第六单元 碳和碳的氧化物
一、单选题
1．下列关于物质的性质和用途说法不正确的是
A．氧气用于火箭发射，是利用氧气的可燃性
B．氮气用于食品防腐，是利用氮气常温下化学性质稳定
C．二氧化碳用于灭火，是利用它不能燃烧也不支持燃烧和密度大的性质
D．稀有气体充入霓虹灯，是利用稀有气体通电能发出不同颜色的光
2．下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是
A．木炭(C)只能还原金属氧化物不能还原非金属氧化物
B．保持C60化学性质的基本微粒是碳原子
C．石墨和金刚石都是由碳原子直接构成，但石墨转化为金刚石是化学变化
D．二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子，因此化学性质差异较大
3．碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几纳米的空心管。 下列说法中不正确的是
A．碳元素属于非金属元素 B．碳纳米管是一种新型化合物
C．碳纳米管在常温下化学性质稳定 D．碳纳米管燃烧不充分时生成一氧化碳
4．下列图象有关量的变化趋势反映其对应操作不正确的是 ( )
A．电解水产生气体的体积
B．等质量的CaCO3分别与等体积等质量分数的稀盐酸(足量)反应
C．向一定量二氧化锰固体中加入一定量过氧化氢溶液
D．向盛有少量二氧化锰的烧杯中不断地加入过氧化氢溶液
5．不能用排水法收集的气体是
A．氢气 B．二氧化碳 C．氮气 D．氧气
6．逻辑推理是一种重要的思维方法。下列推理中，正确的是（ ）
A．氧化物含有氧元素，所以含氧元素的化合物都是氧化物
B．H2O和H2O2的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
C．蜡烛燃烧生成CO2和H2O，所以其组成中一定含有C、H元素
D．石墨是一种碳单质，能导电，所以碳单质都能导电
7．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是
A．常温下碳的化学性质不活泼 B．C60单质是由碳原子直接构成的
C．金刚石有优良的导电性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
8．下列关于二氧化碳与一氧化碳的性质比较不正确的是
A．组成：都是由碳元素和氧元素组成
B．性质：CO2、CO都可以使澄清石灰水变浑浊
C．用途：干冰可用于人工降雨；一氧化碳气体可作燃料
D．危害：二氧化碳会导致“温室效应”；一氧化碳会引起中毒
9．小东同学模拟酸雨的形成过程进行了如下探究实验(已知SO2化学性质与CO2相似)：①分别取等质量的硫粉在酒精灯上引燃后，伸入体积相同的甲、乙两个集气瓶中；②充分燃烧后，用玻璃片盖住集气瓶充分振荡，使生成的气体全部溶于水；③分别取其中一份大理石与其中一份反应后的溶液混合,反应开始时，下列哪种组合冒出气泡的速率最快
A．甲瓶溶液和丙 B．甲瓶溶液和丁
C．乙瓶溶液和丙 D．乙瓶溶液和丁
10．2020年4月22日世界地球日的主题是“珍爱地球，人与自然和谐共生”。下列言行与之相符的是
A．注意个人卫生，提倡使用一次性木筷
B．空气中的二氧化碳含量越少越好
C．为降低成本，工业废水直接排放
D．垃圾分类放置、回收再利用
11．下列现象的描述，正确的是
A．铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁
B．硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体
C．木炭在空气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量
D．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变红色
12．当CuO中混有少量炭粉时，提纯的方法是 （ ）
A．在氧气流中加热 B．在氢气流中加热 C．加足量水过滤 D．隔绝空气加热
13．下列说法中不正确的是
A．通过水的电解实验证明了水是由氢、氧两种元素组成的
B．金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物
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．生活中常用煮沸的方法降低水的硬度
14．下列说法正确的是
A．一种元素只能形成一种单质
B．一种元素可以形成几种单质
C．同种元素组成的不同种单质性质相同
D．由碳元素形成的单质都是黑色的
二、填空题
15．形成化合物种类最多的元素是____(填元素名称)：空气的成分中能做气体肥料的是____；地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成化合物的化学式为________。金刚石和石墨都是由碳元素组成的，但二者的物理性质差异很大的原因是______；H2O和H2O2均由H、O元素组成的，但由于它们的_______ ，导致它们的化学性质不同；镁原子和镁离子虽然属于同种元素，但由于它们的______，导致它们的化学性质不同。
16．碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。
(1)图一是碳原子结构示意图，碳原子的最外层电子数为_______，图二单质的名称是________，图三单质的名称是________。
(2)在冰箱、汽车内放入活性炭可以除去异味，这是利用活性炭的_______性。
(3)如图五是木炭还原氧化铜的实验，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用。这样处理的目的是_______。
17．类比法是化学中研究物质的重要方法之一。草酸（化学式为C2H2O4）的化学性质与碳酸相似。在受热条件下也会发生分解反应，生成三种物质，且均为氧化物。某校研究性学习小组对此展开探究：
(1)小明首先根据草酸中含有______元素，推测生成物之一是水。
(2)小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证：
假设一：生成物中有二氧化碳。
实验一：将生成的气体通入______中，实验现象是______，小明据此判断生成物中含有二氧化碳。
假设二：生成物中有一氧化碳。
实验二：小明用下图所示装置进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳。
请回答：A装置中黑色固体粉末是______（填化学式），A装置中的实验现象是______。
(3)讨论交流
①小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳。你是否支持小芳的观点？请说出你的理由：______。
②小芳认为，从环保的角度考虑，实验二装置有一个缺陷，请指出该缺陷：______。
三、实验题
18．下图是实验室制取氧气或二氧化碳时经常用到的仪器，请回答有关问题。
（1）写出编号仪器名称：①___________。
（2）当制取较多量CO2时，组成发生装置的仪器组合是_____（选填序号），检查该装置气密性的方法是___________________________。
（3）阅读材料回答问题。
资料：①氨气是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水。
②加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气。
③湿润的红色石蕊试纸遇到氨气变蓝色。
I、制取氨气的装置与实验室用__________________（选填“高锰酸钾”或 “双氧水”）制氧气的装置相同，还缺少的仪器名称是____________________。
II、若用下图装置收集氨气，进气口应为_________端（选填“m”或“n”），检验氨气集满的方法是_______________________。
（4）加热是最常见的反应条件，用酒精灯给试管中的固体加热时，试管口稍向下倾斜的原因是____________________。
四、计算题
19．为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，小明将一定量石灰石样品与足量稀盐酸放入烧杯中让其反应(杂质不与盐酸反应)。测得实验数据如下表：
反应前 反应后
烧杯和稀盐酸总质量 石灰石的质量 烧杯和剩余物总质量
200g 20g 215.6g
(1)反应生成CO2的质量为_________g。
(2)请你帮助小明同学计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数______。(写出计算过程)
20．某石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用8g石灰石样品，把40g稀盐酸分4次加入样品中（样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶于水），充分反应后经过滤、干请你计算：
稀盐酸的用量 第一次加入10g 第二次加入10g 第三次加入10g 第四次加入10g
剩余固体的质量 6g 4g 2g 2g
(1)该石灰石样品中碳酸钙的质量是；
(2)计算在此过程中产生的二氧化碳的质量
五、综合应用题
21．请结合下列实验装置图回答有关问题。
(1)用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气的发生装置：______（填字母），反应的化学方程式为______。用E装置收集氧气，为使收集到的氧气纯净，操作中除集气瓶装满水，还须注意的事项是______。
(2)可用于实验室制取二氧化碳且能控制反应发生与停止的装置是______（填字母），使用该装置制气体时，加入液体的量不能太少的理由是______。欲使反应结束，采取的操作是______。
(3)实验室用125g大理石和365g的稀盐酸恰好完全反应制得1mol的二氧化碳，求该大理石中碳酸钙的纯度？（根据化学方程式计算）
参考答案：
1．A
【详解】A、氧气用于火箭发射，是利用氧气的助燃性，说法不正确；
B、氮气用于食品防腐，是利用氮气常温下化学性质稳定，说法正确；
C、二氧化碳用于灭火，是利用它不能燃烧也不支持燃烧和密度大的性质，说法正确；
D、稀有气体充入霓虹灯，是利用稀有气体通电能发出不同颜色的光，说法正确；
答案：A。
2．C
【详解】A、碳可以还原金属氧化物，也可以还原非金属氧化物，如碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，故A错误；
B、C60是由C60分子构成的，所以保持C60化学性质的基本微粒是C60分子，故B错误；
C、石墨和金刚石都是由碳原子直接构成，但碳原子的排列方式不同，属于两种不同的物质，所以石墨转化为金刚石，产生了新物质，是化学变化，故C正确；
D、一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，二者分子构成不同，因此化学性质差异较大，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A、碳为“石”字旁，故碳元素属于非金属元素，故A说法正确，不符合题意；
B、碳纳米管是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，不是化合物，故B说法不正确，符合题意；
C、碳纳米管是碳元素形成的一种单质，碳在常温下化学性质稳定，故碳纳米管在常温下化学性质稳定，故C说法正确，不符合题意；
D、碳单质具有可燃性，碳纳米管材料如果不完全燃烧，生成物是一氧化碳，故D说法正确，不符合题意。
故选：B。
4．D
【详解】A、水在通电的条件下生成氢气和氧气，根据正氧负氢、氧一氢二，氢气、氧气的体积比是2：1，图像正确；
B、粉末状的碳酸钙与盐酸的接触面积大，块状的碳酸钙与盐酸的接触面积小，所以粉末状的反应速率快，生成的二氧化碳质量相同，图像正确；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后，固体的质量不变，图像正确；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，不断加入过氧化氢溶液，氧气的质量一直增大，图像错误。
故选：D。
5．B
【详解】排水集气法适用于收集难溶于水和不与水发生化学反应的气体。二氧化碳易溶于水并且能和水发生化学反应，不能用排水法来收集。氢气、氮气和氧气都难溶于水并且不与水发生化学反应，可以采用排水法来收集。
故选B。
6．C
【详解】A、氧化物指的是由两种元素组成的化合物，其中一种元素为氧元素的化合物，因此含氧元素的化合物不一定是氧化物，如高锰酸钾，A选项推理不正确，不符合题意；
B、H2O和H2O2的组成元素相同，但分子构成不同，所以它们的化学性质不相同，B选项推理不正确，不符合题意；
C、蜡烛燃烧生成CO2和H2O，所以其组成中一定含有C、H元素，可能含有氧元素，C选项推理正确，符合题意；
D、石墨是一种碳单质，能导电，但碳单质不一定都能导电，如金刚石不能导电，D选项推理不正确，不符合题意。故选C。
7．A
【详解】A、常温下碳的化学性质不活泼，故A符合题意；
B、C60是由C60分子构成，1个C60分子由60个碳原子构成，故B不符合题意；
C、石墨具有良好的导电性，金刚石不具有导电性，故C不符合题意；
D、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D不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】A、根据物质的元素组成分析，一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，选项A正确；
B、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳不跟澄清石灰水反应，选项B错误；
C、CO2的固体干冰升华吸热，可用于人工降雨；CO可用作气体燃料、冶炼金属的还原剂等，选项C正确；
D、CO2会造成“温室效应”，CO有毒，极易使人中毒，选项D正确。故选B。
9．B
【详解】硫燃烧生成了二氧化硫，二氧化硫溶于水生成了亚硫酸，亚硫酸能与碳酸钙反应。由题意可知，分别取等质量的硫粉在酒精灯上引燃后，伸入体积相同的甲、乙两个集气瓶中；充分燃烧后，用玻璃片盖住集气瓶充分振荡，使生成的气体全部溶于水，甲瓶中水的体积少生成的酸的浓度大，与大理石反应的速率快，丁中大理石粉末与酸的接触面积大，反应的速率快。由以上分析可知，B正确，故选B。
点睛：影响化学反应速率的因素，除了物质的内因（如着火点的高低、金属的活动性强弱等反应物本身的性质）以外，还有外因（如是否有催化剂、温度、浓度、压强、反应物的形状或接触面积等外界因素）。
10．D
【详解】A、使用一次性木筷造成资源浪费，不利于环境保护，不符合主题；
B、如果空气中二氧化碳含量过少，将影响绿色植物的光合作用，则氧气也会变少，进一步影响整个生态系统，不符合主题；
C、工业废水必须处理达标后才能排放，这样就不会污染水资源，工业废水直接排放会造成水体污染，不符合主题；
D、垃圾分类放置、回收再利用，可以节约资源，保护环境，符合主题；
故选：D。
11．D
【详解】A、生成四氧化三铁是实验结论，不是实验现象，选项错误；
B、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体，选项错误；
C、木炭在空气中持续红热，在氧气中剧烈燃烧，发出白光，选项错误；
D、二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，选项正确。
故选D。
12．A
【详解】A、在氧气流中加强热，炭粉与氧气发生反应生成了二氧化碳，从而除去炭粉，故正确；
B、在加热时，氢气会将氧化铜还原成铜，会将氧化铜反应掉，不符合除杂原理，故错误；
C、碳和氧化铜都不会溶于水，而没法将它们分离，故错误；
D、隔绝空气对混合物加强热，氧化铜与炭粉发生反应，氧化铜被还原为铜单质，故错误。
故选A。
【点睛】根据物质的不同性质选择除杂的方法，在除杂时不能引入新的杂质，方法要简便可行。
13．B
【详解】A、水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，通过水的电解实验证明了水是由氢、氧两种元素组成的，说法正确；
B、金刚石、石墨、C60都是由同种元素组成的纯净物，是碳的单质，说法错误；
C、光合作用，通常是把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的过程，大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用，说法正确；
D、天然水加热煮沸时，水中的可溶性钙镁化合物转化为沉淀，水的硬度降低。生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，说法正确。
故选B。
14．B
【详解】A、一种元素不只能形成一种单质，如碳元素的单质有金刚石和石墨等多种，选项错误；
B、一种元素可以形成几种单质，如氧元素有氧气、臭氧等单质，选项正确；
C、物质的性质是由组成和结构决定的，同种元素组成的不同种单质性质不相同，是因为结构（分子的构成）不同，选项错误；
D、 由碳元素形成的单质不都是黑色的，如金刚石是无色晶体，选项错误。
故选B。
15． C CO2 Al2O3 碳原子的排列方式不同 分子构成不同 最外层电子数不同
【详解】形成化合物种类最多的元素是碳元素，其元素符号为C；植物进行光合作用需以二氧化碳为原料，所以空气的成分中能做气体肥料的是二氧化碳，其化学式为CO2；地壳中含量最多的金属元素与非金属元素分别为铝、氧，铝元素在化合物中显+3价，氧元素在化合物中显-2价，两者形成的化合物的化学式为Al2O3；金刚石和石墨都是由碳元素组成的，但二者的物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同；H2O和H2O2均由H、O元素组成的，水是由水分子构成，过氧化氢由过氧化氢分子构成，由于分子构成不同，其化学性质不同；镁原子和镁离子虽然属于同种元素，但由于它们的最外层电子数不同，因而它们的化学性质不同，故填：C；CO2；Al2O3；碳原子的排列方式不同；分子构成不同；最外层电子数不同。
16．(1) 4 金刚石 石墨
(2)吸附
(3)增大反应物的接触面积
【分析】（1）
由碳原子结构示意图可知：碳原子的最外层电子数为4，图二的碳原子的是空间网结构，具有这种结构的单质的名称是金刚石；图三的碳原子具有层状结构，具有这种结构的单质名称是石墨，故填：4；金刚石；石墨。
（2）
活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，在冰箱、汽车内放入活性炭可以除去异味，这是利用活性炭的吸附性，故填：吸附。
（3）
实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用，这样处理的目的是增大反应物的接触面积，使之充分反应，故填：增大反应物的接触面积。
17．(1)氢、氧/H、O
(2) 澄清石灰水 溶液变浑浊 CuO 黑色固体粉末变为红色
(3) 支持，只要黑色粉末变为红色，就可判断一定含有一氧化碳 缺少尾气处理装置
【解析】(1)
草酸的化学式为：C2H2O4，根据草酸中含有氢、氧元素，推测生成物之一是水；
(2)
实验一：二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，假设生成物中有二氧化碳，所以将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是澄清的石灰水变浑浊，小明据此判断生成物中含有二氧化碳；
实验二：一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，所以A装置中的固体粉末是氧化铜，其化学式为：CuO，实验现象是：黑色固体粉末变为红色；
(3)
只要黑色粉末变为红色，就可判断一定含有一氧化碳，所以支持小芳的观点；
②小芳认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，一氧化碳有毒，需要尾气处理，缺陷是缺少尾气处理装置。
18． 圆底烧瓶 ①②⑥⑦⑧ 仪器组装好后，将导管的一端放入水中再用双手握住试管，若导管口有气泡冒出，说明装置的气密性良好； 高锰酸钾； 酒精灯； n； 将湿润的红色石蕊试纸放在m管口，若变蓝则已满； 防止加热产生的水蒸气在管口处冷凝成水倒流造成试管炸裂。
【详解】(1)据图可知仪器①是圆底烧瓶；(2)当制取较多量CO2时，制取装置的仪器组合是：集气瓶、带导管的双孔橡皮塞、圆底烧瓶、铁架台、长颈漏斗；检查装置的气密性的方法是：先把导管的一端浸入水中，然后两手紧握试管的外壁，观察导管口是否有气泡冒出；(3) I、 加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气与实验室用高锰酸钾制氧气的装置相同，加热需要酒精灯；II、氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，进气口应为n；氨气验满的方法是：在m导管口出放一个湿润的红色石蕊试纸，红色变蓝色，证明已满；(4)用酒精灯给试管中的固体加热时，试管口稍向下倾斜的原因是防止加热产生的水蒸气在管口处冷凝成水倒流造成试管炸裂。
19．(1)4.4
(2)解：设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
解得x=10g，该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为=50%
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数50%。
【解析】(1)
根据质量守恒定律，反应后减少的质量就是产生二氧化碳的质量，即200g+20g-215.6g=4.4g。
(2)
见答案
20．(1)6g
(2)设生成二氧化碳的质量为x。
答：此过程中产生的二氧化碳的质量为2.64g。
【详解】（1）由表格数据可知，第三、四次剩余固体的质量均为2g，说明第三次反应完全，则该石灰石样品中碳酸钙的质量是。
（2）见答案。
21．(1) C 导管口出现连续均匀气泡时再收集
(2) A 液体太少会造成液体与固体接触不到而不能反应 关闭活塞
(3)解：已知二氧化碳的相等分子质量为44，CO2的摩尔质量为44g/mol，所以1mol二氧化碳的质量=1mol×44g/mol=44g，
设生成44g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x，
x=100g
大理石中碳酸钙的纯度==80%
答：该大理石中碳酸钙的纯度为80%。
【详解】（1）用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气属于固固加热型，发生装置选C；氯酸钾在催化剂二氧化锰催化作用下、在加热条件下分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为；用 E装置收集氧气，是排水法收集氧气，为使收集到的氧气更纯净，操作中除集气瓶装满水，还须注意的事项是要等气泡连续均匀冒出时，才开始收集；
（2）实验室中制取二氧化碳常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，能用图中装置A、B制取，但装置A关闭弹簧夹，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，打开弹簧夹后，固液接触，反应进行，能达到随开随制，随关随停的目的；使用该装置制气体时，加入液体的量不能太少的理由是液体量太少，会造成液体与固体接触不到而不能反应；欲使反应结束，采取的操作是关闭活塞；
（3）详解见答案。
试卷第1页，共3页
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