2023年中考化学总复习单元训练(06)　碳和碳的氧化物（湖南专用、含解析）考试试卷

单元训练(六)　碳和碳的氧化物
1.[2022·广州]金刚石和石墨是常见的碳单质,其结构如图Z6-1所示。下列说法正确的是(　　)
图Z6-1
A.构成金刚石和石墨的原子大小不同 B.金刚石和石墨中原子排列方式相同
C.1 g金刚石和1 g石墨所含原子数相同 D.金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
2.[长沙]小明在学完二氧化碳和一氧化碳后,对有关知识进行了归纳和整理,其中合理的是 (　　)
A.CO2和CO都是由碳元素和氧元素组成的
B.CO2和CO都有毒
C.CO2和CO都有可燃性
D.CO2和CO都能用于冶炼金属
3.[2022·丽水]我国宣布力争于2060年前实现碳中和,即二氧化碳的排放与吸收相互平衡(如图Z6-2)。下列途径中属于吸收二氧化碳的是 (　　)
图Z6-2
A.绿色植物的光合作用 B.化石燃料的燃烧
C.微生物的氧化分解 D.生物的呼吸作用
4.[2022·衡阳]构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。如图Z6-3是碳元素的“价类二维图”。下列说法错误的是(　　)
图Z6-3
A.A点可能是CH4
B.B点对应的物质充分燃烧可得到D点对应的物质
C.某化合物的化学式为CaCO3,它对应的点是F
D.C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质
5.[2022·潍坊]2021年《化学教育》第3期,报道了一种“氧化铜还原实验”一体化装置,如图Z6-4所示。下列说法错误的是 (　　)
图Z6-4
A.用酒精灯加热氧化铜部位,无明显现象,证明二氧化碳不能还原氧化铜
B.先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜,黑色氧化铜变为红色,证明炭粉能还原氧化铜
C.加热炭粉过程中发生反应CO2+C2CO
D.气球可防止有害气体外逸,污染空气
6.[2022·苏州]下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是 (　　)
图Z6-5
7.[2022·凉山]碳和碳的化合物是一个庞大的家族,下列说法完全正确的个数是 (　　)
①金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的单质
②CO、甲烷、酒精都可用作燃料,其中甲烷中碳元素的化合价为-4
③CO有毒而CO2无毒,是因为它们的分子构成不同,两者的相互转化只能通过化合反应实现
④工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用,炼得的生铁与钢的最大区别是含碳量不同
⑤醋酸(CH3COOH)、葡萄糖(C6H12O6)、维生素C(C6H8O6)都属于有机物
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
1.[2022·呼和浩特]碳及其部分化合物的转化关系如图Z6-6所示,其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是 (　　)
图Z6-6
A.X可以是单质或氧化物
B.反应物Y可以用来检验CO2
C.反应①不属于置换反应
D.打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
2.[2022·福建]某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素,使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验,分别测得二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图Z6-7所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象,下列实验结果的分析,错误的是 (　　)
图Z6-7
A.对比①③,温度越高,反应速率越快
B.对比②③,反应物接触面积越小,反应速率越慢
C.对比③④,反应物接触面积越大,反应速率越快
D.对比①②③④,④的反应速率最慢
3.[2022·江西]根据图Z6-8所示回答有关问题。
图Z6-8
(1)仪器D的名称是　　　　。
(2)实验室制取并收集二氧化碳需在图中选用A、C、G与　　　　(填序号)组合;检验二氧化碳是否集满的方法是　 　 。
实验室用该装置制氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3)将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为探究二氧化碳是否与氢氧化钠发生了反应,思成同学利用图Z6-9中甲装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(如图乙)。据图乙分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是　　　　。ab段二氧化碳浓度不变的原因是　　　　　　　　　　　。
图Z6-9
4.[2022·株洲]某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学,在探究木炭与CuO反应时,完成了如下实验,请回答下列问题。
图Z6-10
Ⅰ.如图Z6-10所示装置进行实验,很快发现澄清的石灰水变浑浊。
(1)请写出C与CuO反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。
(2)实验结束时,应　　　　(填序号)。
①先撤出导管,再熄灭酒精灯
②先熄灭酒精灯,再撤出导管
Ⅱ.小组中华雪同学通过仔细阅读教材,认为当木炭较多、温度较高时,该反应产生的气体中可能含有CO和CO2,小组的同学们在老师指导下设计实验进行了验证。已知:碱石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和水。
图Z6-11
(3)仪器B中所盛试剂为　　　　　　　,其作用为　　　　　　　。
(4)D中玻璃管盛装的试剂为CuO,E中盛装的试剂为澄清的石灰水。若A装置产物中确有CO,则应观察到的现象有:　 。
(5)实验前,需检查　　　　　　　;点燃酒精灯前,先打开K,通入N2一段时间,其作用为　
　 。
(6)请指出上述实验中的一项缺陷:　　　　　　　　　　　。
(7)将1.44 g木炭和16.0 g CuO在较高温度下反应生成Cu,理论上可生成　　　　g CO。
Ⅲ.小组中吴华同学通过查阅资料发现:Cu2O为红色固体,难溶于水,可与稀硫酸反应生成Cu和CuSO4。
(8)请设计简单实验验证CuO和足量木炭反应后所得的红色固体中是否有Cu2O:
　 。
【参考答案】
夯实基础
1.C　[解析]构成金刚石和石墨的原子都是碳原子,所以它们的大小和结构均是相同的;金刚石和石墨中碳原子排列方式不相同,金刚石为正八面体结构,而石墨为细鳞片状分层结构;由于金刚石和石墨均是由碳原子构成,故1 g金刚石和1 g石墨中所含的碳原子数是相同的;金刚石和石墨在氧气中均能燃烧,生成二氧化碳。
2.A　[解析]二氧化碳和一氧化碳都由碳、氧两种元素组成;二氧化碳无毒,一氧化碳有毒;一氧化碳具有可燃性,二氧化碳不能燃烧,无可燃性;一氧化碳有还原性,可用于冶炼金属,二氧化碳没有还原性,不能用于冶炼金属。
3.A　[解析]绿色植物的光合作用是吸收二氧化碳的过程,化石燃料的燃烧、微生物的氧化分解、生物的呼吸作用均为排放二氧化碳的过程。
4.D　[解析]A点所示物质中,碳元素的化合价为-4,在CH4中,氢元素显+1价,碳元素显-4价,所以A点可能是CH4;B点所示物质是碳的单质,充分燃烧可得到二氧化碳,D点对应的物质是一种氧化物,其中碳元素显+4价,所以D点所示物质是二氧化碳;CaCO3是一种盐,其中碳元素显+4价,因此它对应的点是F;C点所示物质是一种氧化物,且其中碳元素的化合价为+2,该物质是CO,CO与水不反应。
5.B　[解析]用酒精灯加热氧化铜,无明显现象,说明二氧化碳和氧化铜不反应,二氧化碳不能还原氧化铜;先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜,黑色氧化铜变为红色,是因为碳和二氧化碳反应生成了一氧化碳,一氧化碳再和氧化铜反应生成了铜和二氧化碳,证明一氧化碳能还原氧化铜;加热炭粉过程中,碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,化学方程式为C+CO22CO;二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳,一氧化碳有毒,散逸到空气中,会污染空气,气球可以收集尾气,防止污染空气。
6.A　[解析]把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口,不可把试管放在桌上塞进塞子,以免压破试管;检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶瓶口,不能伸入瓶中;二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集。
7.B　[解析]①金刚石、石墨都是由碳原子构成,C60是由分子构成;②CO、甲烷、酒精都可用作燃料,甲烷中氢元素的化合价为+1,则碳元素化合价为-4;③CO有毒,CO2无毒,这是因为二者的分子构成不同;CO转化为CO2的方法:2CO+O22CO2、CO+CuOCu+CO2,其中CO+CuOCu+CO2不属于化合反应;④工业炼铁中焦炭起到提供热量和提供还原剂的作用;⑤醋酸、葡萄糖、维生素C都含有碳元素,都属于有机物。
拓展提升
1.B　[解析]CO和X反应生成CO2,X可以是O2或Fe2O3等金属氧化物;CO2和Y反应生成Na2CO3,则Y为NaOH,NaOH不能用来检验CO2;反应①的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,不属于置换反应;反应②的化学方程式为H2CO3CO2↑+H2O,打开碳酸饮料瓶盖时,会发生碳酸的分解反应。
2.B　[解析]对比①③,钙片形状相同,温度不同,说明温度越高,反应速率越快;进行探究时,要控制单一变量,②③的温度不同,反应物接触面积也不同,无法比较反应物接触面积大小对反应速率的影响;对比③④,温度相同,钙片形状不同,说明反应物接触面积越大,反应速率越快;对比①②③④,CO2浓度达到8%时,④所用时间最长,说明④的反应速率最慢。
3.(1)水槽
(2)F　将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳气体已收集满　2H2O22H2O+O2↑
(3)t2~t3(或t2[解析](1)由图可知,仪器D是水槽。(2)二氧化碳密度比空气大,用向上排空气法收集,还需要使用仪器F;检验二氧化碳是否集满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳气体已收集满。(3)由图可知,t2~t3时,滴加氢氧化钠溶液的集气瓶中二氧化碳浓度的变化较大,说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应;ab段二氧化碳浓度不变的原因是二氧化碳已在水中达到饱和。
4.(1)C+2CuO2Cu+CO2↑　(2)①　
(3)澄清石灰水　检验二氧化碳
(4)D中黑色固体变红,E中澄清石灰水变浑浊
(5)装置气密性　排尽装置内空气,避免对实验结果造成干扰
(6)没有尾气处理装置　(7)1.12　
(8)取适量反应所得的红色固体于试管中,加入适量稀硫酸,若溶液变为蓝色,说明红色固体中含有Cu2O,反之则不含Cu2O
[解析](1)C与CuO在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式是C+2CuO2Cu+CO2↑。(2)实验结束时,为防止澄清石灰水倒流,试管炸裂,应先撤出导管,再熄灭酒精灯。(3)木炭较多,温度较高时,反应产生的气体中可能含有CO和CO2,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,B中所盛试剂为澄清石灰水,其作用为检验二氧化碳。(4)一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,D中玻璃管盛装的试剂为CuO,E中盛装的试剂为澄清的石灰水,若A装置产物中有CO,观察到的现象有D中黑色固体变红,E中澄清石灰水变浑浊。(5)实验前,需检查装置气密性;点燃酒精灯前,先打开K,通入N2一段时间,是为了排尽装置内空气,避免对实验结果造成干扰。(6)一氧化碳有毒,会污染空气,上述实验中的一项缺陷是没有尾气处理装置。(7)将1.44 g木炭和16.0 g CuO在较高温度下反应,发生反应的化学方程式及质量关系为
2CuO+C2Cu+CO2↑
160 12 44
16.0 g 1.2 g 4.4 g
C　+　CO22CO
12 44 56
0.24 g 0.88 g 1.12 g
故理论上可生成1.12 g CO。
(8)由于氧化亚铜能和硫酸反应生成硫酸铜和铜,因此向反应后所得的红色固体中加入稀硫酸,若溶液变为蓝色,说明固体中含有Cu2O,反之则不含Cu2O。