一、碳的同素異形體及其性質(zhì)

1.金剛石：無色透明、正八面體結(jié)構(gòu)，其原子排列又叫金剛結(jié)構(gòu)。在常見物質(zhì)中硬度最大，熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性差，常作鉆頭及工藝品。

2.石墨：深灰色，片狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，熔點(diǎn)高，有導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性?？芍沏U筆芯、坩堝、潤(rùn)滑劑、電極或電刷等。

二、二氧化碳

1.二氧化碳的物理性質(zhì)。

在通常情況下，二氧化碳是一種無色、無味的氣體，相同條件下，它的密度比空氣大，能溶于水。

4.二氧化碳的用途。

在通常情況下，二氧化碳不支持燃燒，也不能燃燒，且比空氣重，可用于滅火，是常用的滅火劑；用于生產(chǎn)碳酸飲料；固態(tài)的二氧化碳即干冰，主要用作制冷劑和人工降雨；用于貯藏糧食、水果、蔬菜；用于工業(yè)制純堿和尿素；可促進(jìn)植物的光合作用，作氣體肥料等。

5.溫室效應(yīng)。

大氣中的二氧化碳?xì)怏w能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，使地面吸收的太陽(yáng)光的熱量不易散失，從而使全球變暖，這種現(xiàn)象叫做溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)的危害：冰川融化和海平面上升等。能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體不只是二氧化碳，還有甲烷、氟利昂等氣體。三、一氧化碳

1.一氧化碳的物理性質(zhì)。

在通常狀況下，一氧化碳是無色、無味的氣體，難溶于水，它的密度略小于空氣。在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用排水法收集。因?yàn)橐谎趸嫉拿芏扰c空氣的密度很接近，很難通過排空氣法來收集。

2.一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。

（1）可燃性：一氧化碳能燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，放出大量的熱，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體——二氧化碳。

（2）一氧化碳的還原性：能奪取含氧化合物中的氧，使其還原，常用于冶煉金屬。

3.一氧化碳有劇毒，實(shí)驗(yàn)中要注意尾氣的處理。知識(shí)點(diǎn)一

二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取

（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳應(yīng)選用的發(fā)生裝置是___（填字母，下同）；收集二氧化碳時(shí)，可以選用的裝置是___；若在實(shí)驗(yàn)室收集較純凈的氧氣，則應(yīng)選擇的裝置是___。BEC

蠟燭由下而上依次熄滅密度比空氣大、不能燃燒且不支持燃燒（3）某同學(xué)選用裝置G進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，看到與上一步裝置F中完全相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，他由此得出與上一步實(shí)驗(yàn)完全相同的結(jié)論。你認(rèn)為此結(jié)論是否合理？________（填“合理”或“不合理”）。理由是______________________________________________________________________

。不合理

裝置G中不論氣體密度比空氣大還是小，都會(huì)從下向上散逸，產(chǎn)生相同的現(xiàn)象[解析]

裝置A是加熱固體制氣體的裝置；裝置B是固液反應(yīng)不需要加熱制氣體的裝置，可以用于過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣，稀硫酸和鋅粒制氫氣以及稀鹽酸和石灰石制二氧化碳。二氧化碳?xì)怏w能溶于水且與水反應(yīng)，不能用裝置C（排水法）收集，只能用裝置E（向上排空氣法）收集；氧氣不易溶于水且不與水反應(yīng)，收集較純凈的氧氣應(yīng)選擇裝置C。選用裝置G進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直接將氣體通入燒杯底部，不論氣體密度比空氣大還是小，氣體都會(huì)從下向上散逸，產(chǎn)生相同的現(xiàn)象，不能證明二氧化碳的密度大于空氣。

掌握實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置選取方法、反應(yīng)原理、常用儀器即可解答。

收集二氧化碳的裝置易錯(cuò)選C，用排水法收集二氧化碳會(huì)因其溶于水而損失較多的二氧化碳。做第（2）小題時(shí)證明的性質(zhì)未寫全，常漏寫證明“密度比空氣大”的物理性質(zhì)。第（3）小題，誤認(rèn)為合理。知識(shí)點(diǎn)二

二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、氣體的干燥綜合應(yīng)用

如圖所示為某小組設(shè)計(jì)的一個(gè)二氧化碳發(fā)生裝置，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)的評(píng)價(jià)，錯(cuò)誤的是(

)B

[解析]

二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法：石灰石（或大理石）和稀鹽酸在常溫下進(jìn)行反應(yīng)。得到的二氧化碳能夠和氫氧化鈉反應(yīng)，不能用堿石灰干燥二氧化碳。該實(shí)驗(yàn)中將石灰石放在廢銅絲網(wǎng)中，可以通過拉動(dòng)廢銅絲來調(diào)節(jié)石灰石的高度，來控制反應(yīng)的進(jìn)行與否，由于是制取氣體，所以一定要保證裝置的氣密性良好。

知識(shí)點(diǎn)三

碳和一氧化碳的還原性

某興趣小組的同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一些黑色粉末，是做“木炭還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余的藥品，于是他們對(duì)其成分進(jìn)行了探究。

（1）小蕓認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)裝置存在安全隱患，需要改進(jìn)的是___________________。小蕓還認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是有欠缺的，她認(rèn)為該黑色粉末的成分__________________________________________，理由是__________________________________________

。

增加尾氣處理裝置一定含氧化銅，也可能是混有木炭粉的氧化銅

含有木炭粉的氧化銅也能出現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象[解析]

可以直接加熱黑色粉末，將產(chǎn)生的氣體通過澄清石灰水檢驗(yàn)，如果還能產(chǎn)生二氧化碳就說明黑色粉末中存在木炭。（2）小紅經(jīng)過反思，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)并確認(rèn)了黑色粉末的成分。請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚簩?shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論[答案]

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①夾緊彈簧夾K；②取適量該粉末放入玻璃管中；③加熱A裝置中黑色粉末變紅，B裝置中的澄清石灰水變渾濁該黑色粉末是木炭粉和氧化銅的混合物

兩裝置中均無明顯現(xiàn)象該黑色粉末是氧化銅（其他方法：實(shí)驗(yàn)步驟：①取少量黑色粉末稱重，②置于空氣中充分加熱冷卻后再稱重。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論：若質(zhì)量減小，則該黑色粉末是木炭粉和氧化銅的混合物；若質(zhì)量不變，則該黑色粉末是氧化銅）[解析]

進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，先稱量黑色粉末的質(zhì)量，然后將黑色粉末在空氣中灼燒，如果黑色粉末中有木炭就會(huì)和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，而氧化銅不會(huì)。若黑色粉末質(zhì)量減小，就可以判斷黑色粉末中有木炭，若質(zhì)量不變，則黑色粉末是氧化銅。[解析]

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)使用了有毒氣體一氧化碳，因此應(yīng)該增加尾氣處理裝置，如可以在尾氣出口增加一個(gè)燃著的酒精燈。小紅所檢驗(yàn)的黑色固體來自“木炭還原氧化銅”，因此黑色粉末還有可能是木炭。小紅的實(shí)驗(yàn)“黑色粉末變紅”可以證明所檢驗(yàn)的黑色固體中確實(shí)有氧化銅，但是并不能確定有木炭。解決方案：

綜合實(shí)驗(yàn)既考查知識(shí)的識(shí)記、理解、遷移、運(yùn)用，又考查分析、對(duì)比、歸納等思維能力，對(duì)這類題目要重點(diǎn)訓(xùn)練，尤其是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。

對(duì)碳和氧化銅的化學(xué)性質(zhì)不夠熟悉，在確認(rèn)氧化銅樣品中是否含有木炭粉的相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方面存在困難。知識(shí)點(diǎn)四

碳及其氧化物性質(zhì)的綜合應(yīng)用，根據(jù)性質(zhì)推斷物質(zhì)

⑤作催化劑

找出突破口：G變成固體時(shí)，俗稱“干冰”，說明G是二氧化碳；H為紅色金屬單質(zhì)，說明H是銅；由于反應(yīng)①前后均有B，可知B是催化劑，又因?yàn)镠是銅，所以B是氧化銅，再進(jìn)一步分析即可。

題目比較復(fù)雜，若找不到“突破口”，則可能無從下手。

某興趣小組的同學(xué)對(duì)“二氧化碳溶于水的性質(zhì)”產(chǎn)生了興趣，他們進(jìn)行了如下探究。

（1）實(shí)驗(yàn)一中觀察到軟塑料瓶變____（填“癟”或“脹”），說明二氧化碳能溶于水。癟

（2）實(shí)驗(yàn)二中氣、液總體積減小的原因是______（填“氣體”或“液體”）體積減小，在實(shí)驗(yàn)室條件下，1體積水最多能溶解____體積的二氧化碳。氣體0.8

（3）實(shí)驗(yàn)一中充分振蕩和實(shí)驗(yàn)二中反復(fù)交替推動(dòng)注射器活塞的作用是_______________________________________

。

（4）步驟1中該同學(xué)進(jìn)行氣密性檢查的操作是：打開彈簧夾a和b，____（填“推”或“拉”）注射器活塞一段距離后停止。拉[解析]

由圖丁可知，壓強(qiáng)先變小，后又恢復(fù)到原來的壓強(qiáng)，說明該同學(xué)進(jìn)行氣密性檢查的操作是：打開彈簧夾a和b，拉注射器活塞一段距離后停止。（5）圖戊所示的圖像中，曲線___（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示注入的是澄清石灰水。Ⅱ[解析]

由于二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，所以二氧化碳?xì)怏w在水中溶解的體積比在澄清石灰水中少，故注入澄清石灰水的燒瓶中氣體減少得多，壓強(qiáng)減小的幅度大，因此Ⅱ是表示注入澄清石灰水的燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變化曲線。

迅速注入燒瓶的液體使氣體的體積減小，造成壓強(qiáng)迅速增大

熟練掌握二氧化碳的性質(zhì)和有關(guān)反應(yīng)，會(huì)結(jié)合圖像信息分析壓強(qiáng)變化的原因，并能理解檢查裝置氣密性的操作原理。

對(duì)二氧化碳的性質(zhì)不了解，不能結(jié)合圖像分析壓強(qiáng)變化的原因。

本題主要考查了二氧化碳的物理和化學(xué)性質(zhì)。拓展訓(xùn)練1.下列說法中正確的是(

)AA.用墨寫的字不易褪色，這是因?yàn)槌叵绿嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑B.碳和氧化銅中的氧結(jié)合成二氧化碳而被氧化，碳是氧化劑C.碳在高濃度的氧氣中燃燒，有白色火焰，放出大量的熱D.金剛石和石墨是由同種元素組成的同一種單質(zhì)2.歷屆世界氣候大會(huì)上，減少溫室氣體排放量都是主要議題。下列氣體中，不屬于溫室氣體的是

(

)DA.甲烷

B.臭氧

C.二氧化碳

D.二氧化硫

D

4.二氧化碳的下列用途中只利用了其物理性質(zhì)的是(

)BA.二氧化碳能用來滅火B(yǎng).干冰能用于人工降雨C.二氧化碳能用來生產(chǎn)汽水等碳酸飲料D.二氧化碳能作氣體肥料

CA.

B.

C.

D.

D

7.實(shí)驗(yàn)表明，不能用塊狀大理石與稀硫酸反應(yīng)來制取二氧化碳?xì)怏w，而能用大理石粉末與稀硫酸反應(yīng)來制取二氧化碳?xì)怏w。由此得出的合理結(jié)論是

(

)BA.能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)之間是否發(fā)生反應(yīng)，與反應(yīng)條件有關(guān)B.反應(yīng)物之間接觸面積越大，越有利于反應(yīng)的進(jìn)行C.塊狀大理石與大理石粉末的化學(xué)性質(zhì)不同D.塊狀大理石與大理石粉末的組成不同8.【南寧】如圖所示為木炭與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列說法中錯(cuò)誤的是(

)DA.給酒精燈加網(wǎng)罩，目的是使火焰集中并提高溫度B.實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到澄清石灰水變渾濁C.碳在反應(yīng)中發(fā)生了氧化反應(yīng)，表現(xiàn)出還原性D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先停止加熱，再將導(dǎo)氣管從澄清石灰水中撤出9.“碳循環(huán)”是自然界中重要的一類物質(zhì)轉(zhuǎn)化。其中，二氧化碳在無機(jī)物和有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化中起著非常重要的作用。

（3）低碳經(jīng)濟(jì)是一種以低能耗和高效能為主要特征，以較少的溫室氣體排放獲得較大產(chǎn)出的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。下列發(fā)電形式符合“低碳經(jīng)濟(jì)”理念的是________（填序號(hào)）。①水力發(fā)電

②風(fēng)力發(fā)電

③天然氣發(fā)電

④太陽(yáng)能發(fā)電

⑤垃圾焚燒發(fā)電①②④（4）過多消耗化石能源導(dǎo)致大氣中二氧化碳過多，引起______效應(yīng)。為了防止這種情況的發(fā)生，可采取的措施有：______________________（寫一點(diǎn)即可）。溫室植樹造林（合理即可）

（1）B：_____________________，G：______________。

（2）寫出反應(yīng)①③的化學(xué)方程式：①_______________________；③_______________。

（3）反應(yīng)⑤是綠色植物的______（填“呼吸”或“光合”）作用。光合11.某研究小組利用如圖所示的裝置研究碳的氧化物的性質(zhì)（固定裝置略）。已知碳酸鎂加熱發(fā)生類似碳酸鈣的分解反應(yīng)。（1）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)：_______________________（用化學(xué)方程式表示）。

吸收二氧化碳干燥氣體

BC12.【溫州】小明用大小不同的玻璃罩罩在兩組點(diǎn)燃的蠟燭上（如圖甲所示），觀察發(fā)現(xiàn)A組實(shí)驗(yàn)高處燭焰先熄滅，B組實(shí)驗(yàn)低處燭焰先熄滅。為了探究玻璃罩中燭焰熄滅順序不同的原因，小明以A組為研究對(duì)象進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：將6個(gè)盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在鐵絲上，點(diǎn)燃蠟燭，立即用小玻璃罩罩上（如圖乙所示），分別記下各容器內(nèi)澄清石灰水變渾濁所需的時(shí)間。多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如下表所示。容器編號(hào)123456平均時(shí)間

3.23.85.07.111.119.0實(shí)驗(yàn)二：將3支溫度計(jì)分別掛在小玻璃罩內(nèi)不同的位置（如圖丙所示），點(diǎn)燃蠟燭，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)①的示數(shù)明顯增大，溫度計(jì)②、③的示數(shù)增大得不明顯。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果，推測(cè)A組實(shí)驗(yàn)高處燭焰先熄滅的原因是______________________________________________________________。（2）實(shí)驗(yàn)二研究的問題是_________________________________________。

小玻璃罩中蠟燭燃燒產(chǎn)生熱的二氧化碳上升，在頂部聚積并逐漸下沉小玻璃罩中蠟燭燃燒對(duì)周圍空氣溫度的影響（3）結(jié)合本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，對(duì)B組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出簡(jiǎn)要解釋：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

大玻璃罩中蠟燭燃燒時(shí)，產(chǎn)生熱的二氧化碳上升，到一定高度后冷卻，由于二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳從周圍下沉，導(dǎo)致大玻璃罩底部二氧化碳聚積并逐漸上升，所以B組實(shí)驗(yàn)低處燭焰先熄滅走進(jìn)重高1.【宜賓】下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法中正確的是(

)A

2.【萊蕪】如圖所示分別是二氧化碳的制取、干燥、收集和性質(zhì)檢驗(yàn)的裝置圖，其中正確的是

(

)DA.

B.

C.

D.

3.【威?！繐?jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》報(bào)道，為應(yīng)對(duì)氣候變化，落實(shí)《巴黎氣候變化協(xié)定》，2017年國(guó)家建立了統(tǒng)一的碳排放權(quán)交易市場(chǎng)，按國(guó)際慣例，這里的“碳”是指

(

)AA.二氧化碳

B.單質(zhì)碳C.碳元素

D.所有含碳化合物4.【嘉興】如圖所示，某同學(xué)為了驗(yàn)證空氣中含有少量二氧化碳，將大針筒內(nèi)的空氣一次性壓入新制的澄清石灰水中，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水沒有變化。據(jù)此，你認(rèn)為該同學(xué)應(yīng)該

(

)AA.繼續(xù)用大針筒向澄清石灰水中壓入空氣B.撤去大針筒，用嘴向澄清石灰水中吹氣C.得出空氣中沒有二氧化碳的結(jié)論D.得出空氣中含有少量二氧化碳的結(jié)論

A

DA.①變紅，③不變紅B.④變紅，③不變紅C.①④變紅，②③不變紅D.④比①先變紅，②③不變紅

D

8.【德陽(yáng)】請(qǐng)根據(jù)如圖所示的裝置回答相關(guān)問題：（1）填有標(biāo)號(hào)的儀器名稱：①為________，②為______。錐形瓶水槽（2）若用上述裝置制取二氧化碳，則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳?xì)怏w，則其裝置接口的連接順序是_______________（用接口字母按從左至右的順序連接）。檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿的方法是________________________________________________________________。

將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若木條熄滅，則說明二氧化碳已收集滿9.【衢州】某研究小組為了驗(yàn)證二氧化碳的部分性質(zhì)，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。（1）利用如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二氧化碳具有密度比空氣大、不能燃燒、____________的性質(zhì)。要讓蠟燭自下而上熄滅，選用甲、乙裝置中的____裝置更易成功。不支持燃燒乙

ACA.一定與氫氧化鈣反應(yīng)

B.可能與氫氧化鈣反應(yīng)C.一定與氫氧化鈉反應(yīng)

D.可能與氫氧化鈉反應(yīng)

操作步驟現(xiàn)象Ⅰ分別向試管①②③中通入氧氣雞血的顏色為鮮紅色Ⅱ向試管①中通入氣體A；停止通入A，向試管①中通入氧氣雞血的顏色由鮮紅色變?yōu)樘壹t色；雞血的顏色不變Ⅲ向試管③中通入氣體B；停止通入B，向試管③中通入氧氣雞血的顏色由鮮紅色變?yōu)榘导t色；雞血的顏色由暗紅色變?yōu)轷r紅色（1）向試管①中通入氣體時(shí)，氣體從導(dǎo)管口___（填序號(hào)）處通入。（2）試管②的作用是作______。a對(duì)照（3）氣體A為____，判斷的依據(jù)是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

序號(hào)1-11-2裝置_________________