2023年中考化学专题训练——碳的单质
一、单选题
1．下列关于碳和碳的氧化物的说法错误的是
A．活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可用于水的净化
B．将 CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变为红色，说明 CO2具有酸性
C．一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属
D．在一定条件下，二氧化碳能够转变成一氧化碳，一氧化碳也能转变成二氧化碳
2．化学学习中要构建许多基本观念，以下对化学基本观念的认识正确的是
A．元素观：金刚石和石墨组成元素相同，物理性质也相同
B．守恒观：3g 碳与 3g 氧气完全反应，根据质量守恒定律生成 6g 二氧化碳
C．变化观：水在一百摄氏度时变成气体和水在电解时变成气体，这两种变化本质上是不同的
D．微粒观：原子是化学变化中的最小粒子，它们一定是由质子、中子、电子构成
3．“以崇尚科学为荣，以愚昧无知为耻”。下列叙述科学的是
A．晚上家里煤气泄漏，打开排气扇
B．小孩经常咬铅笔，会导致铅中毒
C．图书室失火用泡沫灭火器灭火
D．未开启的地窖、窖井，不可冒然进入
4．推理和归纳是研究和学习化学的重要方法．以下说法正确的是
A．H2O和H2O2的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
B．质子数相同的原子一定属于同种元素，但质子数相同的粒子不一定是同种元素
C．氧化物一定含氧元素，所以含氧元素的化合物是氧化物
D．化合反应不一定是氧化反应，但氧化反应一定是化合反应
5．碳是自然界中一种重要的元素。下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是
A．CO 和 CO2 性质不同的原因是相差一个氧原子
B．金刚石、石墨之间可以转化，该转化为化学变化
C．CO 用于冶炼金属、做气体燃料，CO2 可用于人工降雨、灭火、制碳酸饮料
D．清明上河图至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
6．水是生命之源，关于水的说法正确的是
A．活性炭能使海水淡化
B．蒸馏可将硬水转化为软水
C．软水一定不含可溶性钙、镁化合物
D．自来水厂净水过程中不发生化学变化
7．下列说法正确的是
A．化学反应都放热
B．氧气是一种无色无味的气体
C．硫在空气中燃烧产生大量的白烟
D．石墨用来做电极是因为石墨具有导电性
8．下列有关物质的用途和性质之间的关系相符的是
A．氢气是未来最清洁的能源之一因为相同条件下氢气的密度最小
B．金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度比玻璃低
C．用炭黑墨汁书写的字经久不变色是因为常温下碳的化学性质稳定
D．制糖工业用活性炭脱色制白糖是因为活性炭与有色物质发生了化学反应
9．下列生活中的常见现象解释正确的是
选项 现象 解释
A 二氧化碳气体加压降温变成干冰 分子的体积变小
B 鱼能在水中生活 氧气易溶于水
C 活性炭用于冰箱除味剂 活性炭具有吸附性
D 温度计中的水银热胀冷缩 原子的大小发生改变
A．A B．B C．C D．D
10．下列客观事实对应的解释或方法不正确的是
选项 客观事实 解释或方法
A 氧气和臭氧化学性质不同 分子的构成不同
B 金刚石和石墨物理性质不同但化学性质相同 碳原子排列方式不同，但均为碳的单质
C 除去二氧化碳中混有少量的一氧化碳 通过炽热的碳层
D 鉴别CO2、O2、和N2 用燃着的木条和澄清石灰水
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
11．化学与生活息息相关。
(1)人们常利用沉淀、过滤、吸附、蒸馏等方法净化水，其中单一操作净化程度最高的是______。
(2)剥开柑橘可以闻到一股清香，说明分子______。
(3)金刚石坚硬而石墨质软，造成这种差异的原因是______。
(4)在焊接金属时常用氮气作保护气，是因为______。
12．人类生活离不开水，请回答下列问题：
(1)下列物质属于纯净物的是_______(填字母序号)。
A．自来水 B．冰水混合物
C．河水 D．蓝墨水
(2)检验某地下水是硬水还中软水，可用的物质是_______。
(3)为了降低水的硬度，生活中，人们常采用_______的方法，既降低水的硬度，又杀菌消毒。
(4)自来水生产过程中可用_______方法除去水中不溶性杂质；
(5)自来水厂用活性炭的_______性去除水中的色素，该性质是_______性质(填“化学”或“物理”)。
(6)目前湘江河水污染严重，河水污染的原因之一是_______，从保护水资源的角度向全市人民发出倡议：_______。
13．常州籍化学家徐康较早提出“冲击波化学”的研究方向，并取得高水平研究成果。
(1)硫化钠（Na2S）溶液通电时，在二氧化钛（TiO2）催化下，会生成氢氧化钠、单质硫和氢气。记录冲击波轰击二氧化钛前后分别用于相同条件下的实验，产生氢气的速率如下表所示：
冲击波轰击前 冲击波轰击后
产生氢气速率mg/h 112.6 356.2
①在化学反应前后，二氧化钛的______和化学性质均未改变。
②冲击波轰击后，二氧化钛催化活性______（填“增强”、“减弱”或“不变”）。
③硫化钠溶液通电生成氢氧化钠、单质硫和氢气的过程中发生的化学反应方程式为______。
(2)纳米金刚石粉主要应用于复合涂层、润滑油添加剂等方面。TNT（C7H5N3O6）炸药爆炸时，在爆轰区高温高压下，没有被氧化的碳原子经过聚集、晶化等一系列过程，形成纳米尺度的金刚石、石墨等，其微观示意如图所示。模型______（填“a”或“b”）可以表示金刚石微观结构，生成的金刚石和石墨的______（填“物理性质”或“化学性质”）有明显的差异。
三、实验题
14．同学们学习完木炭的性质后，在老师的指导下探究木炭的性质。
任务一：认识木炭的吸附性
(1)木炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，同学们取相同规格、不同质量的木炭放入红墨水溶液中进行实验，实验结果如下表：
实验编号 10%红墨水溶液体积 木炭的质量 红墨水褪色的时间
① 10mL 5g 10min
② 10mL 10g 5min
③ 10mL 15g 4min
由表格数据可知，其他条件相同时，木炭的质量越大，吸附效果越______（填“好”或“差”），实验结束后可采用______的方式将溶液中的木炭除去。
任务二：认识木炭的可燃性
(2)某同学用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，由瓶口向下缓慢插入盛满氧气的集气瓶中，可观察到的现象是______。
任务三：认识木炭的还原性
(3)同学们将木炭粉和氧化铜的混合物置于硬质玻璃管中，先通入一段时间氮气，然后点燃酒精灯加热（如图），进行如下实验：
实验后观察到装置A中玻璃管中的固体全部变为______色，装置B中澄清石灰水______，说明实验中有铜和二氧化碳生成，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______。
(4)小组同学认为木炭和氧化铜的反应中还可能生成CO，于是同学们称取16g氧化铜和1.6g木炭粉，用上述装置继续进行实验，实验结束后得到12.8g固体，且无黑色固体，则说明反应生成的气体为______。
(5)影响木炭与氧化铜反应的生成物的因素可能有______、______。（至少回答两点）
15．实验室常用下图所示装置进行木炭还原氧化铜的实验。
(1)下列图示，能表示木炭的主要成分的结构的是________。(填标号)
(2)此实验预期的主要现象是澄清石灰水变____________，粉末中有_________色固体。ˊ由此推断木炭与氧化铜发生的反应是____________。(填化学方程式)
(3)有研究小组检验后发现，此实验会产生少量的一氧化碳。请结合已有知识推测这些一氧化碳的可能来源，并用化学方程式表示。
可能来源一:________；
可能来源二:________。
(4)结合以上检验结果，从环保和安全角度考虑，应选择下列装置中的_________(填标号)替换上述实验装置的右半部分。
四、综合应用题
16．碳及其化合物与生产、生活密切相关，是化学学习和研究的重要内容。《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、精石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
(1)画层用水墨打底，保存千年而不变色，说明___________。
(2)金刚石和石墨化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是___________（填字母代号）。
A．构成它们原子的大小不同 B．两种物质有不同种原子构成
C．构成它们的原子数目不同 D．两种物质里碳原子的排列方式不同
(3)CO2和CO化学性质不同是由于___________不同。
(4)下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O，友情提示：碱石灰能吸收CO2和H2O。
①写出B装置玻璃管内反应的化学方程式___________。
②从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法___________。
③若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因___________。
(5)一定量锌粉加入到500ml硫酸亚铁、硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸有气体产生，分析滤渣成分情况？
(6)某温室大棚乡村振兴基地需用到4.4tCO2，用足量盐酸与含CaCO380%的石灰石反应制取，需要这种石灰石的质量是多少？
参考答案：
1．B
【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不符合题意；
B、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，二氧化碳不具有酸性，符合题意；
C、一氧化碳具有还原性，能与金属氧化物反应，可用于冶炼金属，不符合题意；
D、二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，在一定条件下，二氧化碳和一氧化碳可以相互转化，不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】A、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，不符合题意；
B、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：，由化学方程式可知，参加反应的碳、氧气与生成二氧化碳的质量比为：12:32:44=3:8:11，故3g 碳与 3g 氧气完全反应，碳剩余，不可能生成6g二氧化碳，不符合题意；
C、水在100℃时变成气体，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，电解水生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，本质上不同，符合题意；
D、原子是化学变化中的最小粒子，但是不是所有原子都是由质子、中子、电子构成的，如氢原子中不含中子，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】A、任何可燃性气体与空气混合都有一个爆炸极限，在爆炸极限范围之内，遇到明火或加热会发生爆炸。排气扇是电器，在开关过程中会产生电火花，所以晚上家里煤气泄漏，不能打开排气扇，此选项错误；
B、铅笔芯是石墨和黏土按一定比例混合而成的，所以铅笔中不含有铅，此选项错误；
C、 图书室失火用二氧化碳灭火器灭火，对图书无损坏，此选项错误；
D、未开启的地窖、窖井内，二氧化碳含量可能较高，先做一个灯火试验，如果蜡烛熄灭或燃烧不旺，不可进入，此选项正确。
故选D。
4．B
【详解】A、H2O和H2O2的分子构成不同，所以它们的化学性质不相同，此选项错误；
B、质子数相同的原子一定属于同种元素，但质子数相同的粒子不一定是同种元素，如：水分子和氖原子的质子数相同，但不是同种元素，此选项正确；
C、氧化物是由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，所以氧化物一定含氧元素，但含氧元素的化合物不一定是氧化物，此选项错误；
D、由两种或两种以上的物质发生化学反应生成另一种物质的反应是化合反应。物质与氧发生的反应是氧化反应。所以化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应，此选项错误。
故选B。
5．A
【详解】A、CO和CO2组成元素相同，但化学性质不同，原因是分子构成不同，故选项A说法错误；
B、金刚石、石墨之间可以转化，金刚石、石墨是两种不同物质，该转化为化学变化，故选项B说法正确；
C、CO具有还原性和可燃性，可用于冶炼金属、做气体燃料；CO2可用于人工降雨、灭火、制碳酸饮料，故选项C说法正确；
D、清明上河图至今图案清晰可见，是因为在常温下，碳单质的化学性质稳定，故选项D说法正确；
故选：A。
6．B
【详解】A、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，不能除去水中的氯化钠，所以活性炭不能将海水淡化，故A说法不正确；
B、蒸馏可以除去水中的所有杂质，即可以除去水中的可溶性钙镁化合物，蒸馏得到的水属于纯净物，不含有钙镁化合物，属于软水，所以蒸馏可将硬水转化为软水，故B说法正确；
C、软水是含有较少或不含可溶性钙、镁化合物的水，故C说法不正确；
D、自来水厂的净化过程包括静置沉淀、过滤、吸附、消毒等过程，其中消毒过程中有新物质生成，属于化学变化，故D说法不正确；
故选B。
7．D
【详解】A、化学反应有吸热反应也有放热反应，故A选项错误，不符合题意；
B、氧气在常温下是一种无色无味的气体，B没确定温度，故B选项错误，不符合题意；
C、硫在空气中燃烧现象为：产生微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，故无大量白烟产生，故C选项错误，不符合题意；
D、石墨具有导电性，故石墨用来做电极，故D选项正确，符合题意；
故选：D。
8．C
【详解】A、氢气是未来最清洁的能源之一因为氢气燃烧后仅生成水，不符合题意；
B、金刚石硬度比玻璃高，可用于切割玻璃，不符合题意；
C、常温下碳的化学性质稳定，故用炭黑墨汁书写的字经久不变色，符合题意；
D、活性炭具有吸附性，故制糖工业用活性炭脱色制白糖，不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】A、二氧化碳气体加压降温变成干冰，分子之间的间隔变小，分子的体积不变，不符合题意；
B、鱼能在水中生活，是因为水中含有溶解氧，氧气不易溶于水，不符合题意；
C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附异味，用于冰箱除味剂，符合题意；
D、温度计中的水银热胀冷缩，是因为原子之间的间隔随温度的升降而增减，原子的大小不变，不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A、氧气和臭氧的化学性质不同，是由于二者分子的构成不同，决定了性质不同，故选项解释正确；
B、金刚石和石墨均为碳单质，但物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同，故选项解释正确；
C、高温条件下二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，不但没能把杂质除去，也会把原物质除去，故选项方法不正确；
D、把燃烧的木条分别伸入集气瓶中时，能使木条熄灭的是二氧化碳和氮气，能使木条燃烧更剧烈的是氧气，再把二氧化碳和氮气通入澄清的石灰石，是石灰水变浑浊的是二氧化碳，没有变化的是氮气，可以鉴别，故选项方法正确。
故选：C。
11．(1)蒸馏
(2)在不断运动
(3)碳原子的排列方式不同
(4)氮气化学性质稳定
【详解】（1）沉淀只能使悬浮的杂质沉降；过滤可除去难溶性杂质；吸附可除去水中的色素和异味；蒸馏可除去所有杂质，故单一操作净化程度最高的是蒸馏；
（2）剥开柑橘可以闻到一股清香，说明分子在不断运动，引起香味的分子四处扩散；
（3）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，物理性质差异很大，故金刚石坚硬而石墨质软；
（4）在焊接金属时常用氮气作保护气，是因为氮气化学性质稳定。
12．(1)B
(2)肥皂水
(3)煮沸
(4)过滤
(5) 吸附 物理
(6) 不合理使用农药、化肥（其他答案合理也可） 不乱丢垃圾（其他答案合理也可）
【详解】（1）A、自来水中有可溶性物质、氧气等，属于混合物，不符合题意；
B、冰水混合物是水不同状态的物质混合，里面只含有水这一种物质，属于纯净物，符合题意；
C、河水中有泥沙和可溶性物质，属于混合物，不符合题意；
D、蓝墨水中有水和色素，属于混合物，不符合题意；
故填：B；
（2）检验软硬水使用肥皂水，产生泡沫少、浮渣多的是硬水，故填：肥皂水；
（3）生活中可以用煮沸降低水的硬度，高温也能使蛋白质变质杀菌消毒，故填：煮沸；
（4）除去水中难溶性的物质的方法是过滤，故填：过滤；
（5）活性炭有疏松多孔的结构，具有吸附性，能除去水中异色异味物质，这个过程没有生成新物质，属于物理变化，故填：吸附；物理；
（6）河水污染是由于空气、土壤、水体污染造成的，以农业使用农药和化肥为例，大量使用农药、化肥会导致水体富营养化，保护水资源人们可以保护空气、土壤和水体，垃圾随意丢弃会导致土壤污染，故填：不合理使用农药、化肥（其他答案合理也可）；不乱丢垃圾（其他答案合理也可）。
13．(1) 质量 增强
(2) a 物理性质
【详解】（1）①二氧化钛做催化剂，催化剂在反应前后的质量和化学性质均不变；
②根据表格中数据可知，冲击波轰击后，产生氢气的速率加快，所以二氧化钛催化活性增强；
③硫化钠和水通电生成氢氧化钠、单质硫和氢气，发生的化学反应方程式为：；
（2）模型a可以表示金刚石微观结构，生成的金刚石和石墨的物理性质有明显的差异，如：金刚石硬度很大，石墨较软；金刚石和石墨都是由碳原子构成的的，所以化学性质相似。
14．(1) 好 过滤
(2)剧烈燃烧，发出白光、放出热量
(3) 红 变浑浊
(4)CO和CO2
(5) 温度 反应物质量比（合理即可）
【详解】（1）由表格数据可知，其他条件相同时，木炭的质量越大，红墨水褪色的时间越短，说明吸附效果越好，木炭难溶于水，实验结束后可采用过滤的方式将溶液中的木炭除去；
（2）木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量；
（3）结论为实验中有铜和二氧化碳生成，铜是红色的，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故观察到装置A中玻璃管中的固体全部变为红色，装置B中澄清石灰水变浑浊；
硬质玻璃管中发生反应为木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（4）实验结束后得到12.8g固体，且无黑色固体，则说明剩余固体为铜，木炭粉和氧化铜已经完全反应，则氧化铜中氧元素的质量为：16g-12.8g=3.2g，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，设1.6g木炭粉完全转化为二氧化碳，需要氧元素的质量为x，12:32=1.6g：x，x≈4.2g，设1.6g木炭粉完全转化为一氧化碳，需要氧元素的质量为y，则12:16=1.6g：y，y≈2.1g，说明反应生成的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合物；
（5）由以上分析可知，木炭与氧化铜需要在高温下反应，故温度可能影响其生成物，由（4）的分析可知，木炭粉和氧化铜不同的质量比，生成的气体不同，故反应物的质量比还可能影响其生成物。
15．(1)b
(2) 浑浊 红##紫红
(3) ## ##
(4)ab
【详解】（1）木炭的主要成分是碳单质，它的结构则与石墨类似。能表示木炭的主要成分的结构的是b；
（2）木炭具有还原性，木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，此实验预期的主要现象是澄清石灰水变浑浊，粉末中有红色固体。ˊ由此推断木炭与氧化铜发生的反应是；
（3）可能来源一：碳与二氧化碳在高温条件生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；
可能来源二：木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和一氧化碳，反应的化学方程式为：；
（4）根据以上分析可知，反应过程可能产生一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，尾气需处理。
a、该装置中尾气采用气球收集，符合题意；
b、一氧化碳具有可燃性，在空气中燃烧可生成无毒的二氧化碳，该装置中尾气采用了点燃处理方法，符合题意；
c、一氧化碳难溶于水，尾气通过水不能被吸收，不符合题意；
d、澄清石灰水中氢氧化钙和水都不能吸收一氧化碳，不符合题意。
故选ab。
16．(1)在常温下，碳的化学性质比较稳定
(2)D
(3)分子构成
(4) 在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯（或在装置C的短导管处套一个气囊） 无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自反应后新生成的（答案合理即可）
(5)一定量锌粉加入到500ml硫酸亚铁、硫酸铜溶液中，锌先与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，硫酸铜反应完后，锌再与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸有气体产生，说明有活泼金属锌或铁或锌和铁的混合物，若有锌，锌过量，硫酸亚铁、硫酸铜溶液完全反应，滤渣成分为：锌、铁、铜；若无锌，则一定有铁，滤渣成分为：铁、铜。所以滤渣成分情况有两种情况：锌、铁、铜；铁、铜。
(6)解：设需要这种石灰石的质量为x。
解得：x=12.5t
答：需要12.5t这种石灰石。
【详解】（1）画层用水墨打底，保存千年而不变色，说明在常温下，碳的化学性质比较稳定，故填：在常温下，碳的化学性质比较稳定。
（2）金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，两者化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是碳原子的排列方式不同，故填：D。
（3）CO2和CO化学性质不同是由于分子构成不同，故填：分子构成。
（4）①B装置玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳的反应，该反应的化学方程式为：，故填：。
②一氧化碳有毒，没有反应的一氧化碳不能直接排放到空气中，可用点燃的方法把一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，或用气囊收集，故填：在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯（或在装置C的短导管处套一个气囊）。
③若没有A装置，不能排除原来混有的二氧化碳的干扰，无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自反应后新生成的，故填：无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自反应后新生成的（答案合理即可）。
（5）见答案。
（6）见答案。
