第9讲 碳与一氧化碳、二氧化碳(二师附属初中)

【知识要点】 1.碳的单质

(1) 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但由于它们的碳原子排列方式不同，因此它们的性质（主要是物理性质）存在差异。碳单质在性质上的差异使得它们具有不同的用途。 (2)金刚石、石墨和C60的性质比较及用途。 名称 外观 金刚石 石墨 C60 C60分子形似足球 几乎不导电 质脆 无色透明、正八面体形状的深灰色不透明的细鳞片固体，有璀璨夺目的光泽 状固体，有金属光泽 良好 质软 ( 最软的矿物之一) 导电性 几平不导电 硬度 天然存在的最硬的物质 用途 用途制钻头、刻刀、装饰品制电极、铅笔芯、润滑等 剂等 应用于材料、医学和超导等领域 (3) 木炭、活性炭具有吸附性。 木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，这些物质的主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。由于木炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。可以利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。活性炭的吸附作用比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖。 (4) 碳的化学性质。

在常温下，碳的化学性质不活泼。在高温下，碳能够与很多物质发生反应。 ①碳跟氧气反应 (可燃性) 。

高温下碳在氧气 (或空气) 中完全燃烧生成CO2，并放出大量的热。 C 十O2 CO2 如果燃烧不充分，则生成CO，同时也放出热。2C 十O2 2CO ②碳跟某些氧化物的反应 (还原性) 。

C+2CuO 2Cu +CO2↑ 3C+ 2Fe2O 3 4Fe +3CO2↑ C 十C O2 2CO 2.二氧化碳 (1) 物理性质。

高温高温高温点燃点燃通常情况下，二氧化碳是无色、无味的气体，比空气重，能溶于水，加压、降温时可变成液态、固态，固态二氧化碳称 “干冰”。 (2) 化学性质。

①二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧。

②二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。 CO2 + H2O== H2CO3

③二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，这个反应可以用来检验二氧化碳。 Ca(OH)2 +CO2 = ==CaCO3 ↓ + H2O (3) 用途。

二氧化碳用来灭火，工业上用来制纯碱、尿素、碳酸饮料，干冰用作制冷剂、人工降雨剂。 3.一氧化碳

一氧化碳能够燃烧，具有还原性和毒性。 (1) 可燃性。 2CO 十O2 2CO2

(2) 还原性(一氧化碳的还原性可用于冶金工业),， CO+2CuO Cu +CO2 3CO+ Fe2O 3 2Fe +3CO2 (3) 有毒性。

一氧化碳很容易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。 4.碳与碳的化合物的相互转化关系

高温高温点燃

化学方程式为 ①2C 十O2 2CO ③2CO 十O2 2CO2

点燃点燃

②C 十O2 CO2

高温点燃④C 十C O2 2CO

⑤CO2 +Ca（OH）2 =CaCO3↓ + H2O ⑦H2CO3 = CO2+H2O

⑥CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O +CO2↑ ⑧CO2+H2O= H2CO3

5.石灰石、生石灰、熟石灰之间的相互转化

(1) 石灰石主要成分是CaCO3 ，生石灰主要成分是CaO ，熟石灰主要成分是Ca（OH）2。 (2) 石灰石高温煅烧可得生石灰，生石灰吸收水并与水反应可得Ca（OH）2 ，生石灰与水反应放出热量，该反应是放热反应，熟石灰吸收CO2 可得CaCO3 。 化学方程式为

①CaCO3CaO+CO2↑ ②CaO+H2O = Ca（OH）2

③CO2 +Ca（OH）2 =CaCO3↓ + H2O 【试题精析】

1. (2018年广州) 下列描述不正确的是

A. CO有毒且无色无味，使用燃气时要注意室内通风 B .CO2作为气体肥料在农业生产中有广泛应用 C. N2 充入食品包装袋中可起防腐作用 D. CH4在空气中燃烧是化合反应

分析：含碳燃料在氧气不足时发生不完全燃烧生成CO，CO 有毒，使用燃气时要注意室内通风，防止一氧化碳中毒，A 项正确。CO2 是植物光合作用的原料，可作为气体肥料，B 项正确。N2 化学性质稳定，充人食品包装袋中可起防腐作用，C 项正确。CH4 在空气中与氧气反应，燃烧生成CO2和H2O，不是化合反应，是氧化反应，D 项错误。 答案：D

2. (2015 年广州) 如图，将充满CO2 的试管倒扣在滴有紫色 石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正璃的是 ①试管内液面上升 ②试管内溶液变红 ③试管内液面不上升

高温④试管内溶液变蓝 ⑤试管内溶液不变色

A. ①② B .①④ C . ②③ D.③⑤

分析：二氧化碳能溶于水，使试管内气压减小，外界气压将烧杯中的水压人试管内，试管内液面上升，①正确；二氧化碳还能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，②正确。选项A正确。 答案：A

3. (2013年广州) 下列关于碳及其氧化物的说法，正确的是 A. CO 和CO，都可将氧化铜还原为铜 B. CO2 的排放不是导致酸雨的原因 C. 在室内放一盆澄清石灰水可防止CO 中毒

D. 铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼

分析： A 项只有CO 可将氧化铜还原为铜，CO+CuO  Cu +CO2，A 项错误。B 项CO2 的大量排放会导致温室效应，煤燃烧排放的SO2、NO2 等污染物是导致酸雨的原因，B 项正确。C项中澄清石灰水不与CO 发生反应，C 项错误。D 项中铅笔芯是用不同比率的石墨粉末和黏土粉末混合而制成，铅笔字迹噎糊可能是用的型号的铅笔比较软，而且有物理作用的摩擦，让石墨分散，导致字迹模糊，与石墨的化学牲质无关，D 项错误。 - 答案： B [练习巩固】 -

9 -1. (2018 年广州) 下列有关金刚石、石墨的说法正确的是

A.都是由碳元素组成 B. 都是黑色固体 C. 都能导电 D. 硬度都很大 9 -2 .(2012 年广州) 下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是 A. 金刚石和石墨硬度都很大 B. 二氧化碳和一氧化碳都能灭火

C. 二氧化碳可作为大棚种植农作物的气体肥料 D. 一氧化碳可使澄清石灰水变浑浊 9-3 .(2011年广州) 下列说法正确的是

A.CO2 能与血液中血红蛋白结合导致中毒 B. CO 能溶于水生成酸

 C .用闻气味的方法能够区别CO2 和CO D. CO可以在O2 中燃烧

9 -4 .(2010 年广州) 下列CO 的性质中属于化学性质的是 A. 常温下为无色气体 C. 没有气味

B. 难溶于水 D.可以燃烧

9 -5. 下列有关木炭、一氧化碳、甲烷燃烧的说法正确的是

A .燃烧时发生的都是化合反应 B 燃烧时都有蓝色火焰\\ C.燃烧后都有CO2生成

D. 点燃前都要检验纯度

9 -6 .下列事实与液态二氧化碳的灭火原理无关的是 A.液态二氧化碳汽化时能降低其周围的温度

B. 二氧化碳的密度比空气大，能将燃烧物与空气隔绝 C. 二氧化碳是无色无味的气体 D .二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧 9-7 .下列有关CO2的说法，不正确的是

A. CO2可用作气体燃料 B.干冰可用于人工降雨 C .“碳酸水” 的pH 小于7

D. 大气层中加CO2过多会造成温室效应 9 -8 .下列有关碳和碳的氧化物的说法中不正确的是 A. 工业中利用活性炭脱色以制白糖

B .金刚石和石墨的结构中碳原子排列方式相同 C .室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒 D. CO2可用于灭火，CO可用作燃料 9 -9 .下列碳单质的用途与其化学性质有关的是 A .用石墨制作干电池的电极 B. 用碳素笔书写档案文件谬 C .用活性炭做饮水机的净水剂

D. 用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启 9 -10. 下列有关碳单质的说法错误的是

A. 金刚石是天然存在的最硬的物质 B .石墨和C60由不同种原子构成 C .金刚石和石墨的化学性质相似

D. 活性炭可放在冰箱中除异味

9 -11. 下列关于氧气和二氧化碳的说法正确的是 A. 构成： 都由分子构成，且都含有氧分子 B. 性质：常温下均为气体，且都易溶于水

C .用途： 氧气可用作燃料，二氧化碳可用作化工原料 D转化：在自然界中氧气和二氧化碳可以相互转化

9 -12.下列关于碳和碳的化合物知识网络图 ( 图中“→”表示转化关系) 的说法正确的是 A.“C → CO” 的反应中碳发生还原反应 B. “CO → CO2 ” 的反应类型为置换反应

C. “CO2 → CaCO3” 的反应可用于检验二氧化碳 D. “CO2 ⇌ H2CO3，” 的反应可用酚酞试剂验证

9 -13.温室效应有功有过，产生温室效应的主要气体是CO2，下列有关认识错误的是 A. CO2 能使干燥石蕊纸花变红 B. CO2 能使澄清石灰水变浑浊 C.“低碳” 是指较低的CO2 排放 D. 温室效应为人类提供了适宜的生存温度 9 -14.下列有关碳及其化合物的说法正确的是 A. 二氧化碳是导致酸雨的主要气体 B.室内放一盆水能防止一氧化碳中毒

C.大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用

D.金刚石、石墨是碳的单质，C60是碳的化合物 9 -15 .下列关于二氧化碳的说法错误的是 A.二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一 B.大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质 C. 将二氧化碳气体通人紫色石蕊试液中，溶液变为红色 D. 实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳

9-16.下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是

A. 《清明上河图》 至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定 B .碳在空气中充分燃烧时生成CO2，，不充分燃烧时生成CO C. CO 和CO2的组成元素相同，所以它们的化学性质也相同 D. CO可用于冶炼金属、作气体燃料，CO2 可用于人工降雨、灭火

9 -17 燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO 气体。下列有关CO 的说法不正确的是 A.. CO气体有毒，可危害人体健康 B.CO可用于冶炼金属 C. CO可以燃烧，可作燃料

D. 在煤炉上放一壶水就能防止CO 中毒 9 -18 分析下列化学反应，所得结论不正确的是

2C 十O2 2CO C 十O2 CO2 2CO 十O2 2CO2 A. 反应物相同，参加反应的物质的质量不同时，生成物不同 B .碳、一氧化碳和天然气一样都可用作燃料 C. 上述反应都是化合反应，且生成物都是氧化物 D.C→CO→CO2 的转化都只能通过与O2 反应来实现

9 -19 下图是自然界中碳、氧循环简图(X 为H2CO3，Y 为C6H12O6。卞列说法不正确的是

点燃点燃点燃

甲 乙

A. 图甲中的转化1是酸雨形成的主要原因 B. 图乙中可实现有机物与无机物的相互转化 C. 绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能

D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定

9 -20 .如图所示装置，持续通人气态物质X可以看到玻璃管中有红色物厍生成；，无水CuSO4 变蓝，澄清石灰水变浑浊，则X 不可能是

A. 氢气和水蒸气 C.一氧化碳和氢气

B.氢气和二氧化碳 D.一氧化碳和水蒸气

9 -21． 下图是 “一氧化碳与氧化铁反应” 的部分实验装置，关于该实验说法正确的是

A．充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡 B． 实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色 C． 实验的化学反应方程式为FeO+ CO Fe + CO2 D．实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中

9 -22． 木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示：

高温

下列说法正确的是

A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应 B． 两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变 C．两个实验中都可观察到红色固体变黑 D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸

9 -23．(2014 年广州) 一氧化碳可以从其他物质中夺氧，是常用的工业还原剂。

(1) 1个CO 分子变成1个CO2 分子需要得到 个O原子。 (2)1个O2 分子与 个CO 分子完全反应生成CO2。

(3) 四氧化三锰的化学式为 ，1个四氧化三锰分子与 个CO 分子完全反 应生成Mn和CO2 ，高温下发生该反应的化学方程式为 。

9-24． 由C、CuO、Fe 三种物质组成的混合物，放在试管中，如图所示高温加热。当观察到澄清石灰水变浑浊时，停止加热，密封冷却至室温，然后往试管中加人稀硫酸，观察到有气泡冒出，且红色物质明显增加。请根据这些信息，推断红色物质产生和增加的可能的原因 (用化学方程式表示)：

。 9 -25． CO2 是一种常见的氧化物。

（1）CO2能与碱反应，写出它与Ba(OH)2 溶液反应的化学方程式：

。 (2) CO2有广泛用途。工业上可用 CO2 生产小苏打： 一定条件下，向饱和氯化钠溶液中通人氨气(NH3) 和CO2，即可析出碳酸氢钠固体，此时溶液变浑浊，过滤，滤液中含有氯化铵。该反应的化学方程式是 (提示： 方程式配平后，各物质化学式前的化学计量数均为1) 。 9 -26．用下图所示的玻璃管进行碳还原氧化铜实验。

(1) 当A 处的黑色固体变红时，可观察到B 处的现象是 。 (2) 查阅资料发现： 反应生成的红色固体除了铜以外还可能含有氧化亚铜(Cu2O)，氧 化亚铜可以与硫酸发生如下反应Cu2O + H2SO4 ===Cu + CuSO4 + X，该反应中X 的化 学式为 。

9 -27． 为加深对一氧化碳还原性的理解，减少一氧化碳对环境的污染，某同学设计了如图所示的实验。

△

回答下列问题：

(1) 图B 中，薄铜片受热时发生反应的化学方程式为 。

(2) 趁热将图B 所示的薄铜片插人图A 所示的装置中 (如图C 所示) ，观察薄铜片的 颜色变化，现象是 ；振荡集气 瓶，观察到的现象是 。 (3) 实验结束后用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，有明显的蓝色火焰出现，该反应的 化学方程式为 。 9 -28． 采用适当的试剂，从石灰石(主要成分为CaCO3) 中获得高纯度CaCO3 的流程

如下：

(1)气体B的化学式为 ，产生B的反应属于 (填基本反应类型) 反应。 (2) 杂质C 的成分可能有 。 (3） 试剂①为 ；试剂②为 。

(4) 写出 CaCO3与盐酸反应的化学方程式 。 9 -29． 海边盛产贝壳，其主要成分为CaCO3。以贝壳和纯碱为原料，生产烧碱的简要工艺流程如图：

(1) A 的化学式是 。

(2）写出步骤③发生反应的化学方程式： 。 (3) 在工业上，熟石灰可用于生产烧碱。在农业上，熟石灰的一种用途是 。