第六单元 碳和碳的氧化物 （23大题型）-2023-2024学年九年级化学上学期期末考点大串讲（人教版）

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考点一 金刚石、石墨和C60
01 碳的几种单质
【例1】（2022上·安徽合肥·九年级期末）金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨很软，C60是形似足球结构的分子。下列说法错误的是
A．它们都是由碳元素组成的B．它们都是单质
C．它们的化学性质相似D．它们是同一种物质
【答案】D
【详解】A、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的，故A说法正确；
B、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的纯净物，属于单质，故B说法正确；
C、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成，充分燃烧都生成CO2，它们的化学性质相似，故C说法正确；
D、金刚石、石墨和C60是同种元素组成的三种不同的物质，故D说法错误；
故选D。
【变式1-1】（2022上·黑龙江哈尔滨·九年级统考期末）石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。下图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是

A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质
B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化
C．金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质
D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大
【答案】C
【详解】A、金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质，该选项说法正确；
B、将石墨转化为金刚石的过程中有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确；
C、硬度属于物理性质，该选项说法不正确；
D、由于碳原子，排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大，该选项说法正确。
故选C。
【变式1-2】（2022下·黑龙江哈尔滨·九年级校联考期末）如图是金刚石、石墨、C60结构示意图，请回答下列问题：
（1）图中属于金刚石结构的是 (填字母)；
（2）金刚石的物理性质与石墨不同，是因为 碳原子的 不同；
（3）C60是由 (填“原子”、“分子”或“离子”)构成的。
（4）古代书法作品利用含碳单质的墨来书写，能保存至今不变色的原因是 。
【答案】（1）A
（2）排列方式
（3）分子
（4）常温下碳的化学性质不活泼
【详解】（1）金刚石属于原子晶体，其空间构型是空间网状结构，A是金刚石；石墨是层状结构，B是石墨；C60结构形似足球，又名足球烯，C是C60。
（2）金刚石与石墨物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同。
（3）C60是由C60分子构成的。
（4）碳是组成墨的最主要的成分，因此墨书字画长久不变色的原因就是由于单质碳在常温下的化学性质不活泼。
02 结构、性质与用途的关系
【例2】（2023上·陕西榆林·九年级期末）碳家族的成员很多，用途很广，下列关于碳的应用与其性质不对应的是
A．净水器中利用活性炭除异味—活性炭具有吸附性
B．金刚石作钻探机的钻头—在常温下碳的化学性质不活泼
C．利用碳冶炼金属—碳具有还原性
D．利用石墨作电极材料—石墨具有导电性
【答案】B
【详解】A、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，故净水器中可利用活性炭除异味，故A正确，不符合题意；
B、金刚石的硬度大，可用作钻探机的钻头，故B错误，符合题意；
C、碳具有还原性，可用于冶炼金属，故C正确，不符合题意；
D、石墨具有导电性，可用作电极材料，故D正确，不符合题意；
故选B。
【变式2-1】（2022上·安徽合肥·九年级期末）物质的用途和性质密切相关。下列物质的用途主要利用其化学性质的是
A．活性炭用于净水B．金刚石作装饰品
C．木炭作燃料D．石墨用于制铅笔芯
【答案】C
【分析】物理性质是指不需要通过化学变化就能体现的性质，化学性质是指需要通过化学变化才能体现的性质。
【详解】A、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，可用于净水，该性质属于物理性质，故A错误；
B、金刚石作装饰品是利用金刚石的光泽和硬度大，均属于物理性质，故B错误；
C、木炭具有可燃性，可作燃料，该性质属于化学性质，故C正确；
D、石墨用于制铅笔芯是因为石墨是灰黑色固体，质软，均属于物理性质，故D错误。
故选C。
【变式2-2】（2023上·四川广安·九年级统考期末）请根据材料回答下列问题：
碳单质家族
化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。

在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石。
分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，使用中要远离火源。
碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。
石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能，因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景。
科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯，也可以将片段卷起来得到碳纳米管。
请根据上述材料回答下列问题：
（1）在一定条件下，石墨可转变为金刚石。这一变化是 变化。
（2）写出的一种物理性质 ，推测的一种化学性质 （用化学方程式表示）。
（3）碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是 结构。
（4）石墨烯的优良性能决定它的用途是 （写出一条）。
（5）文中涉及的碳单质家族中各物质物理性质存在差异，可能的原因是 。
【答案】（1）化学
（2）常温下是紫红色晶体/具有金属光泽
（3）管状结构
（4）用于透明电极/太阳能电池/传感器/手机屏幕等
（5）碳原子的排列方式不同
【详解】（1）在一定条件下，石墨可以转变为金刚石，此过程中物质种类发生改变，所以这一变化是化学变化；
（2）根据题干信息可知，在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽；
在使用中要远离火源，说明在氧气中能燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为；
（3）根据题干信息可知，其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异；
（4）根据石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能，因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景；
（5）碳单质家族中各物质物理性质存在差异，其原因是碳原子排列方式不同。
03 根据新信息判断碳单质的性质
【例3】（2023上·陕西榆林·九年级期末）纳米是一种长度单位，纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。我国在纳米碳管的研究上居世界领先地位，在纳米碳管中碳原子按一定方式排列，下列叙述中错误的是
A．纳米碳管是由碳元素组成的物质
B．纳米碳管在氧气中完全燃烧生成二氧化碳
C．纳米材料将对人类文明的发展产生积极影响
D．纳米碳管是用一种叫“纳米”的物质制成的材料
【答案】D
【详解】A、根据题意“在纳米碳管中，碳原子按一定方式排列”，可知纳米碳管是由碳元素组成的物质，正确；
B、由于纳米碳管是由碳原子构成的，故其完全燃烧后生成二氧化碳，正确；
C、根据题意“纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料”，故纳米材料将对人类文明的发展产生积极影响，正确；
D、根据题意，“纳米是一种长度单位”，不是一种物质，错误。
故选D。
【变式3-1】（2022下·黑龙江哈尔滨·九年级校联考期末）石墨烯是由石墨剥离而成的单原子层石墨，它是目前发现最薄、强度最大的一种新型纳米材料。下列说法不正确的是
A．石墨烯是一种新型碳单质B．石墨烯能还原氧化铁
C．石墨烯不能燃烧D．石墨烯与金刚石的碳原子的排列方式不同
【答案】C
【详解】A、根据题中信息可知，石墨烯是一种由碳元素组成的单质，故A选项说法正确，不符合题意；
B、石墨烯是由碳元素组成的，具有还原性，能和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故B选项说法正确，不符合题意；
C、石墨烯是由碳元素组成的，具有可燃性，故C选项说法不正确，符合题意；
D、金刚石和石墨烯都是由碳元素组成，但是碳原子的排列方式不一样，属于不同物质，故D选项说法正确，不符合题意。
故选C。
【变式3-2】（2023下·黑龙江哈尔滨·九年级统考期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是
A．“超级黑”说明碳单质都是黑色B．“超级黑”中碳元素的化合价为+4
C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧D．“超级黑”是天然存在最硬的物质
【答案】C
【详解】A、金刚石就是碳元素组成的单质，但它不是黑色的；故说法错误，不符合题意；
B、“超级黑”是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，单质中元素化合价为“0”，故说法错误，不符合题意；
C、“超级黑”是碳单质，在一定条件下，“超级黑”能够燃烧，故说法正确，符合题意；
D、金刚石是天然存在的最硬的物质，故说法错误，不符合题意；
故选C。
【变式3-3】（2022上·四川成都·九年级统考期末）阅读下面科普短文。
纳米海绵是一种新型环保清洁产品，具有网状多孔的结构，清洁过程中可以吸附物体表面的污渍。
纳米海绵不仅可有效清洁茶垢、油垢等，还是很好的吸油材料。经过改良的纳米海绵具有良好的吸油能力、循环利用性以及环境友好等特性，可用于解决海上石油泄漏造成的污染。科学家测定了纳米海绵对不同油品的吸收能力(吸油质量比越高，其吸油能力越强)，结果如图1。吸油能力的差异性取决于油品自身的密度。油品密度越大，纳米海绵的吸油能力越强。
纳米海绵还具有良好的循环利用性。通过挤压，可将纳米海绵吸附的油品挤出，经洗涤干燥后再次使用。图2为两种吸油材料对泵油的循环吸收测试结果。
随着科学技术的发展，纳米海绵的性能会不断提升，更好的服务于生活、生产。
依据文章内容回答下列问题。
（1）纳米海绵可以吸附物体表面污渍的原因是 。
（2）环己烷(C6H12)中，碳元素和氢元素的质量比为 。
（3）纳米海绵对柴油的吸收能力比对黑芝麻油的强，其原因是 。
（4）判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①纳米海绵可用于清洁茶杯、油烟机等。
②纳米海绵对环己烷吸收能力最强。
（5）由图2得到的实验结论：在其他条件相同时， ，随循环使用次数的增加，纳米海绵吸油能力变化不明显，细菌纤维素的吸油能力变差。
【答案】（1）具有网状多孔的结构
（2）6：1
（3）柴油的密度比黑芝麻油大
（4）对 错
（5）循环使用次数1～8之间
【详解】（1）纳米海绵具有网状多孔的结构，清洁过程中可以吸附物体表面的污渍，故填具有网状多孔的结构。
（2）元素质量比等于相对分子质量乘以个数的比，即。
（3）油品密度越大，纳米海绵的吸油能力越强。纳米海绵对柴油的吸收能力比对黑芝麻油的强，说明柴油的密度比黑芝麻油大，故填柴油的密度比黑芝麻油大。
（4）①纳米海绵不仅可有效清洁茶垢、油垢等，还是很好的吸油材料。故纳米海绵可用于清洁茶杯、油烟机等，说法正确，故填对；
②油品密度越大，纳米海绵的吸油能力越强。故纳米海绵对四氯化碳吸收能力最强，说法错误，故填错；
（5）由图2两种吸油材料对泵油的循环吸收测试结果，可知在其他条件相同，循环使用次数1~8之间时，随循环使用次数的增加，纳米海绵吸油能力变化不明显，细菌纤维素的吸油能力变差，故填循环使用次数1～8之间。
04 单质碳的化学性质
【例4】（2023上·湖南株洲·九年级统考期末）激光打印机是常见的办公用品，它所用的墨粉主要成分是极细的碳粉。碳粉不具有的性质是
A．可燃性B．易溶于水C．还原性D．常温下化学性质稳定
【答案】B
【详解】A、碳具有可燃性，故A不符合题意；
B、碳难溶于水，故B符合题意；
C、碳具有还原性，故C不符合题意；
D、碳在常温下化学性质稳定，故D不符合题意；
故应选B。
【变式4-1】（2023上·山西阳泉·九年级校考期末）在一定条件下，下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是
A．O2B．CO2C．Fe2O3D．CO
【答案】D
【详解】A、氧气能够与碳在点燃的条件下反应生成二氧化碳，选项错误；
B、二氧化碳能够与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，选项错误；
C、氧化铁与碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，选项错误；
D、一氧化碳不能与碳发生化学反应，选项正确，故选D。
【变式4-2】得到锌。主要发生的化学反应：①；② ，回答下列问题。
（1）X 的化学式为 。
（2）反应①的基本反应类型为 。
（3）该反应说明木炭具有 性。
【答案】（1）ZnO
（2）分解反应
（3）还原
【详解】（1）由化学反应①的化学方程式可知，反应前出现了1个锌原子、1个碳原子和3个氧原子，反应后出现了1个碳原子和2个氧原子，根据质量守恒定律，反应后尚缺的1个锌原子和1个氧原子存在于X中，则X的化学式为ZnO，故填ZnO。
（2）由化学反应①的化学方程式可知，该反应是一种物质生成两种新物质的反应，符合分解反应的特点，属于分解反应，故填分解反应。
（3）由化学反应②的化学方程式可知，反应中，碳得到氧元素形成二氧化碳，表现了碳的还原性，故填还原。
05 木炭还原氧化铜的实验
【例5】（2023·四川南充·四川省南充高级中学校考三模）碳元素被称为“大自然的建筑师”，回答下列与含碳物质有关的问题。

（1）古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色的原因是 。
（2）金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们物理性质不同的原因是 。
（3）如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是 ，其反应的化学方程式是 。单质碳的还原性可以用于冶金工业。右边小试管中的现象是 ，有关化学方程式是 。
【答案】（1）常温下碳的化学性质稳定
（2）碳原子排列方式不同
（3）黑色固体变红色 澄清石灰水变浑浊
【详解】（1）碳单质常温下化学性质稳定，不易和其他物质反应，墨中的主要成分是碳单质，所以用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。
（2）金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，金刚石中碳原子以空间网状结构排列，石墨中碳原子以层状结构排列，碳原子排列方式不同，所以物理性质不同。
（3）碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，则现象是黑色固体变红色，化学方程式为。澄清石灰水中的氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，则右边小试管中的现象是澄清石灰水变浑浊，化学方程式为。
【变式5-1】（2023上·湖北孝感·九年级统考期末）木炭与氧化铜的反应装置如图所示，下列说法错误的是
A．实验中，木炭体现氧化性B．实验中，氧化铜发生还原反应
C．酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度D．实验结束时，应先撤出导气管后熄灭酒精灯
【答案】A
【详解】A、木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，在该反应中，木炭得到氧，体现还原性，符合题意；
B、实验中，氧化铜失去氧，属于氧化剂，发生还原反应，不符合题意；
C、木炭和氧化铜反应条件是高温，酒精灯上加网罩，可以集中火焰，提高温度，不符合题意；
D、实验结束时，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流炸裂试管，不符合题意。
故选A。
【变式5-2】（2023上·云南临沧·九年级统考期末）木炭还原氧化铜的实验装置如右图，请回答下列问题：
（1）试管口略向下倾斜的目的是 。
（2）实验完毕，要先___________（用序号填空）
A．先熄灭酒精灯B．先将导管从石灰水中拿出
（3）通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有 性。
（4）写出木炭还原氧化铜的化学反应方程式 。
【答案】（1）防止冷凝水回流使热的试管炸裂
（2）B
（3）还原
（4）
【详解】（1）试管口略向下倾斜的目的是：防止冷凝水回流到热的试管底部，导致试管炸裂，故填：防止冷凝水回流使热的试管炸裂。
（2）实验完毕，要先先将导管从石灰水中拿出，然后熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象，故填：B。
（3）木炭还原氧化铜，高温时，木炭夺取了氧化铜中的氧，氧化铜失去氧，被木炭还原为单质铜，体现了木炭的还原性，所以通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有还原性，故填：还原。
（4）木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，故填：。
06 木炭还原氧化铜的相关计算
【例6】（2022·江苏常州·九年级统考期末）取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如下图，下列说法正确的是
A．M点对应的固体物质只有两种
B．N点对应的固体为黑色
C．反应后产生气体的总质量为(a－b)g
D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
【答案】C
【详解】A、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，M点时还未完全反应，此时对应的固体物质有氧化铜、碳、铜三种物质，不符合题意；
B、N点时，恰好完全反应，此时固体为铜，为紫红色，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故反应后产生气体的总质量为(a－b)g，符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故铜元素的质量不变，但是0～t2min内，固体的质量减少，故固体中铜元素的质量分数增大，不符合题意。
故选C。
【变式6-1】（2023上·山东济南·九年级统考期末）我国古代已熟练掌握了在高温条件下用木炭来冶炼铜的技术，反应的化学方程式为。
（1）该反应中木炭作 （填“还原剂”或“氧化剂”）；
（2）要使80g氧化铜完全还原为铜，请计算需要木炭的质量。（写出计算过程）
【答案】（1）还原剂
（2）解：设需要木炭质量为x
x=6g
答：需要木炭6g。
【详解】（1）木炭具有还原性可做还原剂；
（2）详解见答案。
【变式6-2】（2022·北京·九年级北京校考期末）有氧化铜和炭的混合物20.0g，高温加热一断时间后，冷却，称得固体剩余物质量为17.8g。求：
（1）生成的二氧化碳的质量 g；
（2）反应后固体剩余物中铜的质量分数？（最后结果保留整数）
【答案】（1）2.2
（2）解：设反应后固体剩余物中铜的质量为x，
x=6.4g
则反应后固体剩余物中铜的质量分数为，
答：反应后固体剩余物中铜的质量分数为36%。
【详解】（1）根据质量守恒定律，固体物质减少的质量即为生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为20.0g-17.8g=2.2g；
（2）见答案。
07 氧化反应和还原反应
【例7】（2023上·新疆博尔塔拉·九年级校考期末术人员用铝粉和氧化铁粉末来焊接钢轨的缝隙， 其反应的化学方程式为:Fe2O3 + 2Al Al2O3+2Fe， 还原剂具有夺氧能力，在此反应中， 属于还原剂的是
A．Fe2O3B．AlC．Al2O3D．Fe
【答案】B
【详解】由化学方程式可知，铝在反应中得到了氧，发生了氧化反应，是还原剂．故选 B
【变式7-1】红热的铁块放入水中急速冷却，反应为：，发生还原反应的是
A．FeB．H2OC．Fe3O4D．H2
【答案】B
【详解】A、铁反应后得到氧，具有还原性，属于还原剂，发生氧化反应，故错误；
B、H2O在反应中提供氧，具有氧化性，属于氧化剂，发生还原反应，故正确；
C、Fe3O4是铁被氧化后的产物，故错误；
D、H2是水被还原的产物，故错误。
故选B。
【变式7-2】（2022·江苏南通·九年级联考期末）“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业高温上采用火法炼镍的原理是：，下列说法错误的是
A．反应中X的化学式为B．NiO是一种氧化物
C．碳过量时，气体产物中可能有COD．此反应说明碳具有氧化性
【答案】D
【详解】A、依据质量守恒定律可知：化学变化前后原子的个数和种类不变，，反应前1个碳原子，2个镍原子，2个氧原子，反应后2个镍原子，则X中含有2个氧原子，1个碳原子，则反应中X化学式为，说法正确；
B、由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，NiO是一种氧化物，说法正确；
C、由化学方程式可知：该反应有二氧化碳生成，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，碳过量时，气体产物中可能有CO，说法正确；
D、由化学方程式可知：碳夺走氧化镍中的氧元素，属于还原剂，此反应说明碳具有还原性，说法错误；
答案：D。
【变式7-3】（2022·河南商丘·九年级期末）我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生① ②。下列有关说法错误的
A．X的化学式为CO2
B．反应前后锌元素质量不变
C．②反应中ZnO发生了还原反应
D．②反应前后锌元素化合价升高
【答案】D
【详解】A、化学反应前后各原子的种类、数目都不变，②中反应前有1个碳原子、2个锌原子、2个氧原子，反应后已有2个锌原子，则X中有1个碳原子、2个氧原子，所以X的化学式为CO2，故A不符合题意；
B、化学反应前后元素的质量不变，①反应中反应物ZnCO3 和生成物ZnO中的锌元素质量相等，②反应中反应物ZnO和生成物Zn中的锌元素质量相等，所以反应前后锌元素质量不变，故B不符合题意；
C、含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应，②反应中ZnO中的氧被C夺去生成了锌，所以ZnO发生了还原反应，故C不符合题意；
D、②反应前ZnO中锌元素的化合价是+2，反应后Zn的化合价是0，②反应前后锌元素化合价降低，故D符合题意。
故选D。
考点二 二氧化碳制取的研究
01 实验室制取二氧化碳的原理
【例1】（2023上·陕西榆林·九年级期末）图像是化学实验分析数据的重要依据。下列图像能正确表示对应变化关系的是
A．图1：分别向等质量的块状和粉末状大理石中加入过量的完全相同的稀盐酸
B．图2：通电分解水
C．图3：向二氧化锰固体中不断加入过氧化氢溶液
D．图4：一定质量的硫粉在密闭容器中燃烧
【答案】D
【详解】A、分别向等质量的块状和粉末状大理石中加入过量的完全相同的稀盐酸，粉末状的反应速率快，所需时间短，但是最后生成二氧化碳的质量相同，故选项图像不正确；
B、水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑，每36份质量的水完全分解，生成4份质量的氢气和32份质量的氧气，则氢气与氧气的质量比为4:32=1:8，故选项图像不正确；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，所以向二氧化锰中加入过氧化氢溶液，氧气的质量从零开始逐渐的增大，故选项图像不正确；
D、硫燃烧生成二氧化硫，一定质量的硫粉在密闭容器内燃烧时，物质的总质量不变，故选项图像正确。
故选D。
【变式1-1】（2022上·安徽合肥·九年级期末）利用数字化实验可以更准确地比较不同颗粒大小的碳酸钙与稀盐酸反应的速率，如图1所示，倾斜锥形瓶使试管内稀盐酸流入瓶中与固体发生反应，瓶内气压的变化如图2所示，下列有关说法不正确的是
A．曲线②表示的是块状碳酸钙与稀盐酸的反应
B．a点表示某种颗粒大小的碳酸钙与稀盐酸反应已停止
C．等质量不同颗粒大小的碳酸钙参加反应，粉末状碳酸钙产生的CO2质量更多
D．对比曲线①②中c、d两点可知，产生相同质量的CO2，粉末状碳酸钙用时更少
【答案】C
【详解】A、粉末状碳酸钙与稀盐酸的接触面积大，故反应速率快，反应需要时间短，曲线①表示的是粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应，曲线②表示的是块状碳酸钙与稀盐酸的反应，故A说法正确；
B、曲线①表示的是粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应，a点之后曲线①的气压不再变化，说明此时粉末状碳酸钙与稀盐酸反应停止，故B说法正确；
C、由质量守恒定律可知，生成的二氧化碳全部来自于碳酸钙，所以等质量不同状态的碳酸钙参加反应，粉末状碳酸钙产生CO2速度较快，但产生的二氧化碳质量相等，故C说法错误；
D、曲线①表示的是粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应，曲线②表示的是块状碳酸钙与稀盐酸的反应，对比曲线①②中c、d两点可知，相同的气压时，c所需的时间短，即产生相同质量的二氧化碳，粉末状碳酸钙用时更少，故D说法正确；
故选C。
【变式1-2】（2023上·四川广安·九年级统考期末）将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中，相同条件下测得产生的体积（V）与反应时间（t）的关系如图所示。下列说法错误的是

A．0～300s内，两容器内气体体积均能达到10amL
B．0～100s内，反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C．反应Ⅱ中，0～100s内产生的体积比100～200s内的少5amL
D．实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
【答案】C
【详解】A、从图像可知，300s时反应Ⅱ生成二氧化碳10amL，反应Ⅰ生成二氧化碳大于10amL，所以0～300s内，两容器内气体体积均能达到10amL，正确；
B、从图像可知，0~100s两条曲线都从平缓变的陡峭，说明生成二氧化碳的速度逐渐加快。所以0～100s内，反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2的速率均先慢后快，正确；
C、反应Ⅱ中，0～100s内产生二氧化碳的体积为2.8amL，0~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL，则100~200s内产生二氧化碳的体积为7.8amL-2.8amL=5amL，则0～100s内产生的 CO2 体积比100～200s内的少5amL-2.8amL=2.2amL，错误；
D、从图像可知，使用粉末状碳酸钙和稀硫酸反应生成二氧化碳的速度与使用粉末状碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳的速率相差不大，分析其原因是碳酸钙和硫酸反应生成的微溶于水的硫酸钙对碳酸钙和硫酸的接触影响较小，所以实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3 粉末反应制备 CO2，正确。
故选C。
02 实验室制取气体装置的选择
【例2】（2022上·黑龙江哈尔滨·九年级统考期末）某研究性学习小组利用下列装置进行相关气体制取的实验，请回答问题：
（1）仪器m的名称是 。
（2）实验室制取二氧化碳应选择的发生装置是 (填字母)，如果用F装置收集二氧化碳，应将导管 (填“a”或“b”)与发生装置连接。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的化学方程式为 ，若用盛满水的F装置收集氧气，气体应从导管 (填“a”或“b”)通入。加热时，试管内产生氧气，气体增多且 ，使试管内气体压强 (填“增大”或“减小)，在压强差的作用下氧气从发生装置中逸出。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）B a
（3） b 温度升高 增大
【详解】（1）仪器m的名称是长颈漏斗。
（2）实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，选择的发生装置是B，如果用F装置收集二氧化碳，应将导管a与发生装置相连，因为二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳沿长导管通入，集气瓶中的空气从短导管逸出。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式：，若用盛满水的F装置收集氧气，气体应从导管b通入，因为氧气的密度比水大，氧气从b通入，集气瓶中的水从a流出。加热时，试管内产生氧气，气体增多且温度升高，使试管内压强增大，在压强差的作用下氧气从发生装置中逸出。
【变式2-1】（2023上·山西晋中·九年级统考期末）下图为实验室制取气体的常用装置，既能制取又能制取的组合是
A．②③B．①④C．①③D．②④
【答案】A
【详解】实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选②，该装置也适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选③，氧气密度比空气大，也可选择向上排空气法收集，故既能制取氧气又能制取二氧化碳的装置是②③。
故选A。
【变式2-2】（2023上·河北秦皇岛·九年级秦皇岛市第七中学校考期末）实验室常用以下装置来制取和收集气体，下列说法不正确的是
A．②④组合可以用来实验室制取并收集CO2
B．用锌和稀硫酸制取氢气，可选用②作为发生装置
C．实验室制取氧气时，可选用⑤作为收集装置，收集时气体由a端进入
D．检验收集的气体是否为CO2，将燃着的木条伸入集气瓶内，看木条是否熄灭
【答案】D
【详解】A、二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，只能用向上排空气法收集，可以用②④组合，故正确；
B、用锌和稀硫酸制取氢气，属于固、液常温型，适合用装置②作发生装置，故正确；
C、氧气的密度比空气大，用装置⑤作发生装置时，气体由a端通入，故正确；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳，故错误。
故选D。
【变式2-3】（2022上·辽宁抚顺·九年级校考期末）根据下图所示实验装置回答问题。

（1）写出有标号的仪器名称：a 。
（2）连接A、D用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，气体收集完毕后，先进行的操作是 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
Ⅰ．熄灭酒精灯 Ⅱ．把导管移出水面
（3）制取二氧化碳可选 作为发生装置，选用的收集装置是 （填序号）。如果把B中带导管的单孔塞换成C，其优点是 （写1点）。
（4）若用G装置收集氢气，气体从 （填“b”或“c”）端进入。
【答案】（1）锥形瓶
（2）Ⅱ
（3）B E 节约药品（或便于添加液体药品、可控制反应液体药品的用量）
（4）c
【详解】（1）由图可知，仪器a为锥形瓶。
（2）A为加热固体的装置，实验结束后，为了防止水槽中的水倒吸入热的试管中，使试管炸裂，则应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，故填Ⅱ。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固体和液体在常温下的反应，则发生装置选B，又由于二氧化碳密度比空气大，且不易溶于水，则收集装置选向上排空气法，即装置E；
由于液体可从长颈漏斗中加入，则若把B中带导管的单孔塞换成C，便于添加液体药品，且可控制反应液体药品的用量。
（4）由于气体密度比水小，则若用G装置收集氢气时，气体应从c口通入，则水会从b端排出。
03 实验室制取二氧化碳的实验操作及步骤
【例3】（2023上·河北保定·九年级统考期末）下列有关实验室制取二氧化碳的说法中，正确的是
A．先加入药品，再检查装置气密性
B．可用向下排空气法收集二氧化碳
C．检验是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口
D．装满二氧化碳的集气瓶应用玻璃片盖住，正放在桌面上待用
【答案】D
【详解】A、实验室制取二氧化碳时，为防止装置漏气，影响实验结果，应先检查装置的气密性，再加入药品，错误；
B、二氧化碳密度比空气大，应用向上排空气法收集二氧化碳，错误；
C、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的小木条放在集气瓶口，错误；
D、二氧化碳的密度大于空气，装满二氧化碳的集气瓶应用玻璃片盖住，正放在桌面上待用，正确。
故选：D。
【变式3-1】（2022·山西·九年级期末）实验室制取 CO2的有关操作如下图，不正确的是
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．验满
【答案】B
【详解】A、拉注射器后，观察到长颈漏斗的管口处产生气泡，说明装置不漏气，选项正确；
B、稀硫酸开始也能够与大理石反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，生成的硫酸钙微溶于水，反应一段时间后，生成的硫酸钙不能完全溶于水，不能溶解的硫酸钙会覆盖在大理石的表面，阻止反应继续进行，选项错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，收集二氧化碳时选择向上排空气法，且二氧化碳气体由长管进入瓶中，选项正确；
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满二氧化碳时，将燃着的木条置于图中短管的管口处，如木条熄灭，证明已经集满二氧化碳，选项正确，故选B。
【变式3-2】（2023上·福建三明·九年级统考期末）实验室制取CO2的下列操作中，正确的是
A．检查气密性B．制气体
C．收集气体D．验满
【答案】A
【详解】A、拉注射器后，观察到长颈漏斗的管口处产生气泡，说明装置不漏气，选项正确；
B、稀硫酸开始也能够与大理石反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，但生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石的表面，阻止反应继续进行，且导管应稍稍漏出胶塞即可，利于气体的导出，选项错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，收集二氧化碳时选择向上排空气法，但导管应尽可能接近集气瓶底部，排尽瓶内空气，使收集的气体更纯，选项错误；
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满二氧化碳时，应将燃着的木条放在瓶口，如木条熄灭，证明已经集满二氧化碳，选项错误。
故选A。
【变式3-3】（2022上·江苏南通·九年级统考期末）下列有关实验室制取二氧化碳气体的说法正确的是(注：浓硫酸具有强吸水性)
A．用装置①可以制取CO2B．用装置②可干燥CO2，气体从b管进
C．用装置③可收集CO2D．用装置④对CO2气体进行验满
【答案】C
【详解】A、实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固、液常温型，装置①中长颈漏斗下端应伸入液面以下，防止产生气体从长颈漏斗下端逸出，不可作为二氧化碳的发生装置，故A选项说法错误；
B、浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳，图中装置起洗气功能时，进气管与出气管的方向是“长进短出”，装置②干燥二氧化碳时，气体由a管进b管出，故B选项说法错误；
C、二氧化碳密度比空气大，能溶于水，可选用向上排空气法收集，装置③可用作二氧化碳的收集装置，故C选项说法正确；
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故D选项说法错误。
故选：C
04 控制反应发生与停止的装置
【例4】（2021上·安徽安庆·九年级期末）下列实验室用石灰石与盐酸制取二氧化碳的装置中，能使反应随时停止和发生的最佳组合是
A．①⑤（a进气）B．②⑤（a进气）C．③⑤（b进气）D．④⑤（b进气）
【答案】D
【详解】实验室可使用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，是固体和液体在常温下反应，使用固液不加热型装置。发生装置可选择②③④。要能使反应随时停止和发生，②可以将固体放在干燥管，液体放在烧杯内，通过开关弹簧夹实现。③无法实现。④可以将固体放在塑料片上，液体从长颈漏斗加入，通过开关弹簧夹实现。所以满足要求的发生装置有②④。二氧化碳密度比空气大，使用⑤收集从长管b通入。故选D。
【变式4-1】（2022上·江苏常州·九年级校考期末）甲、乙、丙是某同学设计的三套制取二氧化碳的发生装置，对三套装置分析不正确的是
A．甲装置此时容器内右侧大气压大于外界大气压
B．此时甲装置中的止水夹 M 处于打开状态
C．乙装置 N 处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能
D．丙装置具有可控制反应进行或停止的功能
【答案】B
【详解】A、根据图示可知，左侧液面高于右侧液面，说明右侧压强大于外界大气压，故正确；
B、此时甲装置中固体与液体分离，说明止水夹M处于关闭状态，故不正确；
C、乙装置N处添加止水夹具有甲装置具有的功能，关闭止水夹装置内压强增大，固液分离，能使反应停止，打开止水夹，固液接触，反应发生，故正确；
D、丙装置可以通过粗铜丝控制石灰石与稀盐酸接触或脱离，可以控制反应的发生和停止，故正确；
故选B。
【变式4-2】（2022·江苏·九年级统考期末）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的装置中，不能控制反应的发生与停止的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A、向上抽动铜丝，铜网上的大理石和稀盐酸分离，反应停止，向下推动铜丝，铜网上的大理石与稀盐酸接触反应开始，此装置可以控制反应的发生和停止，故A选项正确。
B、大理石在多孔塑料片上，要产生气体时，打开止水夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石，产生气体，不用时关闭止水夹，压强增大，部分盐酸又被压到长颈漏斗内，使二者分离，反应停止，控制了反应的进行，所以该装置能够使反应随时发生或停止，故B选项正确。
C、大理石和盐酸反应制取二氧化碳时，该装置是控制稀盐酸的滴加速率，但稀盐酸总是会浸没大理石，所以无法控制反应的停止。故C选项错误。
D、捏动下面的软管，稀盐酸接触无纺布包中的大理石，反应发生，松手后稀盐酸与大理石分离，反应停止，故该装置能进行反应的停止和发生。
故选C
【变式4-3】（2022·江苏南京·九年级统考期末）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二、下列说法不正确的是
A．ab段试管中液面逐渐下降B．bc段石灰石与盐酸脱离接触
C．a点的对应操作是关闭弹簧夹D．c点时溶液中溶质一定只有CaCl2
【答案】D
【详解】A、由图二可知，ab段压强增大，稀盐酸被压入长颈漏斗中，试管中液面下降，故选项A说法正确；
B、bc段压强不变，是因为该阶段石灰石与稀盐酸脱离接触，反应停止，故选项B说法正确；
C、由图二可知，从a点开始，压强增大，故a点的操作是关闭弹簧夹，故选项C说法正确；
D、c点时溶液中溶质不一定只有CaCl2，还有可能存在未反应完的稀盐酸，故选项D说法不正确；
故选：D。
05 二氧化碳制取的综合考查
【例5】（2023上·山西临汾·九年级期末）化学是以实验为基础的科学。如图为实验室制取气体的常用装置。
（1）写出仪器甲的名称： 。
（2）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取并收集较纯净的氧气，应选择的装置为 (填字母序号)，发生反应的化学方程式为 ；如果用装置F排空气法来收集氧气，氧气应该从导管 (填“a"或“b”)端进入集气瓶。
（3）已知二氧化碳能溶于水不溶于油，实验室用含杂质20%的石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，应选择的发生装置为 (填字母序号)，发生反应的化学方程式为 ；装置G可以用来测量生成的CO2的体积，水面上放一层植物油的目的是 。
【答案】（1）铁架台
（2）AC a
（3）B 防止二氧化碳溶于水
【详解】（1）根据图示可知甲为铁架台；
（2）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，反应物为固体，反应条件为加热，则适合用A为反应的发生装置；氧气不易溶于水，则收集纯净的氧气适合用排水集气法，装置为C，故制取的组合为AC；氯酸钾在二氧化锰的催化及加热的条件下分解产生氯化钾与氧气，化学反应方程式为：；氧气的密度比空气大，F为正放的万用瓶，则收集氧气时氧气从a端进入，空气从b端排出；
（3）实验室用含杂质20%的石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，反应物为固体与液体的组合，且反应在常温下进行，则适合用B为反应的发生装置；石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为：；CO2能溶于水，且能与水反应，但是CO2不溶于油，则用装置G测量生成的CO2的体积，水面上放一层植物油的目的为防止二氧化碳溶于水。
【变式5-1】（2023上·江苏泰州·九年级统考期末）实验室制取气体的部分装置如图所示。

（1）装置B中仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，若选用装置A做发生装置，需要的改进为 。若用装置F收集氧气，检验瓶中氧气已收集满的方法为 。使用氧气时，可用水将装置中的氧气排出，水应从导管 （选填“b”或“c”）口通入。
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ，用B装置做发生装置加入稀盐酸一定要将长颈漏斗下端浸没，其原因为 。
（4）甲烷（）是天然气的主要成分，其完全燃烧的化学方程式为 。实验室一般用加热无水醋酸钠和碱石灰的混合固体制取甲烷，选用的发生装置为 ，收集甲烷气体可选用装置D或E，则可推测甲烷气体具有的一种物理性质为 。利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H2，反应原理如图所示，反应①的化学方程式为 ，理论上过程①与过程②中产生氢气质量比为 。

【答案】（1）长颈漏斗
（2） 在试管口塞一团蓬松的棉花 用带火星的木条放在b导管口，木条复燃，则已满 c
（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 防止产生的气体从长颈漏斗口逸出（或防止装置漏气）
（4）CH4+2O2CO2+2H2O A 甲烷的密度比空气小（或甲烷难溶于水） ZnO+CH4Zn+CO+2H2 2:1
【详解】（1）置B中仪器a的名称为长颈漏斗；
（2）高锰酸钾在加热条件下，生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应的化学方程式为：，若选用装置A做发生装置，需要的改进为：在试管口塞一团蓬松的棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导气管。若用装置F收集氧气，由于氧气的密度比空气的密度大，进入以后占据下方空间，空气则被赶到上方空间而易从b端排出，所以检验瓶中氧气已收集满的方法为：用带火星的木条放在b导管口，木条复燃，则已满。使用氧气时，可用水将装置中的氧气排出，由于氧气的密度比水的密度小，水应从导管c口通入，氧气由b端排出。
（3）实验室用大理石、稀盐酸制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，用B装置做发生装置加入稀盐酸一定要将长颈漏斗下端浸没，其原因为：防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
（4）甲烷（CH4）是天然气的主要成分，其完全燃烧生成二氧化碳、水，反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O。实验室一般用加热无水醋酸钠和碱石灰的混合固体制取甲烷，选用固固加热型发生装置A，收集甲烷气体可选用装置D，说明甲烷的密度比空气的密度小，可选择收集装置E，说明甲烷难溶于水。利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H2，反应原理如图所示，则反应①的化学方程式为：ZnO+CH4Zn+CO+2H2，反应②的化学方程式为：Zn+H2OZnO+H2↑，根据以上两个化学方程式物质之间的对应关系可知，理论上过程①与过程②中产生氢气质量比为：2:1。
【变式5-2】（2023·黑龙江绥化·九年级统考期末）化学是一门以实验为基础的学科，根据下图装置回答下列问题。
（1）图中可以制取氧气的发生装置有 （填序号），用A装置制到氧气的化学方程式为 。装置A和C相比，C的优点是 。
（2）用一定质量的和制取，用排水法收集并测量产生的体积，则应该让E中 （填“a”、“b”）导管与c连接。所测定的体积比理论计算值小，可能的原因是 。
①部分氧气溶于水 ②集气瓶中有空气 ③氯酸钾未完全分解
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。
实验室制取有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃着的木条检验集气瓶内是否收集满。以上操作按由先至后的顺序排列正确的是 。
A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥ C．①③②④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥
（4）用装置G收集二氧化碳时，与发生装置连接的导管口为 （填“m”或“n”），验证已收集满的方法和现象 。
【答案】（1）ABC 可以控制反应速率
（2）a ①③/③①
（3） B
（4）m 将燃着的木条放在集气瓶n口，若木条熄灭，则说明已收集满二氧化碳气体
【详解】（1）实验室制取氧气可以用固体加热型发生装置或固液常温型发生装置，故图中可以制取氧气的发生装置有ABC；
用A装置制到氧气，A装置为固液常温型，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
装置A和C相比，装置C中可以通过分液漏斗控制液体的滴加速度，从而控制反应速率；
（2）用一定KClO3和MnO2制取O2，用排水法收集并测量产生O2的体积，氧气不易溶于水，氧气的目的比水小，所以氧气应该从短管b管通入，故应该让a导管与c量筒连接；
所测定的O2体积比理论计算值小，可能的原因是：
①部分氧气溶于水，导致测得氧气的体积偏小，符合题意；
②由于排出水的体积即为产生氧气的体积，所以集气瓶中有空气不会影响产生氧气的体积，不符合题意；
③氯酸钾未完全分解，也会导致测得氧气的体积偏小，符合题意；
故选①③；
（3）实验室利用石灰石或大理石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法收集产生的气体）→⑥检验（用燃着的木条检验集气瓶内是否收集满 CO2） 。故正确的操作顺序为：①④②③⑤⑥，故选B；
（4）用装置G收集二氧化碳时，二氧化碳密度比空气大，所以与发生装置连接的导管口为m，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验证已收集满的方法和现象为：将燃着的木条放在集气瓶n口，若木条熄灭，则说明已收集满二氧化碳气体。
06 制取二氧化碳的相关计算
【例6】（2023上·陕西渭南·九年级统考期末）石头纸是一种介于纸张与塑料之间的环保新型材料，主要成分为碳酸钙。现将10g石头纸样品置于烧杯中，向其中加入40g稀盐酸时，恰好不再有气泡产生，此时烧杯内混合物的质量为46.92g。（假设石头纸中的其他成分不参与反应）请分析并计算：
（1）反应生成气体的质量为 g。
（2）石头纸中碳酸钙的质量分数。
【答案】（1）3.08
（2）解：设参与反应的碳酸钙质量为x
则石头纸中碳酸钙的质量分数=
答：石头纸中碳酸钙的质量分数为70%。
【详解】（1）碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，且在化学反应前后，物质的总质量保持不变，所以生成的气体的质量为 ，即生成的二氧化碳气体质量为3.08g。
故填3.08；
（2）见答案。
【变式6-1】（2023上·辽宁葫芦岛·九年级统考期末）工业上高温煅烧石灰石（主要成分是碳酸钙）可制得生石灰（氧化钙），同学们为分析一批石灰石的纯度，在实验室取样品12.5g，充分煅烧后，称得剩余固体的质量为8.1g（杂质不参加反应），计算：
（1）产生二氧化碳气体多少克？
（2）该石灰石中碳酸钙的质量分数是多少？
【答案】（1）12.5g-8.1g=4.4g
（2）设石灰石中碳酸钙的质量分数是
答：石灰石中碳酸钙的质量分数是80%
【详解】（1）碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳，因此反应前后固体质量差是生成二氧化碳的质量，详解见答案
（2）见答案。
【变式6-2】（2023下·黑龙江大庆·八年级统考期末）工业上常用煅烧石灰石制取二氧化碳，现要测定某地的石灰石中碳酸钙的含量。取20g石灰石样品煅烧，剩余固体的质量与反应的时间关系如表所示。
请计算：
（1）求石灰石样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
（2）在图中画出反应过程中产生气体的质量与反应时间的关系图像。(请标出坐标点)

【答案】（1）生成二氧化碳的质量为
设参加反应的碳酸钙的质量为x。
石灰石样品中碳酸钙的质量分数为
答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
（2）
【详解】（1）见答案；
（2）由表中数据可知，t1s时，产生气体的质量为：20g-17.8g=2.2g；t2S时，产生气体的总质量为：20g-15.6g=4.4g，t3s时，恰好完全反应，产生气体的总质量为：20g-13.4g=6.6g，以时间为横坐标，以产生气体的质量为纵坐标，作图为：
。
考点三 二氧化碳和一氧化碳
01 二氧化碳的物理性质
【例1】（2019上·安徽合肥·九年级联考期末）有关的CO2实验如下，只能证明CO2物理性质的是
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】A、碳酸钙能与稀盐酸反应生成CO2，实验中观察到烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭，则可以得出结论CO2的密度比空气大，且不能燃烧也不支持燃烧；密度比空气大属于物理性质，不能燃烧也不支持燃烧属于化学性质，故选项不符合题意；
B、澄清的石灰水中的溶质为氢氧化钙，氢氧化钙能与CO2反应生成CaCO3沉淀与H2O，反应中消耗CO2，则能观察到塑料瓶变瘪，该反应为化学反应，则属于CO2的化学性质，故选项不符合题意；
C、CO2能H2O反应生成H2CO3，H2CO3呈酸性能使紫色石蕊试剂变红色，则将CO2通入紫色石蕊试剂中观察到试剂变红色，该反应为化学反应，则属于CO2的化学性质，故选项不符合题意；
D、图示装置中两容器处于平衡状态，向右侧的容器中倒入CO2，观察到天平向右侧倾斜，说明右侧重量偏大，可以证明CO2的密度比空气大，密度比空气大属于CO2的物理性质，故选项符合题意。
故选D。
【变式1-1】（2022上·河北承德·九年级统考期末）教材中的某实验如图所示，该实验的目的是
A．检验二氧化碳气体B．探究二氧化碳能与水反应
C．探究二氧化碳能溶于水D．探究水的组成
【答案】C
【详解】将充满二氧化碳的软塑料瓶中倒入一定量的水，拧紧瓶盖后振荡，软塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，故选C。
【变式1-2】（2023下·黑龙江鹤岗·八年级统考期末）根据下图二氧化碳的性质实验回答相关的问题：

（1）图A中观察到的现象是 ，通过该实验可以获得二氧化碳的物理性质是 。
（2）图B中，向收集满二氧化碳的软矿泉水瓶中注入约体积的水，迅速拧紧瓶盖后，振荡，看到的现象是 ，得出结论是 。
【答案】（1）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭 密度比空气大
（2）软矿泉水瓶变瘪 二氧化碳能溶于水
【详解】（1）将二氧化碳倒入烧杯中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不燃烧，不支持燃烧且密度比空气大。密度比空气大是物理性质。故填：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭 ；密度比空气大 。
（2）向集满二氧化碳气体的软矿泉水瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到的现象是：软矿泉水瓶变瘪；因为二氧化碳能溶于水，瓶内气体压强减小，小于外界大气压。故填：软矿泉水瓶变瘪；二氧化碳能溶于水。
02 探究二氧化碳与水反应的实验
【例2】（2023上·河北石家庄·九年级统考期末）根据下图回答问题：
（1）图甲，实验Ⅳ的现象是 ，通过实验Ⅰ､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ得出的结论是 ，反应方程式是 ，若把Ⅳ中变红的小花放在酒精灯上烘烤会出现 现象，出现此现象的原因 。
（2）图乙，出现的现象是 ，此现象说明二氧化碳具有什么性质 ､ 。利用此性质二氧化碳可用于 。
【答案】（1）紫色小花变红 二氧化碳能与水反应生成酸性物质 小花又变回原来的紫色 碳酸不稳定，受热易分解
（2）蜡烛自下而上依次熄灭 密度比空气的密度大 不燃烧也不支持燃烧 灭火
【详解】（1）图甲，实验Ⅳ的现象是紫色小花变红；通过实验Ⅰ､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ比较，酸性物质能使石蕊变红，干燥的二氧化碳不能是石蕊变色，而与会混合后小花变红，故得出的结论是二氧化碳能与水反应生成酸性物质；
该反应是二氧化碳和水反应生成碳酸，化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3；
若把Ⅳ中变红的小花放在酒精灯上烘烤会出现小花又变回原来的紫色；碳酸分解为水和二氧化碳，故出现此现象的原因碳酸不稳定，受热易分解；
（2）图乙，出现的现象是蜡烛自下而上依次熄灭，这是因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大因此下层蜡烛周围先没有氧气所以就熄灭了；由此可知二氧化碳可用于灭火。
【变式2-1】②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列说法不正确的是
A．④比①先变红，说明 CO2密度大于空气
B．该装置的优点是对比性强，一次实验得到多个结论
C．该实验可证明二氧化碳能与石蕊发生反应生成红色物质
D．①、④变红，②、③不变红，说明使紫色石蕊变红的是碳酸
【答案】C
【详解】A、④比①先变红，④在下侧，二氧化碳密度大于空气，先与下侧接触，选项正确；
B、该装置的优点是对比性强，一次实验得到多个结论，如二氧化碳能与水反应生成酸，二氧化碳密度比空气大等，选项正确；
C、由②、③不变红，说明二氧化碳不能与石蕊发生反应生成红色物质，选项错误；
D、①、④处有水，则变红，②、③干燥则不变红，说明使紫色石蕊变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应生成的碳酸，选项正确；
故选：C。
【变式2-2】（2023下·黑龙江大庆·八年级统考期末）同学们为了探究二氧化碳的性质，进行如图所示的实验，向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。

（1）同学们观察到 的现象，据此分析得出二氧化碳的物理性质是 。
【提出问题】在二氧化碳溶于水的过程中，有没有发生化学变化呢？
【猜想与假设】在二氧化碳溶于水的过程中，发生了化学变化。
甲同学所作实验如图I（喷水后放入二氧化碳中）：

【收集证据】
（2）如图I中观察到的实验现象是 ；
结合老师给出的提示，甲同学认为可得出二氧化碳能与水反应的结论。
【反思与评价】
（3）经过思考，乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是紫色石蕊纸花同时与二氧化碳和水接触，纸花变红的原因可能是二氧化碳和水发生了反应，也可能是 。
【解释与结论】
（4）经过分析讨论，丙同学又补充了两个实验如上图Ⅱ（喷水）、Ⅲ（直接放入二氧化碳中）所示，观察到的现象都是 ，从而排除了水使紫花变红、二氧化碳使紫花变红的可能性。
（5）老师也给同学们补充进行了如图IV（喷稀醋酸）的实验，最终得出了正确的实验结论，同时揭示出甲同学所作实验I中产生现象的原因是 （用化学方程式表示）。
（6）经历上述过程，可总结出在探究多因素的实验问题时，常采用的研究方法是 。
【答案】（1）瓶子变瘪 CO2能溶于水
（2）紫色石蕊变红
（3）CO2或H2O中的一种物质能使石蕊变色
（4）无明显现象或不变色或不变红
（5）CO2+H2O=H2CO3
（6）控制变量法
【详解】（1）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到瓶子变瘪，故填瓶子变瘪；瓶子变瘪是因为瓶子中的气体减少，上述现象说明CO2能溶于水，故填CO2能溶于水。
（2）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能够使紫色石蕊变红，所以图I中观察到的实验现象是紫色石蕊变红，故填紫色石蕊变红。
（3）紫色石蕊纸花同时与二氧化碳和水接触，纸花变红的原因还可能是CO2或H2O中的一种物质能使石蕊变色，故填CO2或H2O中的一种物质能使石蕊变色。
（4）图中的纸花只接触水和二氧化碳中的一种物质，观察到的现象都是无明显现象，从而排除了水使紫花变红、二氧化碳使紫花变红的可能性，故填无明显现象。
（5）图I中二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能够使紫色石蕊变红，故反应的化学方程式写为：CO2+H2O=H2CO3。
（6）在探究多因素的实验问题时，常采用的研究方法是控制变量法，故填控制变量法。
03 二氧化碳化学性质的一体化实验
【例3】（2023上·广东·九年级统考期末）为探究二氧化碳的部分性质，设计实验装置如图(夹持仪器省略)，捂热干冰位置的玻璃管，下列说法正确的是
A．a处试纸先变红色，发生化合反应B．c处试纸变红色，使石蕊变色的是CO2
C．d处火焰先熄灭，CO2不支持燃烧D．b与c、d与e现象对比均可证明CO2密度比空气大
【答案】D
【详解】A、a处试纸不会变色，因为干燥的二氧化碳不能是石蕊变色，选项错误；
B、c处试纸变红色，使石蕊变色的是二氧化碳和水反应生成的碳酸，碳酸显酸性，而不是二氧化碳，选项错误；
C、e处火焰先熄灭，CO2不支持燃烧，因为二氧化碳密度比空气大会先是下面的火柴熄灭，选项错误；
D、b与c、d与e现象对比时都是下面的先出现相应的现象，故均可证明CO2密度比空气大，选项正确；
故选：D。
【变式3-1】（2023上·河南开封·九年级统考期末）根据图中实验回答以下问题。

当反应发生后，a处现象为 ，b处所发生的化学反应的方程式为 ，根据烧杯内现象可说明二氧化碳的性质为 。
【答案】紫色石蕊溶液变红 不能燃烧、也不支持燃烧，密度比空气大
【详解】该装置发生的反应为：稀盐酸和石灰石中的碳酸钙反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳气体与紫色石蕊溶液中的水发应，生成碳酸，其具有酸性，可使紫色石蕊溶液变红；故a处现象为：紫色石蕊溶液变红；
b处所发生的反应为：二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和水；其反应的化学方程式为：；
烧杯内蜡烛能熄灭是由于二氧化碳具有不能燃烧、也不支持燃烧的化学性质，蜡烛自下而上依次熄灭是由于二氧化碳的密度比空气大。
故答案为：紫色石蕊溶液变红；；不能燃烧、也不支持燃烧，密度比空气大。
【变式3-2】（2022上·北京顺义·九年级统考期末）用下图实验验证CO2的性质。
（1）B处溶液变浑浊，发生反应的化学方程式为 。
（2）C处蜡烛自下至上依次熄灭，由此得出的结论是 。
（3）A处溶液变红，由此并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论，理由是 。
【答案】（1）
（2）CO2不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大
（3）没有验证CO2不能使干燥的紫色石蕊变红
【详解】（1）B处溶液变浑浊，是因为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：；
（2）C处蜡烛自下至上依次熄灭，说明CO2不燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大；
（3）A处溶液变红，但由此并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论，因为没有验证CO2不能使干燥的紫色石蕊变红。
04 二氧化碳的制备和性质综合实验
【例4】（2023上·四川德阳·九年级统考期末）某化学兴趣小组在实验室里探究二氧化碳的制取和某些性质验证，设计了如下图所示装置。
（1）写出装置A中任意仪器的名称 ，多孔隔板的作用是 。
（2）依据课堂上老师传授的知识可知，装置B中干燥的紫色纸花遇CO2不会变红，但兴趣小组实际观察到纸花慢慢变红，排除盐酸的挥发性因素，你认为更重要的原因是 。
（3）装置C中发生反应的化学方程式为 。
（4）装置D中观察到的现象为 。可得出CO2具有的性质是 。
【答案】（1）试管/长颈漏斗 随时控制反应的发生和停止
（2）A中反应生成的二氧化碳气流会携带一部分水蒸气到B中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，使纸花变红
（3）
（4）蜡烛自下而上依次熄灭 二氧化碳的密度比空气的大、既不燃烧也不支持燃烧
【详解】（1）根据仪器的用途，可知装置A中的仪器主要有试管和长颈漏斗；
当大理石与稀盐酸反应，生成二氧化碳气体后，关闭活塞，气体增多，压强增大，将多孔隔板上的固体与液体分离，起到停止反应的作用，打开活塞，多孔隔板上固体与液体接触，反应进行，所以多孔隔板的作用是：随时控制反应的发生和停止；
故答案为：试管或长颈漏斗；随时控制反应的发生和停止；
（2）兴趣小组实际观察到纸花慢慢变红，原因是：A中反应生成的二氧化碳气流会携带一部分水蒸气到B中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，使纸花变红；
故答案为：A中反应生成的二氧化碳气流会携带一部分水蒸气到B中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，使纸花变红；
（3）装置C中发生的反应为：二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和水，其反应的化学方程式为：；
（4）由于二氧化碳的密度比空气的大，且具有既不燃烧也不支持燃烧的化学性质，所以装置D中观察到的现象为：蜡烛自下而上依次熄灭。
故答案为：蜡烛自下而上依次熄灭；二氧化碳的密度比空气的大、既不燃烧也不支持燃烧。
【变式4-1】（2023上·陕西渭南·九年级统考期末）二氧化碳是人类生存不可缺少的物质，某兴趣小组利用如图装置对其性质进行探究。

（1）实验A中观察到蜡烛自下而上依次熄灭，该现象说明二氧化碳具有 的性质。
（2）实验B开始一段时间后，观察到的实验现象是 。
（3）实验C中观察到澄清石灰水变浑浊，写出发生反应的化学方程式 。
【答案】（1）不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大
（2）试管内液面上升，溶液变红
（3）
【详解】（1）蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大；
（2）二氧化碳能溶于水，且能与水反应生成碳酸，导致试管内气体减少，压强减小，试管内液面上升，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故现象是：试管内液面上升，溶液变红；
（3）实验C中观察到澄清石灰水变浑浊，发生反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：。
【变式4-2】（2023下·山东泰安·八年级统考期末）化学是以实验为基础的学科，开展实验探究是学习化学的重要手段。

（1）写出有标号的仪器名称：① 。
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制氧气选用的发生装置是 （填序号），反应的化学方程式为 。用装置E收集氧气，检验是否集满的方法是 （写出操作、现象和结论）。
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。选择的发生装置和收集装置组合是 （填字母）。
（4）证明CO2能与H2O反应的现象是 。
（5）H中实验现象为 ，化学方程式为 。
（6）若看到烧杯I中蜡烛从下往上依次熄灭，说明CO2具有的性质是 。
【答案】（1）锥形瓶
（2）B 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满
（3） BE
（4）F处纸花不变色，G处纸花变红
（5）澄清石灰水变浑浊
（6）密度比空气大，不助燃、不可燃
【详解】（1）仪器①是锥形瓶；
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，该反应属于固液常温型，选择的发生装置为B，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的方程式为；装置E是向上排空气法收集氧气，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满；
（3）实验室制取CO2，在常温下用大理石或石灰石（主要含有碳酸钙）和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，方程式是；该反应物为固体和液体，反应条件为常温，该反应的发生装置为固液不加热，选择的发生装置为B，二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集，即E；
（4）二氧化碳不能使紫色石蕊干花变红，但二氧化碳与水反应生成的碳酸可以使石蕊溶液变红，得出二氧化碳能与水发生化学反应的结论，证据是：干燥的石蕊试纸不变色，湿润的紫色石蕊试纸变红，故填：F处纸花不变色，G处纸花变红；
（5）H中澄清石灰水会变浑浊，因为石灰水中的氢氧化钙和二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀和水，方程式是；
（6）烧杯I中蜡烛从下往上依次熄灭，说明CO2具有二氧化碳密度大于空气，不助燃，不可燃。
05 二氧化碳的用途
【例5】（2023上·新疆博尔塔拉·九年级校考期末）下列物质的用途中同时利用了物质的物理性质和化学性质的是
A．干冰用于人工降雨B．活性炭脱色用来制白糖
C．二氧化碳用来灭火D．木炭用作燃料
【答案】C
【详解】A、干冰用于人工降雨是因为干冰升华吸热，使水蒸气凝结形成降雨，利用了物质的物理性质。不符合题意；
B、活性炭脱色用来制白糖是因为活性炭疏松多孔有吸附性，可以吸附色素，利用了物质的物理性质。不符合题意；
C、二氧化碳灭火是因为二氧化碳密度比空气大，不可燃也不支持燃烧，可以附着在物体表面阻碍可燃物与氧气接触从而灭火，同时利用了物质的物理性质和化学性质。符合题意；
D、木炭用作燃料是因为木炭具有可燃性，利用了物质的化学性质。不符合题意；
故选C。
【变式5-1】（2022下·山东济宁·八年级统考期末）下列物质的性质与用途，不相匹配的是
A．一氧化碳可以燃烧、工业上可用作助燃剂
B．氮气的化学性质稳定、工业上可用作焊接保护气
C．干冰升华时会吸收大量的热、制造舞台烟雾
D．二氧化碳可以参与光合作用、农业生产中用作气体肥料
【答案】A
【详解】A、一氧化碳具有可燃性，则可做燃料，而不是助燃剂，该选项符合题意；
B、氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项不符合题意；
C、干冰为固体二氧化碳，干冰升华吸热，则可制造舞台烟雾，该选项不符合题意；
D、光合作用需要二氧化碳，则二氧化碳可作气体肥料，该选项不符合题意。
故选A。
【变式5-2】（2022上·广东惠州·九年级校考期末）有关碳和碳的化合物描述错误的是
A．干冰可用于人工降雨
B．木炭有可燃性，可用于燃料
C．金刚石和石墨组成元素相同，物理性质和化学性质相似
D．室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒
【答案】C
【详解】A、干冰升华吸热，常用作人工降雨，故A叙述正确；
B、木炭主要成分是碳单质，具有可燃性，可以燃烧放出热量，可用于燃料，故B叙述正确；
C、由于组成金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，决定了物理性质的不同，故C叙述错误；
D、由于一氧化碳不能与水反应也不会溶于水，所以室内放一盆水不能防止一氧化碳中毒，故D叙述正确；
故选C。
06 二氧化碳对生活和环境影响
【例6】（2023上·湖南湘西·九年级统考期末）2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”（排放达到峰值）与2060年“碳中和”（排放量与植物吸收量相等）目标。下列不符合该目标的是
A．多挖煤、多发电，加快经济发展B．循环使用教材等书籍
C．提倡骑自行车、乘公交车出行D．减少使用一次性餐具
【答案】A
【详解】A、煤炭是不可再生资源，且不仅可用于燃烧还可用于生产多种化工产生。多挖煤不利于可持续发展。且火力发电有煤炭燃烧，会释放大量的二氧化碳，不利于碳达峰，符合题意；
B、循环使用教材等书籍可减少纸张的消耗，可减少树木砍伐，有利于碳中和，不符合题意；
C、提倡骑自行车、乘公交车出行可减少私家车出行消耗的化石燃料，有利于碳达峰，不符合题意；
D、减少使用一次性餐具可减少资源浪费，减少树木砍伐，有利于碳中和，不符合题意；
故选A。
【变式6-1】（2023下·山东淄博·八年级统考期末）下列关于二氧化碳的叙述中，错误的是
A．二氧化碳有毒，空气中含量过高，会使人中毒死亡
B．二氧化碳可用于生产碳酸饮料
C．大气中二氧化碳过多会造成温室效应
D．自然界中二氧化碳处于循环状态
【答案】A
【详解】A. 一氧化碳有毒，空气中含量过高，会使人中毒死亡，此选项错误；
B. 二氧化碳能溶于水，并与水反应生成碳酸，所以二氧化碳可用于生产碳酸饮料，此选项正确；
C. 大气中二氧化碳过多会造成温室效应，此选项正确；
D. 化石燃料燃烧产生二氧化碳，人的呼吸作用产生二氧化碳，而植物进行光合作用吸收二氧化碳，所以自然界中二氧化碳处于循环状态，此选项正确。
故选A。
【变式6-2】（2023下·山东烟台·八年级统考期末）发展“低碳经济”，提倡“低碳生活”，已成为社会发展趋势。下列做法与该理念不符的是
A．植树造林，绿化环境
B．发展城市公共交通事业，减少私家车出行
C．大力发展火力发电
D．将工业排放的二氧化碳进行捕集、利用、封存
【答案】C
【详解】A、植树造林可以净化空气，绿化环境，符合低碳生活的理念，故选项说法正确；
B、发展城市公共交通事业，减少私家车出行，可以减少汽车尾气的排放，尾气中含有大量的二氧化碳，则符合低碳生活的理念，故选项说法正确；
C、大力发展火力发电会增加煤的燃烧，煤的燃烧会增加空气中二氧化碳，则不符合低碳生活的理念，故选项说法错误；
D、将工业排放的二氧化碳进行捕集、利用、封存可以减少空气中二氧化碳的含量，则符合低碳生活的理念，故选项说法正确。
故选C。
07 一氧化碳的性质
【例7】（2022上·黑龙江绥化·九年级校考期末）下列有关一氧化碳的说法正确的是
A．一氧化碳是有刺激性气味的毒气
B．在炉子上放一盆水，可以避免一氧化碳中毒
C．一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧两种元素组成的，所以化学性质相似
D．一氧化碳既有可燃性，又有还原性
【答案】D
【详解】A、一氧化碳有毒，但是一氧化碳无味，故A说法错误；
B、一氧化碳难溶于水，在炉子上放一盆水，不可以避免一氧化碳中毒，故B说法错误；
C、 一氧化碳和二氧化碳都是由碳氧两种元素组成的，但是二者的分子构成不同，所以二者的化学性质不同，故C说法错误；
D、 一氧化碳既有可燃性，又有还原性，故D说法正确。
故选：D。
【变式7-1】（2023上·山东临沂·九年级校考期末）丽丽同学设计了下图所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答：

（1）当装置B中的澄清石灰水变浑浊时，说明 。
（2）为了保证安全，在通入CO气体之前应该 。
（3）从B中逸出的气体用气球收集的原因是 。
【答案】（1）反应有CO2气体生成
（2）检验CO的纯度
（3）一氧化碳属于大气污染物
【详解】（1）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，当装置B中的澄清石灰水变浑浊时，说明CO与CuO反应生成了二氧化碳气体；
（2）一氧化碳具有可燃性，为了防止爆炸，在通入CO气体之前要先检验一氧化碳的纯度；
（3）一氧化碳属于大气污染物，将尾气收集起来以避免尾气中未完全反应的一氧化碳污染环境。
【变式7-2】（2023上·贵州毕节·九年级校联考期末）CO是一种无色无味、有毒的可燃气体，具有还原性，可用于冶金工业、某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如图实验装置。请回答以下有关问题：
（1）CO和CO2的组成元素相同，但它们的性质不同的原因是 。
（2）CO气体能使人中毒，其原因是 。
（3）实验开始时，先通入CO一段时间后，再加热，其原因是 。
（4）实验过程中，图中A处观察到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，B中发生反应的化学方程式 。
（5）该装置存在的不足之处是 。
（6）同学们根据上述探究进行思考，我们学习过的能够还原氧化铜的物质除了一氧化碳还有氢气，氢气和一氧化碳具有很多共同性质，你能写出鉴别一氧化碳和氢气的化学方法吗？ 。
【答案】（1）它们是由不同的分子构成的
（2）一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好的与氧气结合，使人体缺氧
（3）排尽装置内的空气，防止加热时爆炸
（4）粉末逐渐由黑色变成红色
（5）在C处没有尾气处理装置
（6）将气体点燃，在火焰的上方罩一个干冷的烧杯，过一会儿，迅速取下，倒入澄清的石灰水振荡，若烧杯内壁有水珠，澄清的石灰水不变浑浊，该气体是氢气；若烧杯内壁没有水珠，澄清的石灰水变浑浊，则该气体是一氧化碳。
【详解】（1）分子是保持物质化学性质的最小粒子，CO和CO2是由不同的的分子构成的，故答案为：它们是由不同的分子构成的；
（2）一氧化碳极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，故答案为：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好的与氧气结合，使人体缺氧；
（3）一氧化碳与氧气混合加热，容易引起爆炸，实验开始时，先通入CO一段时间，排尽装置内的空气，避免发生爆炸，故答案为：排尽装置内的空气，防止加热时爆炸；
（4）氧化铜是黑色粉末，与一氧化碳反应后生成铜和二氧化碳，铜是红色的，所以观察到的实验现象是：粉末逐渐由黑色变成红色；
A装置中氧化铜与一氧化碳在加热的状态下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：；
B装置中，从A装置反应生成的二氧化碳进入与澄清的石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：；
（5）该实验中通入的一氧化碳为有毒气体，未反应的气体由C排出，需要尾气处理装置，故答案为：在C处没有尾气处理装置；
（6）一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳，氢气与氧气点燃生成水，故可以将气体点燃，在火焰的上方罩一个干冷的烧杯，过一会儿，迅速取下，倒入澄清的石灰水振荡，若烧杯内壁有水珠，澄清的石灰水不变浑浊，该气体是氢气；若烧杯内壁没有水珠，澄清的石灰水变浑浊，则该气体是一氧化碳。
08 一氧化碳与二氧化碳的比较
【例8】（2022上·广东广州·九年级期末）“归纳与比较”是化学学习的主要方法，关于CO2与CO的比较正确的是
A．组成：都是由碳和氧两种元素组成，但二氧化碳比一氧化碳多一个氧元素
B．性质：都能溶于水，但是CO能燃烧而CO2不能
C．构成：都是由分子构成的
D．危害：都有毒性，CO2还会造成温室效应
【答案】C
【详解】A、CO2与CO都是由碳和氧两种元素组成的，但元素只讲种类、不讲个数。A不正确；
B、CO2能溶于水，CO难溶于水，CO能燃烧而CO2不能。B不正确；
C、CO2由二氧化碳分子构成，CO由一氧化碳分子构成。即CO2与CO都是由分子构成的。C正确；
D、二氧化碳没有毒性，排放过多会造成温室效应增强。一氧化碳有毒性，与温室效应无关。D不正确。
综上所述：选择C。
【变式8-1】（2023下·广西南宁·九年级南宁市第二十六中学校考开学考试）下列关于CO2与CO的比较，错误的是
A．结构：二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子
B．组成：CO2与CO都是由碳元素和氧元素组成的
C．变化：在一定条件下，CO2与CO可以相互转化
D．性质：CO2能溶于水，不能燃烧；CO难溶于水，能燃烧
【答案】A
【详解】A、一个二氧化碳分子比一氧化碳分子多一个氧原子，故选项A说法错误；
B、CO2与CO都是由碳元素和氧元素组成的，故选项B说法正确；
C、二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，在一定条件下，CO2与CO可以相互转化，故选项C说法正确；
D、CO2能溶于水，不能燃烧；CO难溶于水，能燃烧，故选项D说法正确；
故选：A。
【变式8-2】（2023下·天津河西·九年级统考开学考试）对于碳的两种氧化物，下列叙述正确的是
A．CO2和CO都可以溶于水得到酸B．CO2和CO都是有毒气体
C．CO2可用于燃料，CO可以灭火D．CO和CO2在一定条件下可以相互转化
【答案】D
【详解】A、一氧化碳难溶于水，二氧化碳溶于水得到碳酸，叙述错误；
B、CO是有毒气体，二氧化碳不是有毒气体，叙述错误；
C、CO2既不燃烧也不支持燃烧，不能做燃料，CO有可燃性，不能灭火，叙述错误；
D、CO燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和碳单质高温下生成CO，所以CO和CO2在一定条件下可以相互转化，叙述正确。
故选D。
09 CO与CO2的检验、鉴别和除杂
【例9】（2023上·辽宁铁岭·九年级统考期末）除去二氧化碳中混有少量一氧化碳的方法正确的是：
A．点燃混合气体
B．将混合气体缓慢循环通过灼热的氧化铜
C．将混合气体通入澄清石灰水中
D．将混合气体通入水中
【答案】B
【详解】A、由于二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，所以二氧化碳中含有少量的一氧化碳不能被点燃，方法错误，故不符合题意；
B、混合气通过灼热的氧化铜后，一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应，生成二氧化碳和铜，可将一氧化碳除去，方法正确，故不符合题意；
C、二氧化碳会与氢氧化钙溶液反应，而一氧化碳不参与反应，所以混合气通过澄清石灰水后，会将二氧化碳除去，方法错误，故不符合题意；
D、一氧化碳难溶于水，二氧化碳能溶于水，混合气通过水后，不会将一氧化碳除去，方法错误，故不符合题意。
故选B。
【变式9-1】（2023上·海南省直辖县级单位·九年级统考期末）如图所示装置可以验证某无色、无味混合气体是否含有CO2 和CO 。
（1）实验中观察到 A、D装置中石灰水变浑浊， B装置中石灰水没有变化，C 中黑色固体变成红色，由此得出实验的结论混合气体是______。
A．只有COB．只有CO2C．两者都有
（2）写出 C 装置中黑色固体变成红色的化学方程式 。
（3）B装置的作用 。
【答案】（1）C
（2）CuO+COCu+CO2
（3）验证CO2是否被吸收完全
【详解】（1）CO2能使澄清的石灰水变浑浊，将气体通过A装置中足量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊，则证明气体中含有CO2；CO能与CuO在加热的条件下反应生成Cu与CO2，实验中原气体中CO2已经被A装置完全吸收，观察到D装置中的澄清石灰水变浑浊，则证明气体中含有CO；综上得出气体中含有CO、CO2；
故选C；
（2）CO能与CuO在加热的条件下反应生成Cu与CO2，化学反应方程式为：CuO+COCu+CO2；
（3）B装置中澄清的石灰水可以验证CO2是否被A装置完全吸收，防止对后面检验CO产生干扰，若被完全吸收则B中无明显现象。
【变式9-2】（2022·河南·九年级期末）除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳，应该采用的方法是
A．把混合气体点燃B．把混合气体通过澄清的石灰水
C．混合气体通过灼热氧化铜粉末D．把混合气体由一个容器倾入另一个容器中
【答案】B
【详解】A、将混合气体点燃，会使一氧化碳燃烧成为二氧化碳，除去了一氧化碳而二氧化碳没有除去，与题意不符，选项A错误；
B、一氧化碳与石灰水不反应且不溶于水，而二氧化碳与石灰水反应，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，除去了杂质二氧化碳，得到一氧化碳气体，选项B正确；
C、混合气体通入通过灼热氧化铜粉末，一氧化碳具有还原性，在加热条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳气体，除去了一氧化碳而二氧化碳没有除去，与题意不符，选项C错误；
D、由于一氧化碳有毒，会污染空气，同时把混合气体由一个容器倾入另一个容器中时，会使部分一氧化碳扩散到空气中，还会混入其他的杂质气体，选项D错误。
故选：B。
10 碳及其化合物间的相互转化
【例10】（2023上·安徽滁州·九年级校考期末）、和的转化关系如图所示。下列说法错误的是
COCO2CaCO3
A．①可通过物质的还原性实现B．②可通过物质的可燃性实现
C．③可通过与澄清石灰水反应实现D．④可通过分解反应实现
【答案】B
【详解】A、一氧化碳具有还原性，在加热的条件下，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，即可通过物质的还原性实现，选项A正确；
B、在高温的条件下，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，并不是通过物质的可燃性实现，选项B错误；
C、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，即可通过与澄清石灰水反应实现，选项C正确；
D、在高温的条件下，碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，即可通过分解反应实现，选项D正确。
故选B。
【变式10-1】（2023下·山东泰安·八年级统考期末）如图是关于碳和碳的氧化物知识网络图（图中“→”表示转化关系，“……”表示相互能反应），下列说法正确的是

A．“→CO”的属于分解反应B．“CO→”的反应中C元素的化合价不变
C．“→”的反应可用于检验D．“→”的反应可使石蕊试液由红变紫
【答案】C
【详解】A、CO2与C在高温的条件下反应生成CO，该反应符合多变一的特点，则属于化合反应，故选项说法错误；
B、CO中C为+2价，CO2中C为+4价，CO转化为CO2后C的化合价发生变化，故选项说法错误；
C、实验室常用澄清的石灰水检验CO2，澄清的石灰水中含有氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水，则“ CO2 → CaCO3”的反应可用于检验 CO2，故选项说法正确；
D、CO2与H2O反应生成H2CO3，H2CO3呈酸性，可以使石蕊试剂由紫色变红色，故选项说法错误。
故选C。
【变式10-2】（2023上·云南楚雄·九年级统考期末）A、B、C、D是初中化学常见的物质，它们之间的转化关系如图所示（“→”表示物质间的转化关系），已知B和C是组成元素相同的气体，自然界中绿色植物可实现C→D的转化。下列推断中不正确的个数有
①A一定是单质
②D的化学式是O2
③C→B的反应需要吸收热量
④B→C可通过B与D反应实现
A．1个B．2个C．3个D．4个
【答案】A
【分析】B和C是组成元素相同的气体，B与C能相互转化，自然界中绿色植物可实现C→D的转化，则B是一氧化碳，C是二氧化碳，D是氧气，A能转化为一氧化碳，A能转化为二氧化碳，则A可能是碳，将推出的物质带回框图验证符合要求。
【详解】①根据分析可知，A中一定含碳元素，不一定是碳单质，故该推断不正确；
②D是氧气，其化学式为O2，该推断正确；
③C→B的反应为碳和二氧化碳在高温条件反应生成一氧化碳，该反应需要吸收热量，故该推断正确；④B→C为一氧化碳转化为二氧化碳，而B和D反应为一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，故该推断正确。
上述推断中只有①不正确。故选A。
【点睛】在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可。
【变式10-3】（2023上·广东珠海·九年级统考期末）碳和碳的化合物间转化关系如图所示，“→”表示物质间可以发生转化。下列说法正确的是
A．反应C→CO2，碳元素化合价不变
B．反应CaCO3→CO2，一定是分解反应
C．反应CO→CO2，一定是CO的燃烧
D．图中涉及的反应中至少有5个化合反应
【答案】D
【详解】A、反应C→CO2，C属于单质，化合价为0，二氧化碳中碳元素化合价为+4价，碳元素化合价改变，说法错误；
B、反应CaCO3→CO2，碳酸钙高温反应生成氧化钙和水，该反应属于分解反应，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，该反应属于复分解反应，不一定是分解反应，说法错误；
C、反应CO→CO2，一氧化碳与氧气在点燃条件下充分反应生成二氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，不一定是一氧化碳燃烧，说法错误；
D、碳不充分燃烧生成一氧化碳，属于化合反应；碳充分燃烧生成二氧化碳，属于化合反应；一氧化碳与氧气充分燃烧生成二氧化碳，属于化合反应；二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，属于化合反应；二氧化碳与水反应生成碳酸，属于化合反应；碳酸不稳定分解生成二氧化碳和水，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，图中涉及的反应中至少有5个化合反应，说法正确；
答案：D。考点一 金刚石、石墨和C60
【题型1】 碳的几种单质
【题型2】 结构、性质与用途的关系
【题型3】 根据新信息判断碳单质的性质
【题型4】 单质碳的化学性质
【题型5】 木炭还原氧化铜的实验
【题型6】 木炭还原氧化铜的相关计算
【题型7】 氧化反应和还原反应
考点二 二氧化碳制取的研究
【题型8】 实验室制取二氧化碳的原理
【题型9】 实验室制取气体装置的选择
【题型10】 实验室制取二氧化碳的实验操作及步骤
【题型11】 控制反应发生与停止的装置
【题型12】 二氧化碳制取的综合考查
【题型13】 制取二氧化碳的相关计算
考点三 二氧化碳和一氧化碳
【题型14】 二氧化碳的物理性质
【题型15】 探究二氧化碳与水反应的实验
【题型16】 二氧化碳化学性质的一体化实验
【题型17】 二氧化碳的制备和性质综合实验
【题型18】 二氧化碳的用途
【题型19】 二氧化碳对生活和环境影响
【题型20】 一氧化碳的性质
【题型21】 一氧化碳与二氧化碳的比较
【题型22】 CO与CO2的检验、鉴别和除杂
【题型23】 碳及其化合物间的相互转化
反应时间：s
t1
t2
t3
t4
固体剩余的质量/g
17.8
15.6
13.4
13.4