专题二 碳及其化合物(解析版)

专题二++碳及其化合物(思维导图+习题+答案)
1.1.下列有关碳单质的说法错误的是( )
A. 金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头
B. 石墨有导电性，可制作电极
C. C60具有稳定结构，不能燃烧
D. 活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用作净水
【答案】C
【解析】
A、金刚石是自然界最硬的物质，因此金刚石可作钻头，正确；
B、石墨有导电性，又因为化学性质稳定，可制作电极，正确；
C、C6o 具有稳定结构，可以燃烧生成二氧化碳，错误；
D、活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用作净水，吸附色素和异味，正确。

故选C。

2.2.如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是( )
............
A. 给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B. 实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C. 木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性
D. 实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
【答案】A
【解析】
【分析】
碳和氧化铜在较高的温度下反应生成铜和二氧化碳。

【详解】A、给酒精灯加网罩，使火焰集中并提高温度，有利于反应的进行，正确；B、实验过程中，可观察到黑色固体粉末逐渐变红，由碳和氧化铜的混合物变为铜单质，错误；C、木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，作还原剂，错误；D、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，
这样可以起到防倒吸的作用，反之试管内温度变小，气压变低，会倒吸，错误。

故选A。

3.3.“扬州八怪”之一，清代著名画家郑板桥所绘的字画至今仍不褪色，这是因为墨汁中的碳( )
A. 具有可燃性
B. 在常温下性质稳定
C. 具有氧化性
D. 具有还原性
【答案】B
【解析】
试题分析：墨汁中的碳在常温下化学性质稳定，在通常情况下不易与其他物质发生反应，所以古代字画至今不易褪色.
考点：碳的化学性质；
点评：本题主要考查了碳的化学性质，记住碳的稳定性、可燃性和还原性是解题的关键.
4.4.石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。

图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。

下列说法正确的是( )
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A. ①④
B. ②③
C. ①③
D. ②③④
【答案】B
【解析】
①由结构模型图看出，石墨烯是一种单质，错误；②三种物质都是碳元素组成的单质，分别在足量的氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳，正确；③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质，正确；④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，错误。

故选B。

5.5.下列装置用于实验室制取CO2，不能随开随用、随关随停的装置是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析：用于实验室制取H2，能随开随用、随关随停的装置是保证固液能够分离，从而控制反应的进行和停止，装置A、C、D能够达到目的，所以答案选择B
考点：装置的选择标准
6.6.如图所示，某同学为验证空气中含有少量二氧化碳，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水，发现石灰水没有变化。

据此，你认为该同学应该( )
A. 得出空气中没有二氧化碳的结论
B. 得出空气中含有少量二氧化碳的结论
C. 继续用大针筒向澄清石灰水压入空气
D. 撤去大针筒，用嘴向澄清石灰水吹气
【答案】C
【解析】
A、验证性实验是已经知道实验结果的，当实验现象与已知的结果不相符时，应该思考实验过程中存在的问题，不能贸然得出空气中没有二氧化碳的结论，故选项说法错误．
B、实验中澄清石灰水没有变浑浊，不能得出空气中含有少量二氧化碳的结论，故选项说法错误．
C、验证性实验是已经知道实验结果的，当实验现象与已知的结果不相符时，应该思考实验过程中存在的问题；空气中二氧化碳的量太少，通少量空气现象不明显，为了使实验现象更明显，所以应该继续通空气，
直到现象明显为止，故选项说法正确．
D、人体呼吸作用会产生较多的二氧化碳，违背实验目的（验证空气中含有少量二氧化碳），故选项说法错误．
故选C．
【点评】本题有一定难度，当实验的结果同理论值不一致时，主要考虑以下几个方面：方案是否完整、是否符合探究要求、方法步骤是否合理、是否有前后颠倒现象．
7.7.在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。

如图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是( )
A. 加入药品
B. 收集气体
C. 检查装置气密性
D. 验满
【答案】D
【解析】
A、倾倒液体，试管倾斜，瓶塞倒放，标签对着手掌心，故A正确；
B、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法，故B正确；
C、检查装置气密性，手握试管，导管插入水中，故C正确；
D、二氧化碳验满，燃烧的木条应伸入集气瓶口，故D错误。

点睛∶严格按照实验要求规范实验操作是顺利完成实验的重要保证。

8.8.工业上制取二氧化碳最适宜的方法是( )
A. 煅烧石灰石
B. 石灰石与盐酸反应
C. 燃烧木炭
D. 燃烧煤
【答案】A
【解析】
工业生产需要考虑原料是否易得，价格是否便宜，成本是否低廉，是否能大量生产及对环境的影响等．
A、煅烧石灰石符合上述各项要求，所以正确．
B、石灰石与盐酸反应，成本高，所以错误．
C、燃烧木炭的方法收集困难，不利于大量生产，所以错误．
D、燃烧煤成本高、污染大、不利于大量生产，所以错误．
故选A．
9.9.下列有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
A、二氧化碳可以像倒水一样倾倒，说明其密度较空气的大，下方的蜡烛先灭，又因为二氧化碳不支持燃烧，既有二氧化碳的化学性质，也有二氧化碳的物理性质，不符合题意；
B、二氧化碳可以像倒水一样倾倒，说明其密度较空气的大，只能证明二氧化碳的物理性质，符合题意；
C、二氧化碳可溶于水，紫色石蕊溶液变红，有二氧化碳的化学性质，不符合题意；
D、二氧化碳与水反应生成碳酸，故使塑料瓶变瘪，有二氧化碳的化学性质，不符合题意；故选B。

点睛：物理性质是指物质不需要发生化学变化就表现出来的性质．化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质．而化学变化的本质特征是变化中有新物质生成，因此，判断物理性质还是化学性质的关键就是看表现物质的性质时是否有新物质产生。

10.10.利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。

垂直固定装璃管的装置末画出)来探究二氧化碳的制取和性质。

下列关于该实验装置的叙述不正确的是( )
A. 通过推压性注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B. 利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C. 利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D. 该装置的左半部也可用于制取氧气
【答案】B
【解析】
A. 注射器有刻度，通过推压性注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量，正确；
B. 稀硫酸和块状石灰石（主要成分是碳酸钙）反应生成微溶于水的硫酸钙，常使反应停止，利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体应为稀盐酸，而不是稀硫酸，错误；
C. 利用该装置进行试验时，将玻璃管内的abcd四处分别放置滴有紫色石蕊试液的试纸，ad处放置湿润的，bc处放置干燥的，可观察到，湿润的试纸变红，且d处先变红，a处后变红，而干燥的试纸不变色，可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应，正确；
D. 该装置的左半部相当于固液常温型发生装置，故也可用于过氧化氢法制取氧气，正确。

故选B。

11.11.下列事实的结论或解释中，正确的是( )
A. 食盐加入水中，水变咸了﹣﹣NaCl分子不断运动的结果
B. 水银温度计受热液柱升髙﹣﹣汞原子受热体积变大
C. 二氧化碳气体可用于灭火﹣﹣既利用了其物理性质，又利用了化学性质
D. 金刚石很硬，而石墨较软﹣﹣碳原子结构不同
【答案】C
【解析】
【详解】NaCl是由Na+和Cl-构成的，NaCl中并不存在NaCl分子，A错误；水银温度计中的液柱为金属汞，温度升高，汞原子之间的间隔变大，液体体积增大，液柱升高，B错误；二氧化碳气体可用于灭火，利用了二氧化碳密度比空气的大和二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧的性质，前者属于物理性质，后者属于化学
性质，C正确；金刚石与石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子的排列方式不同，D错误。

故选C。

12.12.铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O．称取14.4g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。

测得实验前后装置B增重4.4g。

下列说法正确的是( )
A. 装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B. 实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间
C. 根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2O
D. 若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高
【答案】B
【解析】
A、装置A中的反应是CuO＋CO Cu+CO2，Cu2O＋CO2Cu+CO2，反应中没有生成水，装置B的作用是吸收反应生成的CO2，错误；
B、一氧化碳是具有可燃性的气体，实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间，排尽玻璃管中空气，防止加热时发生爆炸，正确。

C、由题意可知装置B增重4.4g，是吸收二氧化碳的质量，由质量守恒定律可知，铜的氧化物中氧元素的质量是：4.4g××100%×=1.6g，铜原子与氧原子的个数比=：=2：1，所以确定该固体为Cu2O或Cu和CuO的混合物或Cu2O、Cu 和CuO的混合物，错误；
D、若缺少装置C，装置B增重的质量偏大，则实验所得Cu、O个数比偏低，错误。

故选B。

13.13.某兴趣小组利用传感器对二氧化碳的性质进行再探究。

实验步骤如下：
(1)如图1所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2，三个注射器内各装有85ml的液体(分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液)。

连接好装置和压强传感器。

(2)三位同学同时迅速将注射器内85mL的液体(水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液)注入各自烧瓶中，关闭活塞。

(3)一段时间后，同时振荡烧瓶。

观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图情况如图2所示。

请回答下列问题：
1)导致曲线1中CD段气压“急速”减少的操作是_____。

不改变装置药品情况下，进一步降低E点的方法是_____。

2)曲线2代表加入的是_____。

3)曲线3中发生反应的化学方程式为_____。

曲线2 与曲线3差异较大的原因是_____。

4)对比曲线1、2、3，不能得出的结论是_____。

①CO2能与水发生反应
②吸收CO2用NaOH溶液比较合适
③CO2能与NaOH溶液反应
④检验CO2用饱和澄清石灰水较合适
【答案】(1). 振荡烧瓶(2). 使烧瓶内物质冷却(3). 饱和石灰水(4). CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O (5). 饱和石灰水浓度太低(氢氧化钙微溶于水)影响了二氧化碳的吸收(6). ①④
【解析】
【详解】根据图2可知，曲线3代表的反应最剧烈，吸收的CO2最多，故曲线3代表加入的是氢氧化钠溶液，曲线1代表的反应最微弱，吸收的CO2最少，故曲线1代表加入的是水，曲线2代表加入的是澄清石灰水。

1) 曲线1代表的是二氧化碳溶于水的过程，若振荡试管，则会加速反应的进行，使烧瓶内气压急速减小。

E 点表示的是反应结束以后烧瓶内的压强，若要进一步降低烧瓶中的压强，可以降低烧瓶内物质的温度。

2)根据上述分析可知，曲线2代表加入的是澄清石灰水。

3) 曲线3代表加入的是氢氧化钠溶液，此时发生的是氢氧化钠与二氧化碳的反应：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

澄清石灰水的主要成分为氢氧化钙，虽然氢氧化钙也能与二氧化碳发生反应，但是氢氧化钙的溶解度很小，故澄清石灰水能吸收的二氧化碳很少，速率也慢。

4)图2只能表明二氧化碳能溶于水，但不能证明二氧化碳与水发生了化学反应，①错误；该实验中将氢氧化钠溶液注入二氧化碳气体中后，烧瓶内压强急剧减小，可以证明CO2能与NaOH溶液反应，且反应十分迅速，所以可以用NaOH溶液来吸收CO2，②③正确；用饱和澄清石灰水能检验二氧化碳是因为二者反应生成了白色沉淀，根据曲线2仅可知二氧化碳能被氢氧化钙溶液吸收，但并未反映出其实验现象，故④错误。

故选①④。

14.14.小明同学在实验操作考核中，抽到题目“二氧化碳的制取、收集和验满”。

(1)要制取二氧化碳，小明同学应该从以上药品中选择_____和_____反应。

(2)写出你选择的药品制取二氧化碳的化学方程式_____。

(3)用制取二氧化碳的气体发生装置还可以制取其他气体。

举例：可制取的气体氢气，写出实验室制取氢气的化学方程式是_____，从反应物的状态和反应条件说明为什么可用制二氧化碳的装置制氢气：_____。

【答案】(1). 石灰石(2). 稀盐酸(3). CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(4). Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(5). 反应物是固体和液体，反应条件是常温
【解析】
（1）根据大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙、水解答；（2）根据碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳解答；（3）根据锌与稀硫酸在常温下反应生成硫酸锌和氧气解答；（1）实验室制取二氧化碳的药品是稀盐酸、石灰石或大理石。

（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，依据反应物的状态和反应条件选择发生装置，所以可用制二氧化碳的装置制氢气的原因是：反应物是固体和液体，反应条件是常温。