主題二物質的性質與應用

專題05碳和碳的氧化物

oi考情透視?目標導航

02知識導圖思維引航

03考點突破?考法探究

考點一碳單質

實驗木炭與氧化銅反應

考點二一氧化碳和二氧化碳

實驗一氧化碳還原氧化鐵

實驗二氧化碳物理、化學性質實驗

考點三常見氣體的制取

實驗二氧化碳的實驗室制取

考點四二氧化碳對生活和環境的影響

04題型精研考向洞悉

題型一碳單質

考向01碳單質物理性質及用途

考向02碳單質化學性質

考向03木炭還原氧化銅實驗

題型二一氧化碳和二氧化碳

考向01一氧化碳、二氧化碳的性質及用途

考向02二氧化碳的性質實驗

考向03一氧化碳和二氧化碳的對比

題型三常見氣體的制取

考向01實驗室制取氣體的儀器和原理

考向02發生裝置和收集裝置的選擇

考向03氣體的檢驗和驗滿及性質驗證

考向04萬能瓶的使用

題型四低碳生活與資源化利用

考向01碳中和與低碳行動

考向02碳循環

考向03二氧化碳的資源化利用

跨學科實踐活動基于碳中和理念設計低碳行動方案

考情透視?目標導航

考點課標要求命題預測

1.碳和碳的氧化物是中考的必考內容。選擇

碳單質

題、填空題、實驗探究題均有涉及。預計2025

一氧化碳和通過實驗探究認識二氧化碳的主要性年中考仍以碳和碳的化合物的性質和用途,二

二氧化碳質，認識物質的性質與用途的關系；初氧化碳的制取，低碳生活為考查重點，且以填

步學習二氧化碳的實驗室制法，歸納實空題、實驗探究題為主要題型進行考查。

常見氣體的

驗室制取氣體的一般思路與方法；以自2.氣體的制取、檢驗與凈化是中考實驗探究題

制取

然界中的氧循環和碳循環為例，認識物常考題型，主要考查常見氣體二氧化碳、氧氣

質在自然界中可以相互轉化及其對維（有時也會拓展考查氨氣和氨氣等）的制備，

二氧化碳對

持人類生活與生態平衡的意義。并且常見氣體的檢驗和凈化也常穿插其中，常

生活的影響

考題型是實驗探究題，有時也會以選擇題的形

式考查。

知識導圖?思維引航

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一仇化原和一玩化碳.

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二氧化蟆的制取

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考點突破?考法探究

考點一碳單質

考點梳理

一、碳單質的物理性質和用途

物理性質不

結構構成微粒性質用途

同的原因

無色透明的的固體。天然制裝飾品（鉆石）；制鉆

金存在的最_____的物質。頭、____________、—

剛—特殊條件下制備的金剛石金剛石、石墨

石5薄膜______、______大；金剛石薄膜用作_____;和C60都是碳

______好。用于____________O元素組成的

______色的有金屬光澤的單質，物理性

6旁作電極或電刷、制鉛筆

((**??t???

t??????,?

石a固體；很______，質有明顯差

芯、做用瑞，作機械局溫

墨有______;熔點高，有良異的原因：

潤滑劑

好的______?

—

用于______、______、材

C60—有特殊的物理性質

料科學等領域

二、無定形碳

1.焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是，結構與類似。

木炭、活性炭有的結構，因此有,活性炭的比木炭強。

2.活性炭的應用：可用于中除去毒氣、制糖業中以制白糖；水的凈化處理；冰箱去味;

吸附裝修產生的有害氣體。

3.活性炭、木炭的吸附性是性質。

三、碳單質的化學性質

1.碳單質的化學性質

（1）常溫下強（古代字畫能長久保存的原因）。

（2）:（。2充足）完全燃燒生成CO2：；（。2不足）不完全燃燒生成

CO：o

高溫

（3）還原性：C+2CuO、^2Cu+CO2T（置換反應）（現象：黑色粉末逐漸變成，石灰水

變）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2f（現象：紅棕色粉末逐漸變成,石灰水變渾濁）

應用：冶金工業。

2.實驗：木炭與氧化銅反應

實驗儀器試管、酒精燈、金屬網罩、鐵架臺（帶鐵夾）、彈簧夾、橡膠塞、導管、升降臺、火柴

實驗試劑木炭、氧化銅、澄清石灰水。

實驗原理O

C?CuO

實驗裝置

三■M

a.連接儀器，檢查裝置的氣密性；

b.把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管；

C.將試管固定在鐵架臺上，將導管插入澄清石灰水中；

實驗步驟

d.打開彈簧夾，用酒精燈加熱混合物幾分鐘；

e.先撤出導管，用彈簧夾夾緊乳膠管，停止加熱，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。

觀察現象。

實驗現象大試管中的固體由______色變為______色；小試管中的澄清石灰水_____o

實驗結論木炭能夠還原氧化銅生成_______單質和_______；該實驗說明木炭具有________性。

①木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因：防止木炭與水蒸氣反應生成的氫氣和一氧化碳與氧化

銅反應。

②火焰加金屬網罩的目的：________________________。

實驗注意

③實驗結束后，先撤出導氣管，再停止加熱的目的：________________________。

④待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：_________________________O

⑤木炭配比比理論值稍微多一點，因為木炭會和試管中的氧氣反應。

固體木炭還原氧化銅，完全反應后固體減少量為__________________o用氫氣和一氧化碳

計算思維辨析

兩種氣體還原氧化銅時，則固體減少量是________________________o

易混易錯

1.金剛石、石墨都是由構成的，C60是由C60分子構成的，一個C60分子由構成。

2.石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質，該轉化是o

3.木炭、活性炭、焦炭和炭黑都屬于,這些物質的主要成分是碳單質，結構與石墨類似。木炭、活

性炭都是疏松多孔的結構，具有吸附性（性質），活性炭的吸附性更強。

針對訓練

1.（2024?江蘇鹽城）閱讀下列資料，完成下面小題：

透明的金剛石、灰黑色的石墨和足球狀、空心球體結構的C6。都是由碳元素組成的單質；碳原子核外電

子數為6,其結構示意圖如圖所示。

碳原子的結構示意圖

金剛石可用來切割大理石、加工堅硬的金屬。石墨很軟，有滑膩感。C6。常溫下為固體，能與K等金屬

反應生成超導體材料，如圖所示的獨特結構使之有可能在催化、醫學等領域具有廣泛應用。

C6。的分子結構

2.下列關于Cf。的說法中不正確的是（）

A.分子具有空心球體結構

B.是一種新型有機高分子材料

C.每個分子由60個碳原子構成

D.有可能在催化領域具有廣泛應用

3.下列摘錄中，屬于物質結構描述的是（）

A.碳原子核外電子數為6B.金剛石可用來切割大理石

C.石墨很軟D.Cf。能與K等金屬反應

4.金剛石、石墨和C6。和都是由碳元素組成的單質，它們的性質存在著明顯差異。其原因是構成它們的原

子（）

A.種類不同B.大小不同C.質量不同D.排列方式不同

考點二一氧化碳和二氧化碳

■考點梳理

一、一氧化碳

1.物理性質：____色、味的氣體，溶于水，密度比空氣.

2.化學性質

占燃

(1)可燃性：2CO+O2=^=2CO2點燃CO,產生____________,放出熱量。

(2)毒性：是指它極易與人體血液中的結合，從而使血紅蛋白不能很好地與氧氣結

合，,造成生物體內,而發生中毒現象；因此冬天用煤爐取暖時，一定要o

(3)還原性

實驗：一氧化碳還原氧化鐵

實驗儀器硬質玻璃管、單孔橡皮塞、雙孔橡皮塞、鐵架臺、酒精燈、酒精噴燈、玻璃導管

實驗試劑一氧化碳、氧化鐵、澄清石灰水

實驗原理

氧化鐵

CO￡y工§

實驗裝置

二3司S)1

a.組裝儀器，并檢查裝置的氣密性；

b.裝入藥品，固定裝置；

C.點燃酒精燈，向玻璃管中通入一氧化碳；

實驗步驟d.點燃酒精噴燈；

e.反應完成后，熄滅酒精噴燈；

￡硬質玻璃管冷卻后，停止通入一氧化碳；

g.熄滅酒精燈。

(1)玻璃管內：紅棕色粉末____________o反應的化學方程式：

實驗現象(2)試管內：澄清石灰水_____0反應的化學方程式：

與原理(3)_______________________________

(4)酒精燈處：氣體_________________________?反應的化學方程式：

1.裝置尾部酒精燈的作用是________________________o

實驗注意

2.實驗開始時，要先____________，一段時間后再_________________________，目的

是____________________________________________O

3.實驗結束，停止加熱后，要繼續通CO直至玻璃管冷卻，或用彈簧夾夾緊玻璃管兩端的膠

皮管直至玻璃管冷卻，才可以把固體倒到白紙上觀察。不能把熱的固體直接倒出來觀察的

原因是_____________________________________O

4.在CO還原FezCh的反應中，CO具有_____性，作_______劑。

5.實驗結束，停止加熱后，要繼續通CO直至玻璃管冷卻，同時防止__________________0

6.若沒有酒精噴燈也可用酒精燈代替，但需在火焰外加金屬網罩，使______,提高______。

(4)用途

①作燃料：CO具有,將煤轉化為煤氣可使燃燒更充分，對環境污染程度小。

②冶煉金屬：CO具有還原性，用于o

二、二氧化碳

1.二氧化碳的物理性質

(1)二氧化碳的物理性質

______色、味的氣體，溶于水，在一定壓強和低溫條件下變成白色塊狀或片狀固體，稱為

(用途制冷劑、、食物儲運、制造舞臺煙霧效果)。

(2)探究二氧化碳物理性質的兩個實驗

傾倒二氧化碳溶解性實驗

實驗裝置圖

向盛有高低不等兩根燃著蠟燭的燒杯中傾向盛滿二氧化碳的軟塑料瓶中倒入約三分

實驗操作

倒二氧化碳。之一容積的水，振蕩。

實驗現象蠟燭_________________________塑料瓶______

二氧化碳_______________(物理性質)；

實驗分析二氧化碳____________,也_____________原因：_______________________________O

(化學性質)。

2.二氧化碳的化學性質

(1)二氧化碳不能，也不0

(2)與水反應：CO2+H2O===H2CO3,生成的碳酸能使紫色蕊溶液變o碳酸易分解，發生反應的

化學方程式為：H2CO3==H2O+CO2T?

(3)與堿反應：

①二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應：CO2+Ca(OH)2===CaCO3i+H2O,觀察到有____________生成，因此

實驗室通常用澄清石灰水；

②二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應：CO2+2NaOH===Na2cO3+H2O,應用：實驗室通常用氫氧化鈉溶液

___________________二氧化碳-

（4）二氧化碳與水反應的實驗探究

a二

氧

化

碳

直接噴水

小花變紅色小花不變色小花不變色小花變紅色紅色褪去

象

分水不能使紫二氧化碳不能使

析色石蕊變色紫色石蕊變色

結a.二氧化碳能與水反應生成碳酸，,顯酸性。

論b.生成的碳酸,很容易分解生成和O

S

幺

*同

懈

--一,1①操作示意圖（a、d為浸有紫色石蕊試液的濕潤棉花，b、c為含有紫色

-a二

-婿

實-

注射器-b

-」

-石蕊的干燥棉花，垂直固定裝璃管的裝置末畫出）；

驗

玻②現象：d處棉花比a處棉花,b、c處棉花；

改璃

管③結論：根據棉花變紅的順序，可得出二氧化碳的密度比空氣，

進飲料瓶一

溫潤的棉花，干燥的棉花，可得出二氧化碳能與水反應。

3.二氧化碳的用途

（1）固體二氧化碳（干冰）的用途：

①：食品冷藏保鮮和運輸；醫療上血液和疫苗的儲存與運輸。

②用于：利用干冰升華吸熱的原理。

③制造舞臺煙霧效果。

（2）滅火和作保護氣：既利用二氧化碳的物理性質（）,又利用二氧化碳的化學性質

（）O

（3）農業生產中的o

（4）工業生產中制作碳酸飲料（利用二氧化碳能溶于水）、純堿、化肥、醫藥產品等的重要原料。

4.一氧化碳和二氧化碳的比較

一氧化碳二氧化碳

物色態味無色、無臭氣體無色、無臭氣體

理密度比空氣______比空氣______

性

質水溶性______溶于水______溶于水

可燃性—在一般情況下，既___________________

△

化與某些氧化物反應CO+CuO^Cu+CO2不反應

學

性與水反應不反應—

質

與石灰水反應不反應—

毒性—無毒

主要用途燃料、冶煉金屬滅火、溫室肥料、化工原料等

相互轉化

針對訓練

1.（2023?遼寧營口）下列關于一氧化碳和二氧化碳的說法中正確的是（）

A.一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素組成，能相互轉化

B.一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作為燃料

C.一氧化碳和二氧化碳都能與水反應，都能使紫色石蕊溶液變紅

D.一氧化碳和二氧化碳都是溫室氣體，含量增多都能導致溫室效應增強

2.（2024?北京）用如圖所示裝置和干燥紫色石蕊紙花進行實驗，驗證CO?的性質。

/玻璃片

co2,

澄清、

石灰水

（1）觀察到澄清石灰水變渾濁,反應的化學方程式為;由該實驗還可以得出分子具有的性質是

（2）為驗證CO?能與水反應，需進行的操作及現象是。

考點三常見氣體的制取

3考點流理

一、實驗室制取氣體的裝置

裝置類型選擇依據拓展裝置

V-反應物是固體；

—

反應條件需要加熱。

發生裝置固體加熱型

*反應物是固體和液體；

A反應條件不加熱。

固液不加熱型分液漏斗可以控制反應速率，節約藥品。

—?

適合溶解性小；

—gj?—,

不與水反應的氣體i

排水法

氣體從短管進集氣那[,水從長管排出

-一

L

適合密度大于空氣的氣體；

收集裝置

且不與空氣各成分反應

氣體從長管進集氣瓶空氣從短管排出

向」二排1芭氣法

1-?,=

適合密度小于空氣的氣體；

且不與空氣各成分反應1

向下排空氣法氣體從短管進集'［瓶空氣從長管排出

匕

『r'''Q1

M一^-^=a

各種裝

置氣密aA

將導管伸入_____用彈簧夾夾住乳向長頸漏斗中加當緩緩拉活塞時，觀關閉分液漏斗活

性檢查

_______中，手緊膠管，往長頸漏斗水使其下端浸入察到__________，貝”塞，緩緩拉注射器

握容器外壁，觀察內注入______，若水中，用手捂容氣密性良好；當緩緩活塞，松手

導管口有_________長頸漏斗下端形器外壁，伸入水推活塞時，觀察后，__________，

二、二氧化碳的制取

制取方法實驗室制法工業制法

制取試劑大理石(或石灰石)與稀鹽酸

反應原理

—CaCO3-------CaO+CO2T

依據：發生裝置，反應物狀態及反應條件；收集裝置，氣體的溶解性及密度

b多孔隔板

裝置tLil)

I1

__________型__________法

(反應物狀態為固體和液體，反應條件為常溫)(二氧化碳能溶于水且能與水反應，密度比空氣大

(1)“組”：組裝儀器。

(2)“查”：檢查裝置的氣密性。

(3)“裝”：將藥品裝入反應容器(先裝固體，再加液體)。

實驗步驟

(4)“集”：用向上排空氣法收集。

(5)“驗”：驗滿(將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則氣體已收集滿)。

(6)“放”：集滿后蓋上玻璃片正放在桌面上。

檢驗方法11

把生成的氣體通入澄清石灰水中，若觀察到澄清石灰水變_____證明生成的氣體是二氧化碳。

一:

驗滿方法1\

將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若觀察到I正明二氧化碳已經收集滿。

m扇霜上

穹__

九

凈化裝置1

濃硫羽

制取的CO2中混有少量HC1氣體G4酸能揮發出HC1氣（本）和水2落氣，實驗室常將制取的氣體先通過

________________________________除二去HC1氣體再通過.除去水蒸氣。

三、二氧化碳與氧氣實驗室制法的比較

二氧化碳的實驗室制法氧氣的實驗室制法

△

2KMnO4K2MnO4+MnO2+02?

反應原理

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2T

2Ho?2H2O+O2T

&;UH

\三

Ir蓼i

Z翡A加熱高鎰酸鉀制氧氣

發生裝置

nJO3

力Aw*1”》

過氧化氫制氧氣

收集方法向上排空氣法向上排空氣法或排水法

將氣體通入澄清石灰水，若其變渾用帶火星的木條伸入瓶中，若木條復燃，

檢驗

濁，則該氣體是C02則為。2

將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若燃將帶火星的木條放在集氣瓶瓶口，若木條

驗滿

著的木條立即熄滅，則co2已集滿復燃，則。2已集滿

四,實驗室制取氣體的一般思路和方法

1.確定制取氣體的化學反應原理

(1)要研究在實驗室條件下(如常溫、加熱、加催化劑等)，可用什么藥品、通過什么反應來制取這種氣

體。

(2)還要考慮以下幾個方面的因素：原料要容易獲得；實驗條件要易于控制；實驗裝置易于裝配；實

驗操作安全可靠；實驗速度適中；易于收集純凈的氣體。

2.確定制取氣體時應采用的實驗裝置

(1)發生裝置的確定：一般根據反應條件和反應物的狀態設計發生裝置，如下圖所示：

①固體+液體一*氣體，選擇上圖中的裝置B或裝置C,如實驗室制取二氧化碳。

②固體+固體氣體，選擇上圖中的裝置A,如實驗室用高鎰酸鉀制取氧氣。

溫馨提示有時發生裝置具有多樣性，特別是固液常溫型的反應，因為反應容器可選用試管，也可選用

錐形瓶、燒瓶，橡皮塞可用單孔橡皮塞，也可用雙孔橡皮塞，用雙孔橡皮塞時添加液體的儀器可選長頸

漏斗，也可選分液漏斗或注射器，那么組裝起來的裝置就有很多種。

(2)收集裝置的確定

密度小于空氣的(相對分密度大于空氣的(相對分

所收集氣體的性質難溶(或不溶)于水

子質量小于29)子質量大于29)

?

.—2

r

收集裝置

_=--—11

所收集氣體較純,但有少所收集氣體常混有空氣，僅憑觀察難以判定氣體是否

收集方法的特點

量水蒸氣集滿，操作簡單

集氣瓶事先要裝滿水，導

注意事項導管應伸入到集氣瓶底部，在瓶口驗證氣體是否集滿

管置于瓶口處

3.實驗室制取氣體的實驗操作順序

實驗室制取氣體在選擇好藥品、儀器后操作的一般順序為：

①組裝儀器：一般按從下到上，從左到右的順序進行組裝；

②檢查裝置氣密性；

③裝藥品：若是固體跟液體反應，一般是先裝入固體再加入液體；

④準備收集裝置：若用排水法收集氣體，應在制取氣體之前將集氣瓶盛滿水;

⑤制取氣體；

⑥收集氣體并驗滿；

⑦拆洗儀器。

易混易錯

1.藥品的選擇：①實驗室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反應，是因為稀硫酸和大理石反應生成的硫

酸鈣微溶于水，會附著在大理石表面，阻礙反應的繼續發）。②也不用濃鹽酸，是因為濃鹽酸易揮發,

使制得的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純。

2.①反應容器中的導管不能伸入過長，應稍露出橡皮塞。

②若使用雙孔橡皮塞，長頸漏斗下端的管口應伸入到液面以下，以免產生的氣體從長頸漏斗逸散到空氣

中。

③收集氣體時，集氣瓶口朝上，導管伸入到集氣瓶的底部，以收集到較純凈的氣體。

3.用排空氣法收集氣體時，注意集氣瓶口的方向。集氣瓶口朝上，表明空氣從上方排出，為向上排空氣法；

集氣瓶口朝下，表明空氣從下方排出，為向下排空氣法；

4.氣體檢驗：檢驗二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃燒的木條，因為使燃燒的木條熄滅的氣體不一定

是二氧化碳氣體，還可能是氮氣等。

5.氣體驗滿：驗滿時燃著的木條應放在集氣瓶口，不能伸入集氣瓶中。

針對訓練

1.（2024?陜西）實驗室制取二氧化碳時，下列相關操作正確的是（）

燃著的

小木條

C.收集氣體D.氣體驗滿

2.(2024?內蒙古興安盟)化學是一門以實驗為基礎的科學。請根據下列實驗裝置回答問題。

(1)寫出儀器①的名稱。

(2)實驗室選用A裝置制取氧氣，反應的化學方程式為,固定裝置時試管口略向下傾斜的原

因是O

(3)若用G裝置收集氧氣，氣體應從(填“a”或"b”)端通入集氣瓶。

(4)實驗室制取二氧化碳，反應的化學方程式為，選用B裝置作為發生裝置的優點是,

請指出C裝置中存在的一處錯誤是O

(5)甲烷(CH。是難溶于水的無色氣體，實驗室常用加熱無水醋酸鈉與氫氧化鈉的固體混合物來制得,

實驗室制取甲烷應選用的發生、收集裝置是(從A-F裝置中選擇)。

考點四二氧化碳對生活和環境的影響

考點梳理

自然界中的二氧化碳循環

綠色植物的光合作用

二氧化碳＜

人和動植物的呼吸,

化石燃料的燃燒等

(1)CO2的來源：?

(2)消耗二氧化碳的途徑：?

2.二氧化碳對人體和環境的影響

(1)CO2對人體健康的影響：CO2,但CO2不能供給呼吸。當空氣中CO2超過正常含量時，會

對人體健康造成影響，因此室內一定要注意通風換氣。進入久未開啟的菜窖和山洞、深井前，需

做O

（2）CO2對環境的影響：空氣中CO?含量過高，會使加劇，造成全球變暖等。

3.低碳行動

（1）減少CO2的排放：減少使用，更多地利用太陽能、風能等清潔能源。

（2）增大CO2的吸收：大力，嚴禁亂砍濫伐森林；采用物理、化學等方法，捕集、利用與封存

CO2等。

易混易錯

1.C02不是空氣污染物，但大氣中C02含量過高，會使溫室效應加劇。

2.能產生溫室效用的氣體有：C02,。3、CH4（甲烷）、N20（一氧化二氮）、氟氯代烷等。

針對訓練

1.（新情境）自然界中的碳氧循環如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.植物的呼吸作用放出氧氣

B.碳氧循環過程均發生了化學變化

C.綠色植物的光合作用是光能轉化為化學能

光昭

D.綠色植物光合作用的化學方程式為6c+6H2O—C6H12O6+6O2

2.（2024?山東東營）我國提出2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。下列做法不利于實現“碳

達峰，碳中和”的是（）

A.綠色出行B.焚燒垃圾C.節約用紙D.隨手關燈