①寒假复习-专题03 碳和碳的氧化物 (教师版) 2025年九年级化学寒假衔接讲练 (人教版)

专题03 碳和碳的氧化物 考点聚焦：复习要点+知识络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1 理解掌握碳单质的物理化学性质 2 掌握二氧化碳的物理化学性质。 3 掌握一氧化碳的物理化学性质。 2 初步学习二氧化碳的实验室制取方法。 3 掌握二氧化碳物理和化学性质的实验探究 4 了解自然界中的氧循环和碳循环。 考点1 碳单质 1 碳单质的物理性质 种类 物理性质 用途 金刚石 无色透明的固体，天然存在的最硬的物质 可作钻机钻头、裁玻璃等 石墨 灰黑色，很软，有滑腻感，熔点高，具有 优良的导电性能 可用于制造铅物理性质笔芯、高铁列车的受 电弓滑板、干电池的电极材料等 60 由60 分子构成 可用于超导、催化、能源及医学等领域 活性炭、木炭 (主要成分为 碳单质) 具有疏松多孔的结构，具有吸附性 可用于吸附色素、异味等 物理性质差异 大的原因 碳原子的排列方式不同 2 碳单质的化学性质 化学性质 用途 在常温下，碳的化学性质不活泼。 需要长期保存的档材料一般用碳素 墨水书写。 木质电线杆埋入地下部分用火烧 焦。 碳单质的可燃性 氧气充足时，完全燃烧：+22 氧气不充足时，不完全燃烧：2+22 可用作燃料 碳单质的还原性 木炭还原氧化铜：+2u 2 u+ 2↑ 工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁： 2Fe23+3 4Fe+3 2↑ 高温下，木炭还原二氧化碳反应：+22 可用于冶炼金属 考点2 碳的氧化物 1 一氧化碳的物理和化学性质 物理性质 无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气略小 化学性质 ①可燃性 一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝 色。发生如下反应：2+2 2 2 可用作燃料 ②还原性 与氧化铜的反应：+u u+ 2 与氧化铁的反应：Fe23+3 2Fe+3 2 可用于冶炼金属 ③毒性 一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体 内缺氧而中毒甚至死亡。 2 二氧化碳的物理和化学性质 物理 性质 通常状况下是无色、无臭的气体，能溶于水，密度比空气大，固态2俗称干冰 性质 一般情况下，不能燃 烧，也不支持燃烧 b 密度比空气大(物理 性质) 与水反应 与碱反应 与澄清石灰水 与氢氧化钠溶液 实验 装置 现象 下层的蜡烛先熄灭， 上层的蜡烛后熄灭 滴入石蕊溶液后，观察到试 管、B 中溶液变为紫色，通入 澄清石灰水变浑浊 无明显现象 二氧化碳后观察试管B 中溶液 由紫色变为红色，加热后观察 到有气泡产生，溶液由红色变 为紫色 化学 方程 式 — ①2+2=23 ②232+2 2+()2= 3↓+2 （用于检验2） 2+2= 23+2 （吸收或除去2） 用途 用于灭火；作气体肥料；生产碳酸饮料；干冰(固态2)升华时吸收大量的热，可作制冷剂，用于人 工增雨 制取 工业制法：高温煅烧石灰石：3+2 实验室制法：3+2l=l2+2↑+2 3 和2的鉴别与除杂 鉴别方法 现象 通入澄清石灰水中 能使澄清石灰水变浑浊的是2 通入紫色石蕊溶液中 能使溶液变红的是2 通过灼热的氧化铜 能使黑色粉末变为红色的是 点燃 能燃烧的是 物质（括号内为杂质） 除杂方法 2（） 通过足量灼热的氧化铜粉末 （2） 先通入足量氢氧化钠溶液，再通过浓硫酸 通过足量灼热的炭粉 强化点1 二氧化碳的实验室制取与性质 实验1：二氧化碳的实验室制取 反应原理 （1）实验室制取二氧化碳的化学方程式为3+2l=l2+2↑+2 发生装置 （2）装置、B 均可作为实验室制取二氧化碳的发生装置，选择该发生装置的依据是反应物 为固体和液体，反应条件为常温。 （3）若要获得平稳的气流，应选择的发生装置是 B (填字母，后同)。 收集装置 （4）图1 中收集二氧化碳可选用的装置是 D ，选择该装置的原因是二氧化碳密度比空气大 且不与空气中其他成分反应。 检验与验满 （5）①检验：将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳； ②验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满。 气体的除杂 与干燥 （6）除杂：实验室制得的二氧化碳气体中常含有少量氯化氢，若用图2 装置除去二氧化碳 中混有的氯化氢气体，则其中盛装的试剂为饱和碳酸氢钠溶液(填试剂名称)，气体应从 m (填“m”或“”)端通入。 （7）干燥：若要收集干燥的二氧化碳气体，应通过盛有 浓硫酸 (填试剂名称)的干燥装置。 实验反思 （8）不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中会混有氯化氢气 体，使制得的气体不纯。 (9) 不能 (填“能”或“不能”)用稀硫酸代替稀盐酸，原因是稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶 于水的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面，阻止反应的进一步进行。 (10)不宜用碳酸钠(或碳酸钾)代替石灰石(或大理石)，原因是粉末状固体与稀盐酸接触面积 大，且碳酸钠易溶于水，反应剧烈，不利于反应的控制和气体的收集。 作图 (11)若要用图3 装置收集二氧化碳，请将装置中的导管补充完整。 实验意外现 象分析 小红同学将制得的二氧化碳气体通入澄清石灰水中，未观察到明显现象，原因可能是澄清石 灰水变质（或二氧化碳气体中混有 l 气体等） (写一条)。 数字化实验 为了研究图4 气体制取发生装置的工作原理，兴趣小组同学通过压强传感器测得制取二氧化 碳过程中，装置内的压强变化曲线如图5 所示。 b ①段可观察到的现象是试管内液面逐渐 下降 (填“上升”或“下降”)。 b ②段装置内压强保持不变的原因是固液分离，反应停止。 ③写出点对应的操作可能是打开弹簧夹。 低碳理念 (14)①调查碳吸收：自然界中吸收二氧化碳的主要途径是绿色植物的光合作用。 ②模拟碳捕捉：某同学设计图6 实验模拟“碳捕捉”，将U 形管开口端放入烧杯中，观察到 U 型管左侧液面上升，溶液由红色变浅 ，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 2+2=23+2 ③助力碳中和：作为一名中学生，从自身出发助力碳中和的行动有 节约用电 (写一条)。 (15)①碳捕集：采用物理方法“冷甲醇洗法”。通过加压降温用甲醇捕集废气中的2。若将2 从甲醇溶液中分离出来，需进行的操作是降压、升温。 ②碳利用与封存：将超临界2注入地下孔隙，将原本难以开采的游离石油“挤出”，驱油的 同时将2封存，石油属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 资料：超临界2是指在特定的温度和压强下，2处于液态和气态之间的状态。下列对超临界2 的理解正确的是 b (多选，填序号)。 与2的组成不同 b 不能燃烧，不支持燃烧 与干冰相比，分子间隔不同 实验2：二氧化碳的性质 ①二氧化碳倾倒实验 实验现象 （1）将二氧化碳气体沿烧杯内壁缓慢倒入，观察到的现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后 熄灭。 实验结论 （2）该实验说明二氧化碳具有的物理性质是 密度比空气大 ，化学性质是不能燃烧也不支持 燃烧。 实验反思 （3）根据结论可以得出二氧化碳的一个用途是 灭火 。 实验意外现 象分析 ①小明在实验中倾倒二氧化碳后发现蜡烛都没有熄灭，可能的原因是二氧化碳气体不纯。 ②小红同学在实验中观察到蜡烛熄灭顺序与理论不符，可能的原因是二氧化碳倾倒速度过 快，高处的蜡烛先接触到二氧化碳。 ②二氧化碳的溶解性实验 实验操作 （1）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1 3容积的水，立即旋紧瓶 盖，还需进行的操作是振荡，该过程的目的是使水和二氧化碳充分接触。 实验现象 （2）该实验可观察到的现象是软塑料瓶变瘪，产生该现象的原因是二氧化碳溶于水且能与 水反应，使瓶内压强减小。 ③二氧化碳与水反应实验 实验现象 （1）图2 实验，观察到的现象是溶液由紫色变为红色，产生该现象的原因是二氧化碳与水 反应生成碳酸，碳酸显酸性，使溶液变红。 （2）图3 实验，观察到的现象是有气泡产生，溶液由红色变为紫色，反应的化学方程式为 232+2 实验结论 （3）图1、2、3 实验的结论是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解。 实验意外现 象分析 （4）小明将石灰石和稀盐酸反应制取的二氧化碳通入盛有紫色石蕊溶液的试管中，再将试 管加热，发现红色没有消失，其原因是二氧化碳气体中混有氯化氢气体，氯化氢气体溶于水 显酸性也能使紫色石蕊变红色。 （5）同学们在验证二氧化碳与水能否发生反应的实验中，设计了如图4 所示装置。实验过 程中，试管①和试管②中产生的现象为：试管①中干燥的石蕊试纸不变色，试管②中的石蕊 溶液变红色。其中试管①中干燥的的石蕊试纸的作用是作对照，证明干燥的二氧化碳不能使 干燥的石蕊试纸变色。 ④二氧化碳与碱反应的实验 实验原理 （1）图1 中发生反应的化学方程式为2+()2=3↓+2;图2 试管b 中发生反应的化学方程式为 2+2=23+2。 实验现象 （2）图1 中可观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。 （3）图2 实验结束后，试管中液面上升高度 低于 (填“高于”或“低于”)试管b 中液面上 升高度，证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应。 强化点2 的还原性实验探究 实验步骤 ①实验前，先检验的纯度； ②点燃尾气的酒精灯，然后先通入，排尽空气，目的是为了防止 不纯而发生爆炸 ，再点燃第 一个酒精灯； ③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通直至装置冷却，目的是防止生成的热的 u 单质重新被氧化 。 实验现象 硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰 特别注意 像等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。 真题感知 1．（2024·上海·中考真题）关于以下说法正确的是 ．无毒 B．加热还原氧化铁 ．密度比空气大 D．有刺激性气味 【答】B 【解析】、一氧化碳是无色、有毒、没有气味的气体，故选项说法错误； B、一氧化碳具有还原性，加热能还原氧化铁，故选项说法正确； 、一氧化碳的密度比空气略小，故选项说法错误； D、一氧化碳是无色、有毒、没有气味的气体，故选项说法错误。 故选B。 2．（2024·湖南长沙·中考真题）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中 的异味的是 ．活性炭 B．金刚石 ．石墨 D．C60 【答】 【解析】、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于去除冰箱、汽车中的异味，故正确； B、金刚石无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； 、石墨无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； D、60不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误。 故选。 3．（2024·辽宁·中考真题）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是 ．作燃料 B．参与光合作用 ．固态二氧化碳用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答】 【解析】二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，不能用作燃料； 二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，固态二氧化碳升华吸热可用于人工降雨，二氧化碳与水反应生成碳 酸，可用于制碳酸饮料； 故选：。 4．（2024·山东济宁·中考真题）火药是我国古代四大发明之一，引爆时发生 S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3X反应，下列有关物质X 的说法错误的是 ．是空气的成分之一 B．可用于灭火 ．其水溶液显酸性 D．有毒性 【答】D 【分析】由质量守恒定律可知，在化学反应前后，原子的个数不变，推出X 为2，根据2的相关性质来解答 本题。 【解析】、2占空气体积的003%，是空气的成分之一，故此项说法正确； B、2不可燃也不助燃，能用于灭火，故此项说法正确； 、2与水反应生成碳酸，水溶液显酸性，故此项说法正确； D、人体吸入过多2会窒息，但2本身没有毒性，故此项说法错误。 故选D。 5．（2024·宁夏·中考真题）下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是 ．干冰升华是化学变化 B．活性炭净化水的过程中发生的是物理变化 ．一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 D．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以物理性质相同 【答】B 【解析】、干冰升华的过程是二氧化碳由固态变为气态的过程，没有新物质产生，属于物理变化，故错 误； B、活性炭结构疏松多孔，能够吸附水中的异味和色素，此过程没有新物质产生，因此净化水的过程中发 生的是物理变化，故B 正确； 、一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，但是分子构成不同，二者的化学性质不同，故错误； D、石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，但是二者碳原子的排列方式不同，因此二者的物理性质不 同，故D 错误。 故选：B。 6．（2024·山东青岛·中考真题）物质都是由微观粒子构成的。下列物质由原子构成的是 ．氢气 B．一氧化碳 ．金刚石 D．氯化钠 【答】 【解析】、氢气属于气态非金属单质，由氢分子构成，不符合题意； B、一氧化碳是由非金属元素组成的化合物，由一氧化碳分子构成，不符合题意； 、金刚石属于碳单质，由碳原子构成，符合题意； D、氯化钠是由金属元素和非金属元素组成的化合物，由钠离子和氯离子构成，不符合题意。 故选。 7．（2024·上海·中考真题）实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳的发生装置如下图所示，下列说法正确 的是 ．打开旋塞之后，试管中稀盐酸体积减小 B．打开旋塞之后，有气体从长颈漏斗中逸出 ．闭合旋塞后，试管内气压减小 D．闭合旋塞后，漏斗内液面上升 【答】D 【解析】、打开旋塞之后，长颈漏斗中的稀盐酸进入试管中，所以试管中稀盐酸体积会增大，故不符合题 意； B、打开旋塞之后，长颈漏斗中的稀盐酸进入试管中，大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳会从短导管处 逸出，故不符合题意； 、闭合旋塞后，大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体会在试管中聚集，气体压强增大，故不符合题 意； D、闭合旋塞后，大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体会在试管中聚集，气体压强增大，导致漏斗内 液面上升，故符合题意。 故选D。 8．（2023·山东德州·中考真题）下图为金刚石、石墨和60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。下列 有关说法正确的是 ．三种物质都是由碳原子直接构成的 B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同 ．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同 D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同 【答】B 【解析】、金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的单质，60是由分子构成的单质，故错误； B、由金刚石、石墨和60的结构模型图可知，三者中碳原子的排列方式不同，故B 正确； 、相同元素组成的不同碳单质，它们的组成元素均为碳元素，在足量的氧气中充分燃烧，产物相同，故错 误； D、由金刚石、石墨和的结构模型图可知，碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，则相同元素组成 的不同物质，性质不完全相同，故D 错误。 故选B。 9．（2024·江西·中考真题）根据图回答有关问题： （1）仪器①的名称是 。 （2）实验室用装置B 制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是 ，与装置B 相比，装置 的优点是 。 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，用装置D 收集氧气时，气体应从导管口 （填 字母）通入。 （4）将收集的氧气倒入装置E 的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质 是 和 。 【答】（1）铁架台 （2）防止气体从长颈漏斗逸出 可控制反应速率（或获得平稳气流等） （3）2KMnO4 Δ ¿K2MnO4+MnO2+O2↑ ¿ （4）密度比空气大 能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃等） 【解析】（1）仪器①的名称是铁架台； （2）实验室用装置B 制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是形成液封，防止气体从长颈 漏斗逸出；中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速度，与装置B 相比，装置的优点是 可控制反应速率（或获得平稳气流等）； （3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是 2KMnO4 Δ ¿K2MnO4+MnO2+O2↑ ¿ ；氧气的密度小于水，用装置D 收集氧气时，气体应从导管口通入， 水从b 端排出； （4）将收集的氧气倒入装置E 的烧杯中，发现木条复燃，说明能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃 等），带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气密度比空气大。 10．（2024·山东日照·中考真题）某探究小组欲在实验室制备氧气和二氧化碳，实验桌上有下列仪器和胶 皮管、棉花、火柴以及实验所需药品。回答下列问题： （1）若用高锰酸钾固体制取氧气，还缺少一种加热仪器 （填仪器名称）；在装入药品前要先检查装置 的 ；固定试管时应使试管口略向 （填“上”或“下”）倾斜。 （2）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气，可选择的仪器______（填标号）。 ．①④⑥⑦ B．②③④⑧ ．②③⑤⑦ D．①⑤⑥⑧ （3）实验室里制取二氧化碳的反应原理是 （用化学方程式表示）；用集气瓶收集满二氧化碳后盖上 玻璃片， （填“正”或“倒”）放在桌子上，备用。 【答】（1）酒精灯 气密性 下 （2） （3）3+2l=l2+2+2↑ 正 【解析】（1）酒精灯是实验室常用的加热源；在装药品前应该先检查装置的气密性，为了防止冷凝水回 流到试管底部引起试管的炸裂，应该将试管口略向下倾斜； （2）过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气反应物的状态是固体和液体，不需要加热，可选用②③⑤或①④ ⑥或①③⑤⑥做发生装置；氧气不易溶于水用排水法收集，可选⑦；密度比空气大用向上排空气法收集， 可选⑧，故选； （3）大理石或石灰石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为： 3+2l=l2+2+2↑；二氧化碳密度比空气大，用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶正放在桌面上，备用。 11．（2024·北京·中考真题）用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证CO2的性质。 （1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。 （2）为验证CO2能与水反应，需进行的操作及现象是 。 【答】（1）CO2+Ca\(OH\)2=CaCO3↓+H2O 分子在不断运动 （2）先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，将纸花取出喷水后再放入盛有 二氧化碳的集气瓶中，纸花变红 【解析】（1）澄清石灰水变浑浊发生反应为二