2023年中考化学高频考点突破——碳单质的化学性质
一、单选题
1．我们生活在物质的世界里。下列有关物质性质的描述错误的是
A．氢氧化钠易潮解 B．浓硫酸具有挥发性
C．二氧化碳能与水反应 D．常温下碳的化学性质很稳定
2．下列方法能达到除杂目的的是
A．氧化铜中混有少量的炭粉——隔绝空气加强热
B．硝酸钾中混有少量的氢氧化钾——加入过量的稀盐酸，蒸发结晶
C．硝酸铜溶液中混有少量的硝酸银——加入过量的铁粉，充分反应后过滤
D．二氧化碳中混有少量的一氧化碳——通过灼热的氧化铜
3．认真观察、准确记录和仔细分析实验现象是学习化学的重要方法。下列有关实验现象的描述正确的是
A．蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水
B．焦炭还原氧化铜，红色的固体会变为黑色
C．红磷、硫在氧气中燃烧都生成有刺激性气味的气体
D．木炭在氧气中燃烧发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
4．下列有关碳及其氧化物的说法正确的是
A．煤炉上放一盆水可防止CO中毒
B．CO、CO2都有还原性，都可用于冶炼金属
C．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼
D．CO和CO2都是由碳元素和氧元素组成，所以它们的性质完全相同
5．2022年第24届冬季奥运会在北京市完美落幕，冰雪五环惊艳世界。在复习时同学们惊奇的发现。“五环”能形象的呈现堂见物质间的关系，如图所示，甲、乙分别是O2、Fe2O3、稀盐酸、Ca(OH)2四种物质中的一种，“五环”中相交两环中的物质间能够发生化学反应。下列说法不正确的是
A．甲与碳的反应有可能生成有毒物质
B．铁在潮湿的环境中生锈，跟甲有关
C．铁与乙反应得到浅绿色溶液
D．图中反应只涉及两种基本反应类型
6．下列物质间的转化在给定条件下能实现的是
A． B．
C． D．
7．除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)，拟定的实验方案可行的是
A．木炭粉(氧化铜)——在空气中灼烧
B．二氧化碳(一氧化碳)——通过赤热的炭层
C．氢气(氯化氢)——依次通过足量的碳酸氢钠溶液和浓硫酸
D．氯化钾(二氧化锰)——加足量的水溶解，过滤，蒸发结晶
8．下列关于金刚石与石墨的说法不正确的是
A．金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质
B．金刚石和石墨完全燃烧都生成二氧化碳
C．金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，化学性质也不同
D．在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨
9．下列图像能正确反映对应变化关系的是
A． 加热碳和氧化铜的混合物
B． 向等质量的碳酸钙中加入足量质量分数相同的稀盐酸
C． 向一定质量的饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙
D． 向等质量的氧化镁，氢氧化镁固体中，分别加入质量分数相同的稀盐酸
10．某气体中可能含有CO2、O2、N2中的一种或几种，将该气体依次通过：①足量炽热的焦炭；②足量灼热的氧化铜；③足量的碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的混合物）。每一步均充分反应，最终得到的气体为纯净物，气体的分子数目与反应步骤的关系如图所示，下列说法不正确的是
A．a点气体中一定含N2，还含有CO2和O2中一种或两种
B．b点气体由两种分子构成
C．c点气体中CO2和N2的分子数目比为2：1
D．该过程中发生了化合反应、置换反应和复分解反应
二、填空题
11．“山清水秀好风光，陕西人民欢迎您”，小美跟随旅行团来陕西旅游。
(1)第一站：陕西历史博物馆。馆内珍藏着许多古代名人字画，用墨汁书写的字画能长久保存而不褪色的原因是常温下，碳的化学性质___________。
(2)第二站：回民街。凿牛肉是回民街的代表美食，牛肉可为人体提供的主要有机营养素是___________。
(3)第三站：秦始皇兵马俑。考古学家曾在秦兵马俑彩绘中分离出硅酸铜钡(化学式为)，其中铜元素与钡元素均为+2价，则硅元素的化合价为___________。
(4)第四站：汉中。每年的油菜花开时节，犹如一片黄色海洋。置身于花海之中，不时闻到油菜花的清香，原因是分子在___________。
12．下图为我国古代的四大发明，它是我国古代科学技术的代表性成就，对世界文明发展史产生了巨大的影响力。请回答：
(1)指南针。《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”“磁石”指的是磁铁矿，主要成分的化学式为_______。
(2)造纸术。《天工开物》详细记载了明代造竹纸的过程，其中“煮楻足火”步骤是先用石灰浆涂在竹纤维上，放入桶中蒸煮并用草木灰水(主要成分为K2CO3)淋洗。其原理是利用草木灰水的碱性，除去竹纤维中的有害物质。若将石灰浆与草木灰混合使用，效果更佳，其原理用化学方程式表示为_______，其基本反应类型为_______。
(3)黑火药。黑火药由木炭、硫粉和硝酸钾按一定比例混合而成。使用黑火药时，往往会放出一种刺激性气味的气体，会对环境造成污染。其原因是_______。
(4)印刷术。木活字印刷使用的是墨汁(主要成分为炭黑)，印出来的字迹能长期保存，这是因为_______。
13．中国古代最先认识的七种金属被称为“金属七宝”，分别是金、银、铜、铁、锡、铅和汞。
(1)战国《韩非子 内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。黄金能以单质形式存在于自然界的原因是______；“琥珀金”是金和银的天然合金，它的硬度比纯金的硬度______。
(2)我国古代曾用两种方法炼铜：一是“湿法炼铜”，记载于西汉时期《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜”，该反应的化学方程式是______；二是“火法炼铜”，用辉铜矿（主要成分是Cu2S）与氧气在高温条件下反应生成铜，从环保角度分析，“火法炼铜”容易引起的环境问题是______。
(3)英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁炼钢技术世界第一，早在公元前4世纪，我国广泛利用赤铁矿与木炭反应生产生铁，其反应原理是______（用化学方程式表示）。
(4)《天工开物》里还记载“点铅勾锡”是炼锡的关键一步，即加铅能使锡较易熔化流出，原因是______。
(5)东汉《周易参同契》记载：“胡粉【主要含PbCO3·Pb（OH）2】投火中，色坏还为铅”。其中，胡粉属于______（填“纯净物”或“混合物”）；该反应过程主要原理之一：Pb3O4+2C3Pb+2CO2↑；整个冶炼过程中，还可能生成______。
三、实验题
14．化学是一门以实验为基础的科学，根据下列实验情境，回答问题
(1)实验一中金属网罩的作用是______。
(2)实验二中点燃氢气前需要______。
(3)实验三中观察到下面蜡烛先熄灭上面蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是______。
(4)实验四中观察到铜片上乒兵乓球碎片先燃烧，由此可以得出燃烧的条件之一是______。
15．学习了金属矿物及其冶炼后，兴趣小组的同学们设计了两组实验装置，请回答：
(1)如图1是用一氧化碳还原氧化铁粉末的实验装置，反应一段时间后，玻璃管中发生反应的化学方程式是______，装置B中观察到的现象是______。虚线框内装置的作用是______（填字母序号）。
a．吸收二氧化碳 b．消耗一氧化碳 c．检验一氧化碳
(2)我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺。查阅资料得知：高温时，用木炭作还原剂能把氧化铜中的铜还原出来，同时得到二氧化碳。图2是用适量木炭粉还原氧化铁粉末的实验装置，写出反应的化学方程式：______，试管口部略向下倾斜的原因是______。反应一段时间后，装置C中澄清石灰水无现象的原因是______（用化学方程式表示）。
(3)同学们发现一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但性质有所不同。以下说法正确的是______（填字母序号）。
a．一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应
b．一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同
c．一氧化碳和二氧化碳都可以作气体肥料
d．一氧化碳和二氧化碳都可以作还原剂
四、计算题
16．某化学兴趣小组的同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的容器中持续加强热，通过CO2传感器测得容器内CO2的质量变化曲线如图所示。请完成下列问题：
(1)氧化铜中铜元素的质量分数为___________。
(2)要使80g氧化铜完全被还原，需要碳的质量至少是多少？（写出计算过程）
(3)t1时CO2的质量≤___________。
(4)分析t1-t2密闭容器中CO2的质量减少的原因是__________。
(5)t2时容器内气体的碳、氧元素质量比为__________。
参考答案：
1．B
【详解】A、氢氧化钠具有吸水性，暴露再空气中易吸水潮解，故A正确；
B、浓硫酸具有吸水性和强腐蚀性，但无挥发性，故B错误；
C、二氧化碳能与水反应生成碳酸，故C正确；
D、碳的最外层电子数为4，既不容易得到电子也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质很稳定，故D正确；
故选B。
2．D
【详解】A、碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，则会除去氧化铜且可能混有铜，该方法不能达到除杂目的；
B、氢氧化钾与盐酸反应生成氯化钾和水，会引入新杂质氯化钾，该方法不能达到除杂目的；
C、铁能与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，会引起新杂质硝酸亚铁，该方法不能达到除杂目的；
D、一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，既除去杂质，也不引入新杂质，该方法能达到除杂目的。
故选D。
3．D
【详解】A、蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，是实验结论，不是实验现象，不符合题意；
B、焦炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，黑色固体逐渐变红，不符合题意；
C、红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，不符合题意；
D、木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，符合题意。
故选D。
4．C
【详解】A、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一盆水，不可以防止CO中毒，不符合题意；
B、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，二氧化碳不具有还原性，不符合题意；
C、书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触，也不易起变化，符合题意；
D、一氧化碳和二氧化碳均是由碳元素和氧元素组成，但是分子构成不同，故化学性质不同，不符合题意。
故选C。
5．D
【分析】甲能与碳、铁反应，而碳、铁均能与氧气反应，则甲为氧气；乙能与铁、碳酸钙反应，而铁、碳酸钙能与盐酸反应，则乙为稀盐酸。
【详解】A、碳不充分燃烧生成一氧化碳，一氧化碳有毒，该选项说法正确；
B、铁与氧气和水共同接触时会生锈，该选项说法正确；
C、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，溶液中含有亚铁离子显浅绿色，该选项说法正确；
D、碳或铁与氧气的反应属于化合反应，铁与盐酸的反应属于置换反应，盐酸和碳酸钙的反应属于复分解反应，则共涉及三种基本反应类型，该选项说法不正确。
故选D。
6．D
【详解】A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，物质间的转化在给定条件下不能一步实现，故选项错误；
B、碳酸分解生成二氧化碳和水，物质间的转化在给定条件下不能一步实现，故选项错误；
C、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，在常温下不反应，物质间的转化在给定条件下不能一步实现，故选项错误；
D、氧化汞在加热条件下生成汞和氧气，物质间的转化在给定条件下能一步实现，故选项正确。
故选D。
7．D
【详解】A、木炭粉和氧化铜在空气中灼烧，碳会还原氧化铜生成铜和二氧化碳，故A不可行，不符合题意；
B、二氧化碳和一氧化碳通过赤热的炭层，碳会与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，故未除掉一氧化碳，反而把二氧化碳除掉了，故B不可行，不符合题意；
C、氢气和氯化氢依次通过足量的碳酸氢钠溶液和浓硫酸，氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠和水和二氧化碳，故引入新杂质二氧化碳，故C不可行，不符合题意；
D、氯化钾和二氧化锰，加足量的水溶解，二氧化锰不溶于水，氯化钾溶于水，过滤得到二氧化锰固体和氯化钾溶液，把氯化钾溶液蒸发结晶得到氯化钾，故D可行，符合题意。
故选：D。
8．C
【详解】A、金刚石和石墨均是由碳元素组成的纯净物，均属于单质，不符合题意；
B、金刚石和石墨均是碳单质，故它们完全燃烧都生成二氧化碳，不符合题意；
C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，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，金刚石和石墨均是由碳元素组成，故在一定条件下，1g金刚石能生成1g石墨，不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】A、加热炭和氧化铜的混合物，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的质量逐渐减少，至完全反应，不再发生改变，但不可能减少至0，A选项图像错误；
B、碳酸钙的质量相等，与足量的稀盐酸反应最终生成二氧化碳的质量相等；反应物的接触面积越大，反应越剧烈，粉末状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率快，至完全反应所需时间短，B选项图像错误；
C、向一定质量的饱和氢氧化钙溶液中加入氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，反应消耗了水，溶液中溶剂质量减少，有氢氧化钙析出，随着氧化钙的不断加入，溶液质量逐渐减少，C选项图像错误；
D、向等质量的氧化镁、氢氧化镁固体中加入足量质量分数相同的稀盐酸，氧化镁和稀盐酸反应：，氢氧化镁和稀盐酸反应：，一开始，酸不足，消耗稀盐酸的质量相同，生成氯化镁的质量相同，后酸过量，相对分子质量：氧化镁小于氢氧化镁，故氧化镁生成的氯化镁的质量较多，D选项图像正确。
故选D。
10．D
【分析】①通过炽热的焦炭，没有说明焦炭量的多少，故可能发生以下反应：
二氧化碳和碳高温下生成一氧化碳，C+CO22CO，反应后气体分子数增加；
碳和氧气不完全反应生成一氧化碳，2C+O22CO，反应后气体分子数增加；
碳和氧气完全反应生成二氧化碳，C+O2CO2，反应后气体分子数不变；
②通过足量灼热的氧化铜
一氧化碳和氧化铜在加热下生成铜和二氧化碳，CO+CuOCu+CO2，反应后气体分子数不变；
③通过足量的碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)；
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，反应后气体分子数减小；
氮气化学性质稳定，不参与反应；每一步均充分反应，最终得到的气体为纯净物，则剩余气体为氮气，分子数为n；ab段分子数增加n，说明ab反应后气体中存在一氧化碳气体，则混合气中含有氧气或二氧化碳或两者都有；bc段分子数不变，说明ab反应后气体中不存氧气（氧气会和生成的铜反应，导致气体分子数减小）；cd段分子数减小，说明bc反应后气体中存在一氧化碳生成的二氧化碳气体；
【详解】A、a点气体中一定含有N2，可能含有氧气或二氧化碳或两者都有，故A选项正确，不符合题意；
B、b点气体一定含有氮气、一氧化碳，且两者分子数分别为n、2n，不含有氧气；如果含有二氧化碳气体，那么原混合气体中除氮气之外的分子数为n的气体就得不到2n分子数的一氧化碳气体，故b点气体由两种分子构成，故B选项正确，不符合题意；
C、cd段分子数减小2n，为二氧化碳分子数；根据化学方程式CO+CuOCu+CO2可知，生成二氧化碳分子数2n，需要一氧化碳分子数为2n，则b点气体中CO和N2的分子数目比为2n:n=2:1，故C选项正确，不符合题意；
D、碳与二氧化碳反应，生成一氧化碳，属于化合反应，一氧化碳与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳，不属于基本反应类型，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，不属于基本反应类型，故该过程中没有发生置换反应和复分解反应，故D选项说法错误，符合题意。
故选：D。
11．(1)稳定
(2)蛋白质
(3)+4价
(4)不断地运动
【详解】（1）碳在常温下很稳定，受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化，墨汁的主要成分是碳，所以用墨汁书写的字画能长久保存而不褪色的原因是常温下碳的化学性质稳定；
（2）人体摄入的有机物主要是糖类、油脂、蛋白质、和维生素等，牛肉含有丰富的蛋白质，蛋白质是构成人体细胞的基础物质，是人体生长和修补破损组织所需要的主要营养物质，所以牛肉可为人体提供的主要有机营养素是：蛋白质；
（3）在化合物里，正、负化合价的代数和为零，硅酸铜钡(化学式为 BaCuSi2O6 )，其中铜元素与钡元素均为+2价，氧元素的化合价为-2，设硅元素的化合价为x，，x=4，则硅元素的化合价为+4价；
（4）分子的质量和体积都很小，相互之间有间隔，存在着相互作用，自身有能量，总在不断地运动，置身于花海之中，不时闻到油菜花的清香，原因是分子在不断地运动。
12．(1)Fe3O4
(2) K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH 复分解反应
(3)黑火药中的硫粉燃烧生成二氧化硫，会污染空气
(4)常温下碳的化学性质比较稳定
【详解】（1）“磁石”指的是磁铁矿，主要成分四氧化三铁，化学式为Fe3O4。
（2）草木灰水主要成分为K2CO3，石灰浆含有氢氧化钙，若将石灰浆与草木灰混合，发生反应的化学方程式表示为：K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH，是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，是复分解反应。
（3）黑火药由木炭、硫粉和硝酸钾按一定比例混合而成。使用黑火药时，往往会放出一种刺激性气味的气体，会对环境造成污染。其原因是黑火药中的硫粉燃烧生成二氧化硫，会污染空气。
（4）活字印刷使用的是墨汁(主要成分为炭黑)，印出来的字迹能长期保存，这是因为常温下碳的化学性质比较稳定。
13．(1) 金的化学性质很稳定，不易与其他物质发生反应 大
(2) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 酸雨
(3)2Fe2O3+3C4Fe + 3CO2↑
(4)形成合金后熔点降低
(5) 混合物 水/H2O
【详解】（1）黄金能以单质形式存在于自然界的原因是金的化学性质很稳定，不易与其他物质发生反应；合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，故琥珀金的硬度比纯金的硬度大。
（2）该反应为铁和硫酸铜生成硫酸亚铁和铜，化学方程式是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；根据质量守恒定律知，反应前后元素种类不变，故Cu2S与氧气在高温条件下反应生成铜，还会生成二氧化硫，二氧化硫容易引起酸雨。
（3）赤铁矿与木炭反应生产生铁，赤铁矿主要成分为氧化铁，其反应原理是氧化铁和碳高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为2Fe2O3+3C 4Fe + 3CO2↑。
（4）加铅能使锡较易熔化流出，原因是形成合金后熔点降低。
（5）胡粉主要含PbCO3·Pb(OH)2，还含其他物质，属于混合物；PbCO3·Pb(OH)2含氢、氧元素，由质量守恒定律知，过程中还可能生成水。
14．(1)集中火焰，提高温度
(2)验纯
(3)不可燃不助燃，密度比空气大
(4)达到可燃物的着火点
【详解】（1）碳还原氧化铜需要高温条件，实验一中金属网罩能集中火焰，提高温度；
（2）氢气属于易燃易爆气体，点燃前需要验纯；
（3）向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大；
（4）薄铜片上的乒乓球碎片和滤纸碎片的温度相同，且都与氧气接触，此时观察到乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，说明物质燃烧需要达到可燃物的着火点。
15．(1) 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 澄清石灰水变浑浊
b
(2) 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ 防止冷凝水倒流、炸裂试管 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
(3)ab/ba
【详解】（1）在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，所以玻璃管中的氧化铁粉末逐渐变成黑色，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以装置B中澄清的石灰水变浑浊；尾气中含有有毒的一氧化碳气体，为了防止排放到空气中造成污染，所以将尾气点燃处理，故选b。
（2）在高温的条件下，碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑；给试管中的固体加热时，为防止冷凝水倒流、炸裂试管，所以试管口应略向下倾斜；装置B中的氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，消耗二氧化碳，化学方程式为2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O ，所以装置C中澄清石灰水无现象。
（3）a、一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应生成碳酸，选项a说法正确；
b、一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同，每个二氧化碳的分子比一氧化碳的分子多一个氧原子，选项b说法正确；
c、一氧化碳不能作气体肥料，二氧化碳可以作气体肥料，选项c说法错误；
d、一氧化碳具有还原性，可以作还原剂；二氧化碳没有还原性，不能用作还原剂，选项d说法错误。
故选ab。
16．(1)80%
(2)解：设至少需要木炭的质量为x，生成二氧化碳的质量为y。
答：至少需要木炭的质量是6g。
(3)22g
(4)高温下生成的二氧化碳与剩余的碳继续反应生成一氧化碳
(5)21:40
【详解】（1）氧化铜中铜元素的质量分数=
（2）见答案。
（3）由反应生成的二氧化碳质量变化图像可知碳过量，氧化铜先被碳还原生成铜与二氧化碳，反应结束后二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，故后期二氧化碳质量减少，故当氧化铜完全反应时，产生的二氧化碳质量最大，由上问计算结果可知，二氧化碳质量最大为22g，所以t1时CO2的质量≤22g。
（4）因t1-t2时二氧化碳与过量的碳发生化学反应生成一氧化碳，故二氧化碳的质量减少。
（5）由上述的分析可知剩余气体为一氧化碳和二氧化碳的混合物，根据元素守恒可以得出碳元素全部来源于碳单质，氧元素全部来源于氧化铜中的氧，故混合物中碳元素的质量为8.4g，氧元素的质量为，则碳元素与氧元素的质量比为8.4g:16g=21:40故答案为21:40。
