中考专题碳单质及其氧化物

中考专题碳单质及其氧化物

‎【知识网络】‎ ‎【考点梳理】‎ 考点一、碳单质(金刚石、石墨)的物理性质和用途比较 ‎　对比项目 金刚石 石墨 外　观 无色透明正八面体形状固体 深灰色细磷片状固体 光　泽 加工琢磨后有光泽 略有金属光泽 硬　度 自然界最硬 软 导电性 无 良好 导热性 良好 良好 用　途 钻探机钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂等 要点诠释：‎ ‎1.由于碳原子排列方式不同，导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。‎ ‎2.炭和碳不同。碳是指碳元素，是“核电荷数为6的同一类原子的总称”，有广泛、概括的含义，并不具体指某种物质；炭是指具体的物质——由碳元素组成的单质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。碳与炭不能混用。‎ ‎3.木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附一些色素、有异味的物质，吸附过程属于物理变化，并非化学变化。‎ ‎4.规律总结：物质的组成、结构物质的性质物质的用途。‎ 考点二：CO2和CO性质及用途的比较 ‎　对比项目 CO2‎ CO 物理性质 无色无味气体，能溶于水，密度比空气大，干冰易升华 无色无味气体，难溶于水，密度比空气略小 化学性质 可燃性 一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧 有可燃性 2CO+O22CO2‎ 还原性 没有还原性，有较弱的氧化性 C+CO22CO 有还原性 CO+CuOCu+CO2‎ 与水反应 与水反应CO2+H2O=H2CO3‎ 不能与水反应 与石灰水的反应（碱）‎ 与石灰水反应 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 不能与石灰水反应 毒性 无毒 有剧毒 主要用途 可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料 气体燃料、高炉炼铁 对环境的影响 造成温室效应 污染空气 要点诠释：‎ ‎1.由于CO和CO2的分子构成不同，决定了二者性质的不同。‎ ‎2.CO和CO2的鉴别方法：‎ ‎ 根据CO和CO2的不同特性，可以设计多种方法进行鉴别。鉴别时现象越明显，差异越多，区分越容易。物理方法：可以根据它们的密度和溶解性不同设计实验来鉴别。化学方法：可以利用CO的可燃性和还原性来鉴别，也可以利用CO2能与水、石灰水反应的现象来鉴别。‎ ‎3.CO2和CO的相互转化除杂：‎ ‎ 除杂原则：不增加新杂质，不减少被提纯的物质，杂质与所需物质要易于分离。除杂不仅原理要正确，而且操作要切实可行。如要除去CO2中的CO，一般用还原CuO的方法，不能用点燃（少量CO不能点燃）或石灰水（可除去CO2）来除去CO。若要除去CO中少量的CO2，一般用氢氧化钠溶液来除去，不能用倾倒的方法（密度虽然有差异，但气体混合后一般是均匀分散的），也不能用水或紫色石蕊试液来除去（不易除尽）。 考点三：一氧化碳和单质碳性质的比较 ‎　对比项目 C CO 相同点 可燃性 有可燃性 C+O2CO2 2C+O22CO 有可燃性 2CO+O22CO2‎ 还原性 有还原性 C+2CuO2Cu+CO2↑ ‎ 有还原性 CO+CuOCu+CO2‎ ‎3CO+Fe2O32Fe+3CO2‎ 用途 常用作燃料和作还原剂冶炼金属 常用作燃料和作还原剂冶炼金属 不同点 属于固体单质，常温下化学性质稳定 属于气体化合物，具有毒性 要点诠释：　‎ ‎1.碳单质的可燃性反应中值得注意的是条件不同，燃烧产物不同（CO、CO2）。 2.在做一氧化碳还原氧化铜的实验中，正确的操作顺序是：①验纯；②通CO；③加热；④停止加热；⑤停止通CO。 【典型例题】‎ 类型一、考查碳单质的性质与用途 ‎1.（2019•衡阳中考）在书写档案文书时，最好使用（　　）‎ A．铅笔 B．纯蓝墨水笔 C．碳素墨水笔 D．圆珠笔 ‎2.下列物质中，硬度最大的是（　　）‎ A．金刚石 B．石墨 C．焦炭 D．活性炭 ‎3.下图是金刚石、C60和石墨的结构示意图。下列说法不正确的是（ ）‎ A.这三种物质都是碳单质 B.常温下，它们的化学性质都比较稳定 C.这三种物质的碳原子的排列方式相同 D.这三种物质完全燃烧的产物都是二氧化碳 ‎【变式1】下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A．这四种物质都很软，可做润滑剂 ‎ B．这四种物质碳原子的排列方式相同 ‎ C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2‎ ‎ D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接三个碳原子 ‎【变式2】（2019·江苏中考）2019年3月，我国研制出世界上最轻、吸油力最强的固体——碳海绵。碳海绵由碳元素组成，具有疏松多孔的结构。下列关于碳海绵的说法不正确的是（ ）‎ ‎ A．常温下化学性质不活泼 B．是一种新型的化合物 ‎ C．具有较强的吸附性 D．可处理海上泄漏的石油 类型二、考查CO2与CO的性质和用途 ‎4. “温室效应”主要由下列那种气体引起（　　）‎ A.SO2 B．NO2 C．CO2 D．CO ‎5.下列气体中，有毒的是（　　）‎ A．N2 B．O2 C．CO C．CO2‎ ‎6.二氧化碳在下列变化中只发生物理变化的是（　　）‎ A．制汽水 B．制干冰 C．被石灰水吸收 D．参与植物的光合作用 ‎【变式1】下列关于区别一氧化碳和二氧化碳的四种方法中，正确的是（ ）‎ ‎ ①分别通入澄清石灰水中；②分别通过灼热的氧化铜粉末；③分别通入水中；④观察颜色和闻气味 ‎ A．①②③ B．①② C．②③④ D．②④‎ ‎【变式2】二氧化碳与人们的生产和生活有着广泛的联系，下列关于二氧化碳的认识中，正确的一组是（ ）‎ ‎ ①在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高；②二氧化碳在水中的溶解量跟压强成反比；③绿色植物光合作用时吸收二氧化碳并放出氧气；④二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子 A．①② B．③④ C．①③ D．②④‎ 练习 一、 选择题 (每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪经典广告之一。该广告词能体现出钻石的性质是（ ）‎ ‎ A．硬度大 B．不能导电 C．化学性质稳定 D．熔点低 ‎2．如下图所示，表示二氧化碳的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是（ ）‎ ‎3.右图所示装置是一个简易的净水器，从上端缓缓注入混有品红的水，净水 器的下端流出的水为无色。下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A．木炭能与品红反应，使之褪色 B．品红颗粒较大，不能通过木炭 ‎ C．木炭多孔，可吸附品红分子 D．该实验原理与过滤完全相同 ‎4.炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品，其主要成分是木炭，下列说法中错误的是（ ）‎ ‎ A．炭雕作为艺术品可以长久保存 ‎ B．炭雕能吸附室内微量的有害气体 ‎ C．摆放炭雕必须远离火种 ‎ D．将炭雕的下脚料研成粉末，与氧化铜粉末共热，不能发生反应 ‎5.在日常生活和农业生产中，下列物质用途是由化学性质决定的是（ ）‎ ‎ A．用活性炭除去冰箱内的异味 B．用天然气做燃料 ‎ C．用金属铜制作电线 D．用金刚石刻划玻璃 ‎6.下列有关叙述中，不正确的是（ ）‎ A.我们使用的2B铅笔的制作材料是有机物和金属 B.物质的热胀冷缩现象说明分子原于间存在间隔 C.稀盐酸和食醋都能使紫色石蕊溶液变红 D.H2、C和CO都有还原性，可用于冶炼金属 ‎7．（2019•广东模拟）航天探测发现：金星是一个被浓密大气层包围的固体球，大气的成分之一是三氧化二碳（C2O3），实验证明它的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳（C2O3）的说法中，不正确的是（　　）‎ A．C2O3是氧化物 B．C2O3充分燃烧的产物是CO2‎ C．在一定条件C2O3能还原氧化铁 D．能使澄清石灰水变浑浊 ‎8.下列关于二氧化碳的用途只利用了其物理性质的是（ ）‎ ‎ A．二氧化碳用做灭火剂 ‎ B．干冰能用于人工降雨 ‎ C．二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料 ‎ D．二氧化碳参加绿色植物的光合作用可提高农作物产量 ‎9.农业科技人员向农民建议：在利川温室进行种植生产时，可向温室内通入适量的CO2。这是因为（ ）‎ ‎ A．CO2能使害虫窒息死亡从而防治病虫害 ‎ B．CO2能产生温室效应，从而提高室温 ‎ C．CO2能灭火，施用后可防止火灾 ‎ D．CO2可促进植物的光合作用 ‎10.（2019春•株洲月考）下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述错误的是（　　）‎ A．向种植蔬菜的大棚中补充二氧化碳有利蔬菜生长 B．一氧化碳燃烧时，发出蓝色火焰 C．二氧化碳在高温下能和碳发生反应 D．一氧化碳和二氧化碳都具有还原性 二、填空题 ‎11.二氧化碳本身无毒，但当空气中二氧化碳超过正常含量时，就会对人体有害，下表中列出了空气中二氧化碳含量增多时对人体健康的影响，观察表中数据，回答问题。‎ 空气中二氧化碳的体积分数 对人体的影响 ‎1％‎ 感到气闷、头昏、心悸 ‎4％～5％‎ 感到气闷、头痛、眩晕 ‎6％以上 神志不清、呼吸停止，以致死亡 ‎ （1）空气中二氧化碳超过正常含量，对人体有害，其原因是 。‎ ‎ （2）以上信息对你有什么启示？（写出一点） 。‎ ‎12.世界上的很多物质都含有碳元素。 （1）下列含碳元素的物质中，属于有机物的是 （填字母序号）。 A．碳酸钙         B．乙醇（C2H5OH）        C．一氧化碳 （2）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（MnCO3），其中锰元素的化合价为 。‎ ‎13.（2019秋•平和县月考）物质的某些性质可能有利于人类，也可能不利于人类。请仿照事例填写下表。‎ 物质 有利的一面（用途）‎ 不利的一面（危害）‎ 氧气 供给呼吸，支持燃烧 使金属氧化锈蚀 一氧化碳 ‎　　　　　　‎ ‎　　　　　　‎ 二氧化碳 ‎　　　　　　‎ ‎　　　　　　‎ 三、实验题 ‎14.右图所示是市场上充气包装的食品，它使用的是什么气体呢？某兴趣小组对此 进行了研究。经访问有关人员，了解到这样包装的目的是为了防止食品挤压变形 或食品腐败，且从经济、环保等因素考虑，工厂使用的包装气体是空气或空气的 成分之一。请你以此调查结果为依据，对包装气体的成分提出三种猜想，并说明 你猜想的依据。‎ 猜想一 猜想二 猜想三 对气体的猜想 猜想的依据 ‎15.某同学设计了如下一组探究实验：取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花，分别进行下列实验（如图所示）。‎ ‎（1）观察纸花的颜色变化：‎ ‎ A．纸花变红； B． ； C．纸花不变色； D． 。‎ ‎ （2）该同学进行四组对比实验的目的是 。‎ ‎16.（2019•株洲模拟）用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的实验，请回答：‎ ‎（1）装置C中玻璃管内产生的现象是　　　　　　；‎ ‎（2）实验开始时的操作顺序是　　　　　　（填序号）；‎ ‎①先点燃酒精灯，后通入一氧化碳 ②先通入一氧化碳，后点燃酒精灯 ‎（3）试比较实验过程中，装置B和D中出现的现象分别为　　　　　　、　　　　　　；‎ ‎（4）装置E在该实验中的作用是　　　　　　。‎ ‎【答案与解析】‎ ‎1．【答案】C ‎ ‎【解析】做饰品的金刚石称为钻石，因为钻石化学性质稳定，所以“恒久远，永流传”。‎ ‎2．【答案】D ‎ ‎【解析】灭火利用了CO2不能燃烧也不能支持燃烧及密度大于空气密度的性质。‎ ‎3.【答案】C ‎【解析】木炭在常温下化学性质稳定，不能与品红反应；品红在水中是以分子的形式存在的，通过木炭后水变为无色，并不是品红颗粒不能通过木炭，而是木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，吸附了品红分子。‎ ‎4.【答案】D ‎ 【解析】木炭是由碳元素组成的，常温下化学性质稳定，极难与其他物质反应，故炭雕艺术品可长久保存；但木炭在点燃的条件下可燃烧，所以炭雕在保存的过程中须远离火种。木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，故炭雕可以吸附室内的少量有害气体；木炭加热时能表现出还原性，可以还原氧化铜生成铜和二氧化碳。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】明确物理性质、化学性质所包含的范围是解决此类题目的关键。活性炭除去异味，利用其吸附性，吸附性属于物理性质；天然气的主要成分是甲烷，甲烷有可燃性，可以做燃料，属于化学性质；铜易导电、金刚石坚硬都是物理性质。‎ ‎6.【答案】A ‎【解析】铅笔外壳是木材制成的，属于有机物，而铅笔芯则是由石墨和粘土制成，不属于金属材料。‎ ‎7.【答案】D ‎ ‎【解析】一氧化碳具有毒性；一氧化碳具有还原性，能夺取金属氧化物中的氧而生成二氧化碳；一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊；根据一氧化碳的化学性质，利用三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似的提示信息，对选项中的判断进行评价并作出判断即可。‎ ‎8.【答案】B ‎【解析】A利用了CO2不能燃烧也不能支持燃烧的性质；C、D利用了CO2与其它物质发生反应的化学性质。 ‎ ‎9.【答案】D ‎【解析】A选项中，由于通入适量的CO2，加之作物会消耗一部分，温室内总会存在O2，故不可能使害虫窒息死亡。B选项中，温室效应是地球大气环境的一种现象，向温室中通入适量的CO2被作物吸收，不能产生温室效应。C选项中，种植作物时通入CO2防火并不能获得更好的经济效益。D选项中。植物进行光合作用的同时吸收CO2，放出O2，通入适量的CO2有利于光合作用。可促进作物的生长发育。‎ ‎10.【答案】D ‎ 【解析】‎ A、蔬菜进行光合作用时需要二氧化碳；‎ B、一氧化碳具有可燃性，燃烧时发出蓝色火焰；‎ C、二氧化碳在高温下能和碳发生反应生成一氧化碳；‎ D、一氧化碳可以夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物失去氧而变成金属单质，二氧化碳无此性质。‎ ‎11.【答案】‎ ‎（1）二氧化碳不能供给呼吸 ‎ ‎ （2）①同学们每天生活的场所——教室也应注意通风，使教室内二氧化碳的含量不致太高，以免影响同学们的身体健康。②到岩溶洞去探险，最好打火把照明，这样能够随时了解岩溶洞中二氧化碳的浓度是否过高。‎ ‎ 【解析】我们吸入的空气中氧气约占21％（体积分数），人体呼吸是一个缓慢氧化过程，吸入氧气，呼出二氧化碳，二氧化碳不能供给呼吸。对照表中二氧化碳的体积分数增大对人体的影响，可以看出：空气中二氧化碳的体积分数越大，对人体的危害越大。因此，人的工作、活动场所要保持二氧化碳的含量处于较低状态，对于二氧化碳含量可能较高的地方，在人进入前要进行检验。‎ ‎12.【答案】‎ ‎（1）B （2）+2 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）碳酸钙属于碳酸盐不属于有机物，一氧化碳属于碳的氧化物不属于有机物，乙醇中含有碳元素属于有机物。 （2）在MnCO3中碳酸根化合价是-2价，锰元素化合价是+2价。‎ ‎13.【答案】‎ 物质 有利的一面（用途）‎ 不利的一面（危害）‎ 一氧化碳 ‎　用作燃料　‎ ‎　与空气混合点燃时可能发生爆炸　‎ 二氧化碳 ‎　植物光合作用的原料　‎ ‎　造成温室效应　‎ ‎【解析】物质的性质决定物质的用途，根据一氧化碳具有可燃性、还原性、毒性等，二氧化碳是植物光合作用的原料，会造成温室效应等，进行分析解答。‎ ‎14.【答案】‎ 猜想一 猜想二 猜想三 对气体的猜想 空气 二氧化碳（CO2）‎ 氮气（N2）‎ 猜想的依据 防止挤压变形 防止挤压变形或食品腐败 防止挤压变形或食品腐败 ‎15.【答案】‎ ‎（1）B．纸花不变色 D．纸花变红 ‎（2）探究二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变为红色 ‎【解析】首先要明确本探究实验的方法——对比实验法，然后依据探究的过程以对比分析的方法去思考问题，寻求问题的答案。盐酸是酸性溶液，当将其喷在纸花上时，纸花由紫色变为红色；水既不显酸性也不显碱性，喷在纸花上，纸花不变色；干燥的二氧化碳既不显酸性也不显碱性，故也不能使纸花变色；当把湿纸花放人二氧化碳中时，二氧化碳会与纸花上的水反应生成碳酸，故纸花会由紫色变为红色。‎ ‎16.【答案】‎ ‎（1）黑色固体变成红色　 （2）②‎ ‎（3）B中无色溶液无变化　　D内无色溶液变浑浊 （4）进行尾气处理，避免污染 ‎【解析】一氧化碳的化学性质有：可燃性、还原性和毒性；一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应，生成铜和二氧化碳；一氧化碳还原氧化铜的步骤有：①先通入一氧化碳；②再加热；③黑色变红色以后，停止加热；④继续通入一氧化碳，直到试管冷却。注意先后顺序，避免发生爆炸，还要注意一定要有尾气处理装置，否则会造成污染。‎