由碳元素組成，碳在常溫下性質穩定，A說法正確；碳海綿由碳元素組成，不是化合物，B說法不正確；“碳海綿”具有疏鬆多孔的結構，具有很強的吸附性，C說法正確；“碳海綿”具有很強的吸附性，可處理海上石油洩漏，D說法正確。
二、填空與簡答
4．（2013雲南大理八地）碳及碳的化合物在人類生產生活中應用廣泛，隨著科技的發展，含碳元素的新材料不斷湧現．根據所學知識回答下列問題：
（2）由+4價碳元素與-1價氫元素形成化合物的化學式為 CH4 。
（3）倡導“低碳”生活，讓我們積極行動起來．請舉一例在日常生活中符合這一主題的做法騎自行車上學。
（4）X、、Z是國中化學常見的物質，它們之間有如圖所示的轉化關係．X是有毒氣體，是不支援燃燒的氣體，請回答下列問題。
①寫出X的化學式 CO ；
②寫出→Z反應的化學方程式CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O ；
③在自然界中，轉化為O2的主要途徑是綠色植物的 光合作用。
【點撥】由正價在前負價在後，各元素的化合價代數和為零，該化學式為CH4；“低碳”就要減少二氧化碳的排放和消耗更多二氧化碳，方法有少用化石燃料、少開車、多植樹造林等；X是毒氣體，為CO，點燃後生成二氧化碳，與石灰水反應生成Z碳酸鈣沉澱。
三、實驗與探究
5.（2013雲南昭通）（1）用石蕊染成紫色的乾燥紙花，進行如下操作，能夠觀察到紙花變紅的是 D 。
（2）下列A、B是探究物質性質的實驗：
二氧化碳是否可以溶於水，很難直接觀察到現象，可以通過A中塑料瓶 形狀 的變化來間接感知。同樣，研究氫氧化鈉溶解於水時是吸熱還是放熱，可利用密閉的廣口瓶內 氣壓 的變化引起U形管內水位的變化，若 b （填a或b）處的水位升高，則是放熱。
【解析】（1）二氧化碳溶於水生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊變紅色，D選項符合要求。
（2）二氧化碳溶於水會導致瓶內氣壓減小，塑料瓶會變癟，由塑料瓶形狀的變化可感知二氧化碳溶於水。氫氧化鈉溶於水放熱，瓶內氣壓會增大，使得U形管內a液麵下降，b液麵會上升。
6．（2014山西）化學興趣小組的同學設計並進行了CO2的製取與性質的實驗。
製取與性質
如圖A，檢查裝置的氣密性，操作為 導管末端放入水中，手握試管 ，觀察到導管口有氣泡冒出。然後加入藥品，固定裝置，製取CO2，有關化學方程式 CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02↑ 。
如圖B，現象為 下層蠟燭先滅，上層蠟燭後滅 ，說明CO2的性質是 不能燃燒，不支援燃燒，密度比空氣大 。由此推知，一般情況下可燃物燃燒的條件之一是 與O2（或空氣）接觸 。
反思與交流
（1）製備氣體時選擇發生裝置需考慮的因素有 反應物的狀態和反應條件 。
（2）欲證明人吸入的空氣與撥出的氣體中CO2的含量不同，你的實驗操作是：取一瓶空氣、一瓶等體積的撥出氣體， 加入等體積等濃度（等溶質質量分數或飽和）澄清石灰水，振盪 。
7.（2014雲南曲靖模擬）大氣中CO2含量的增加會加劇溫室效應，為尋找處理CO2，減少其排放的方法，某化學興趣小組的同學設計了實驗室製取CO2，並將CO2轉化的實驗．製取CO2裝置圖如下：
將CO2轉化的實驗流程為：
回答下列問題：（1）寫出實驗室製取CO2的化學方程式 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）濃硫酸的作用是吸水（或乾燥氣體） ，收集裝置為B (填字母序號)。
（3）實驗流程中CO2轉化的最終產物為C和O2 （填化學式，下同)，在此過程中可迴圈利用的物質是HCl 。
（4）上述用於製取二氧化碳的發生裝置還可用於製取 O2，H2 （寫化學式），製取此氣體的化學方程式為：，
2H2O2 2H2O+ O2↑ ，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 。
【點撥】（2）濃硫酸其乾燥作用，可乾燥酸性氣體和中性氣體，如：二氧化碳、二氧化硫、氧氣等。
（3）由“將CO2轉化的實驗流程”可知，實驗流程中CO2轉化的最終產物為C和O2，可迴圈利用的物質為HCl。（4）上述用於製取二氧化碳的發生裝置還可用於雙氧水製取氧氣和氫氣。
四、計算題
8．（2014湖北隨州）實驗中學化學興趣小組為測定某石灰石樣品（雜質不溶於水，也不與酸反應）中碳酸鈣的質量分數，進行如圖所示的實驗。
請根據以上資訊計算：
（1）樣品中碳酸鈣的質量分數。
（2）C燒杯中溶液的溶質質量分數。
解：生成CO2的質量為：25g+100g+110.8g-227g=8.8g
設該石灰石樣品中CaCO3的質量為x,生成的CaCl2的質量為
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
x 8.8g
X=20g =22.2g
（1）樣品中碳酸鈣的質量分數為： 80%
（2）C燒杯中溶液的溶質質量分數為： 10%
答：樣品中碳酸鈣的質量分數為80%，C燒杯中溶液的溶質質量分數為10%。
