一、碳的同素異形體及其性質

1.金剛石：無色透明、正八面體結構，其原子排列又叫金剛結構。在常見物質中硬度最大，熔點高，導電性差，常作鉆頭及工藝品。

2.石墨：深灰色，片狀結構，質軟，熔點高，有導電性、潤滑性。可制鉛筆芯、坩堝、潤滑劑、電極或電刷等。

二、二氧化碳

1.二氧化碳的物理性質。

在通常情況下，二氧化碳是一種無色、無味的氣體，相同條件下，它的密度比空氣大，能溶于水。

4.二氧化碳的用途。

在通常情況下，二氧化碳不支持燃燒，也不能燃燒，且比空氣重，可用于滅火，是常用的滅火劑；用于生產碳酸飲料；固態的二氧化碳即干冰，主要用作制冷劑和人工降雨；用于貯藏糧食、水果、蔬菜；用于工業制純堿和尿素；可促進植物的光合作用，作氣體肥料等。

5.溫室效應。

大氣中的二氧化碳氣體能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，使地面吸收的太陽光的熱量不易散失，從而使全球變暖，這種現象叫做溫室效應。溫室效應的危害：冰川融化和海平面上升等。能產生溫室效應的氣體不只是二氧化碳，還有甲烷、氟利昂等氣體。三、一氧化碳

1.一氧化碳的物理性質。

在通常狀況下，一氧化碳是無色、無味的氣體，難溶于水，它的密度略小于空氣。在實驗室應用排水法收集。因為一氧化碳的密度與空氣的密度很接近，很難通過排空氣法來收集。

2.一氧化碳的化學性質。

（1）可燃性：一氧化碳能燃燒，發出藍色火焰，放出大量的熱，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體——二氧化碳。

（2）一氧化碳的還原性：能奪取含氧化合物中的氧，使其還原，常用于冶煉金屬。

3.一氧化碳有劇毒，實驗中要注意尾氣的處理。知識點一

二氧化碳的實驗室制取

（1）實驗室制取二氧化碳應選用的發生裝置是___（填字母，下同）；收集二氧化碳時，可以選用的裝置是___；若在實驗室收集較純凈的氧氣，則應選擇的裝置是___。BEC

蠟燭由下而上依次熄滅密度比空氣大、不能燃燒且不支持燃燒（3）某同學選用裝置G進行實驗，看到與上一步裝置F中完全相同的實驗現象，他由此得出與上一步實驗完全相同的結論。你認為此結論是否合理？________（填“合理”或“不合理”）。理由是______________________________________________________________________

。不合理

裝置G中不論氣體密度比空氣大還是小，都會從下向上散逸，產生相同的現象[解析]

裝置A是加熱固體制氣體的裝置；裝置B是固液反應不需要加熱制氣體的裝置，可以用于過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣，稀硫酸和鋅粒制氫氣以及稀鹽酸和石灰石制二氧化碳。二氧化碳氣體能溶于水且與水反應，不能用裝置C（排水法）收集，只能用裝置E（向上排空氣法）收集；氧氣不易溶于水且不與水反應，收集較純凈的氧氣應選擇裝置C。選用裝置G進行實驗，直接將氣體通入燒杯底部，不論氣體密度比空氣大還是小，氣體都會從下向上散逸，產生相同的現象，不能證明二氧化碳的密度大于空氣。

掌握實驗室制取氣體的裝置選取方法、反應原理、常用儀器即可解答。

收集二氧化碳的裝置易錯選C，用排水法收集二氧化碳會因其溶于水而損失較多的二氧化碳。做第（2）小題時證明的性質未寫全，常漏寫證明“密度比空氣大”的物理性質。第（3）小題，誤認為合理。知識點二

二氧化碳的化學性質、氣體的干燥綜合應用

如圖所示為某小組設計的一個二氧化碳發生裝置，對其優缺點的評價，錯誤的是(

)B

[解析]

二氧化碳的實驗室制法：石灰石（或大理石）和稀鹽酸在常溫下進行反應。得到的二氧化碳能夠和氫氧化鈉反應，不能用堿石灰干燥二氧化碳。該實驗中將石灰石放在廢銅絲網中，可以通過拉動廢銅絲來調節石灰石的高度，來控制反應的進行與否，由于是制取氣體，所以一定要保證裝置的氣密性良好。

知識點三

碳和一氧化碳的還原性

某興趣小組的同學們在實驗室發現一些黑色粉末，是做“木炭還原氧化銅”的實驗時剩余的藥品，于是他們對其成分進行了探究。

（1）小蕓認為該實驗裝置存在安全隱患，需要改進的是___________________。小蕓還認為小紅的實驗結論是有欠缺的，她認為該黑色粉末的成分__________________________________________，理由是__________________________________________

。

增加尾氣處理裝置一定含氧化銅，也可能是混有木炭粉的氧化銅

含有木炭粉的氧化銅也能出現同樣的實驗現象[解析]

可以直接加熱黑色粉末，將產生的氣體通過澄清石灰水檢驗，如果還能產生二氧化碳就說明黑色粉末中存在木炭。（2）小紅經過反思，改進了實驗并確認了黑色粉末的成分。請填寫下表：實驗步驟實驗現象實驗結論[答案]

實驗步驟實驗現象實驗結論①夾緊彈簧夾K；②取適量該粉末放入玻璃管中；③加熱A裝置中黑色粉末變紅，B裝置中的澄清石灰水變渾濁該黑色粉末是木炭粉和氧化銅的混合物

兩裝置中均無明顯現象該黑色粉末是氧化銅（其他方法：實驗步驟：①取少量黑色粉末稱重，②置于空氣中充分加熱冷卻后再稱重。實驗現象和實驗結論：若質量減小，則該黑色粉末是木炭粉和氧化銅的混合物；若質量不變，則該黑色粉末是氧化銅）[解析]

進行定量實驗，先稱量黑色粉末的質量，然后將黑色粉末在空氣中灼燒，如果黑色粉末中有木炭就會和空氣中的氧氣發生反應，而氧化銅不會。若黑色粉末質量減小，就可以判斷黑色粉末中有木炭，若質量不變，則黑色粉末是氧化銅。[解析]

因為實驗使用了有毒氣體一氧化碳，因此應該增加尾氣處理裝置，如可以在尾氣出口增加一個燃著的酒精燈。小紅所檢驗的黑色固體來自“木炭還原氧化銅”，因此黑色粉末還有可能是木炭。小紅的實驗“黑色粉末變紅”可以證明所檢驗的黑色固體中確實有氧化銅，但是并不能確定有木炭。解決方案：

綜合實驗既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，對這類題目要重點訓練，尤其是實驗的設計和評價。

對碳和氧化銅的化學性質不夠熟悉，在確認氧化銅樣品中是否含有木炭粉的相關實驗方案設計方面存在困難。知識點四

碳及其氧化物性質的綜合應用，根據性質推斷物質

⑤作催化劑

找出突破口：G變成固體時，俗稱“干冰”，說明G是二氧化碳；H為紅色金屬單質，說明H是銅；由于反應①前后均有B，可知B是催化劑，又因為H是銅，所以B是氧化銅，再進一步分析即可。

題目比較復雜，若找不到“突破口”，則可能無從下手。

某興趣小組的同學對“二氧化碳溶于水的性質”產生了興趣，他們進行了如下探究。

（1）實驗一中觀察到軟塑料瓶變____（填“癟”或“脹”），說明二氧化碳能溶于水。癟

（2）實驗二中氣、液總體積減小的原因是______（填“氣體”或“液體”）體積減小，在實驗室條件下，1體積水最多能溶解____體積的二氧化碳。氣體0.8

（3）實驗一中充分振蕩和實驗二中反復交替推動注射器活塞的作用是_______________________________________

。

（4）步驟1中該同學進行氣密性檢查的操作是：打開彈簧夾a和b，____（填“推”或“拉”）注射器活塞一段距離后停止。拉[解析]

由圖丁可知，壓強先變小，后又恢復到原來的壓強，說明該同學進行氣密性檢查的操作是：打開彈簧夾a和b，拉注射器活塞一段距離后停止。（5）圖戊所示的圖像中，曲線___（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示注入的是澄清石灰水。Ⅱ[解析]

由于二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以二氧化碳氣體在水中溶解的體積比在澄清石灰水中少，故注入澄清石灰水的燒瓶中氣體減少得多，壓強減小的幅度大，因此Ⅱ是表示注入澄清石灰水的燒瓶內的壓強變化曲線。

迅速注入燒瓶的液體使氣體的體積減小，造成壓強迅速增大

熟練掌握二氧化碳的性質和有關反應，會結合圖像信息分析壓強變化的原因，并能理解檢查裝置氣密性的操作原理。

對二氧化碳的性質不了解，不能結合圖像分析壓強變化的原因。

本題主要考查了二氧化碳的物理和化學性質。拓展訓練1.下列說法中正確的是(

)AA.用墨寫的字不易褪色，這是因為常溫下碳的化學性質不活潑B.碳和氧化銅中的氧結合成二氧化碳而被氧化，碳是氧化劑C.碳在高濃度的氧氣中燃燒，有白色火焰，放出大量的熱D.金剛石和石墨是由同種元素組成的同一種單質2.歷屆世界氣候大會上，減少溫室氣體排放量都是主要議題。下列氣體中，不屬于溫室氣體的是

(

)DA.甲烷

B.臭氧

C.二氧化碳

D.二氧化硫

D

4.二氧化碳的下列用途中只利用了其物理性質的是(

)BA.二氧化碳能用來滅火B.干冰能用于人工降雨C.二氧化碳能用來生產汽水等碳酸飲料D.二氧化碳能作氣體肥料

CA.

B.

C.

D.

D

7.實驗表明，不能用塊狀大理石與稀硫酸反應來制取二氧化碳氣體，而能用大理石粉末與稀硫酸反應來制取二氧化碳氣體。由此得出的合理結論是

(

)BA.能發生反應的物質之間是否發生反應，與反應條件有關B.反應物之間接觸面積越大，越有利于反應的進行C.塊狀大理石與大理石粉末的化學性質不同D.塊狀大理石與大理石粉末的組成不同8.【南寧】如圖所示為木炭與氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法中錯誤的是(

)DA.給酒精燈加網罩，目的是使火焰集中并提高溫度B.實驗過程中，可觀察到澄清石灰水變渾濁C.碳在反應中發生了氧化反應，表現出還原性D.實驗結束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出9.“碳循環”是自然界中重要的一類物質轉化。其中，二氧化碳在無機物和有機物的相互轉化中起著非常重要的作用。

（3）低碳經濟是一種以低能耗和高效能為主要特征，以較少的溫室氣體排放獲得較大產出的新經濟發展模式。下列發電形式符合“低碳經濟”理念的是________（填序號）。①水力發電

②風力發電

③天然氣發電

④太陽能發電

⑤垃圾焚燒發電①②④（4）過多消耗化石能源導致大氣中二氧化碳過多，引起______效應。為了防止這種情況的發生，可采取的措施有：______________________（寫一點即可）。溫室植樹造林（合理即可）

（1）B：_____________________，G：______________。

（2）寫出反應①③的化學方程式：①_______________________；③_______________。

（3）反應⑤是綠色植物的______（填“呼吸”或“光合”）作用。光合11.某研究小組利用如圖所示的裝置研究碳的氧化物的性質（固定裝置略）。已知碳酸鎂加熱發生類似碳酸鈣的分解反應。（1）裝置A中發生的反應：_______________________（用化學方程式表示）。

吸收二氧化碳干燥氣體

BC12.【溫州】小明用大小不同的玻璃罩罩在兩組點燃的蠟燭上（如圖甲所示），觀察發現A組實驗高處燭焰先熄滅，B組實驗低處燭焰先熄滅。為了探究玻璃罩中燭焰熄滅順序不同的原因，小明以A組為研究對象進行如下實驗。實驗一：將6個盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在鐵絲上，點燃蠟燭，立即用小玻璃罩罩上（如圖乙所示），分別記下各容器內澄清石灰水變渾濁所需的時間。多次重復實驗獲得的數據如下表所示。容器編號123456平均時間

3.23.85.07.111.119.0實驗二：將3支溫度計分別掛在小玻璃罩內不同的位置（如圖丙所示），點燃蠟燭，一段時間后發現溫度計①的示數明顯增大，溫度計②、③的示數增大得不明顯。（1）根據實驗一的結果，推測A組實驗高處燭焰先熄滅的原因是______________________________________________________________。（2）實驗二研究的問題是_________________________________________。

小玻璃罩中蠟燭燃燒產生熱的二氧化碳上升，在頂部聚積并逐漸下沉小玻璃罩中蠟燭燃燒對周圍空氣溫度的影響（3）結合本實驗的研究結果，對B組實驗現象做出簡要解釋：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

大玻璃罩中蠟燭燃燒時，產生熱的二氧化碳上升，到一定高度后冷卻，由于二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳從周圍下沉，導致大玻璃罩底部二氧化碳聚積并逐漸上升，所以B組實驗低處燭焰先熄滅走進重高1.【宜賓】下列關于碳單質的說法中正確的是(

)A

2.【萊蕪】如圖所示分別是二氧化碳的制取、干燥、收集和性質檢驗的裝置圖，其中正確的是

(

)DA.

B.

C.

D.

3.【威海】據《中國環境報》報道，為應對氣候變化，落實《巴黎氣候變化協定》，2017年國家建立了統一的碳排放權交易市場，按國際慣例，這里的“碳”是指

(

)AA.二氧化碳

B.單質碳C.碳元素

D.所有含碳化合物4.【嘉興】如圖所示，某同學為了驗證空氣中含有少量二氧化碳，將大針筒內的空氣一次性壓入新制的澄清石灰水中，發現澄清石灰水沒有變化。據此，你認為該同學應該

(

)AA.繼續用大針筒向澄清石灰水中壓入空氣B.撤去大針筒，用嘴向澄清石灰水中吹氣C.得出空氣中沒有二氧化碳的結論D.得出空氣中含有少量二氧化碳的結論

A

DA.①變紅，③不變紅B.④變紅，③不變紅C.①④變紅，②③不變紅D.④比①先變紅，②③不變紅

D

8.【德陽】請根據如圖所示的裝置回答相關問題：（1）填有標號的儀器名稱：①為________，②為______。錐形瓶水槽（2）若用上述裝置制取二氧化碳，則A中發生反應的化學方程式為____________________________________。若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳氣體，則其裝置接口的連接順序是_______________（用接口字母按從左至右的順序連接）。檢驗二氧化碳是否收集滿的方法是________________________________________________________________。

將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若木條熄滅，則說明二氧化碳已收集滿9.【衢州】某研究小組為了驗證二氧化碳的部分性質，進行了如圖所示的實驗。（1）利用如圖甲、乙所示的實驗驗證二氧化碳具有密度比空氣大、不能燃燒、____________的性質。要讓蠟燭自下而上熄滅，選用甲、乙裝置中的____裝置更易成功。不支持燃燒乙

ACA.一定與氫氧化鈣反應

B.可能與氫氧化鈣反應C.一定與氫氧化鈉反應

D.可能與氫氧化鈉反應

操作步驟現象Ⅰ分別向試管①②③中通入氧氣雞血的顏色為鮮紅色Ⅱ向試管①中通入氣體A；停止通入A，向試管①中通入氧氣雞血的顏色由鮮紅色變為桃紅色；雞血的顏色不變Ⅲ向試管③中通入氣體B；停止通入B，向試管③中通入氧氣雞血的顏色由鮮紅色變為暗紅色；雞血的顏色由暗紅色變為鮮紅色（1）向試管①中通入氣體時，氣體從導管口___（填序號）處通入。（2）試管②的作用是作______。a對照（3）氣體A為____，判斷的依據是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

序號1-11-2裝置_________________