第六单元解读
例1 我国古代某些画家、书法家用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是( )
A.碳在常温下化学性质不活泼
B.炭黑具有很强的吸附能力
C.部分炭黑转变成了更稳定的物质
D.碳单质不溶于水
例2 如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片，实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的1支蜡烛，也能得出同样的实验结论
例3 下面甲、乙是实验室制备CO2和某同学设计的验证CO2性质的实验装置图。
(1)标有字母a的仪器名称是___________。
(2)甲中发生反应的化学方程式是___________。
(3)乙中进行实验时，先关闭K1和K2，加热c，一段时间后再通入CO2，观察到b、d中纸花均不变色。再打开K2，b中纸花逐渐变___________，由此证明了二氧化碳能与水反应。若打开K，还可以证明CO2具有的化学性质是___________。
例4 如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是( )
①玻璃管中黑色固体变成了红色
②CO被还原为CO2
③玻璃管中发生的反应为置换反应
④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源
A.①② B.①④ C.②④ D.③④
例5 甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲与丙在高温的条件下反应生成乙；②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙；③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是( )
A.C、CO、CO2、CaCO3 B.C、CO、CO2、H2CO3
C.CO、C、CO2、CaCO3 D.CO2、C、CO、H2CO3
例6 两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A.金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B.石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C.活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D.金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
例7 用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（ ）
A.甲中逸出的气体只含CO2
B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应
C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸
例8 二氧化碳的制取与性质是初中化学实验的重要内容，根据下图回答问题。
(1)仪器a的名称是_________。
(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取CO2，应该选择的发生装置是_________(填序号)。
(3)③中，若x为澄清石灰水，则③中可以观察到的现象是_________。若x是水，④中能观察到紫色石试纸变红，若④中紫色石蕊试纸没有变红，则X可能是_________(填序号)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.浓硫酸 D.稀硫酸
例9 利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。
已知：HCOOHCO↑+H2O
下列说法不正确的是（ ）
A.操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH
B.装置丙的作用是防止倒吸
C.装置丁既可检验CO2，又可收集CO
D.随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
例10 CO、CO2和CaCO3的转化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.①可通过物质的还原性实现
B.②可通过物质的可燃性实现
C.③可通过与澄清石灰水反应实现
D.④可通过分解反应实现
例11 构建知识网络能提高学习的效率。下图为有关CO2的知识网络图，以下判断错误的是（ ）
A.物质①中碳元素的化合价为+4价
B.物质②中阳离子符号为Ca+2
C.物质③由2种元素组成
D.物质①和⑤发生反应转化为④的化学方程式为C+CO22CO
例12 碳及其部分化合物的转化关系如下图所示，其中X、Y表示转化中的另一种反应物。下列说法错误的是（ ）
A.X可以是单质或氧化物
B.反应①中CO一定发生了氧化反应
C.Y可以是CaCl2溶液
D.打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应②
例13 碳及含碳物质有如下图所示转化关系，下列说法不正确的是（ ）
A.物质Y可以为稀硫酸
B.X可以是酒精
C.反应①一定是化合反应
D.反应②可以是吸热反应
例14 碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A.石墨导电性好可作电池电极
B.活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C.金刚石硬度大可制作铅笔芯
D.炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
例15 2021年全国两会期间，政府工作报告中的“碳达峰”、“碳中和”成为热词，这也体现了我国对全球环境治理的大国担当。下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）
A.难溶于水
B.有还原性，常用来冶炼金属
C.有可燃性，常用作燃料
D.能使澄清石灰水变浑浊
例16 某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环，回答下列问题。
（1）装置B中仪器①的名称是__________。
（2）实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为__________，发生装置是__________（填字母序号）。
（3）为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的__________（填“m”或“n”）端通入。
（4）将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是__________。
例17 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，如图所示，下列说法错误的是（ ）
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
例18 碳及其部分化合物的转化关系如图所示，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（ ）
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
答案和解析
例1 我国古代某些画家、书法家用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是( )
A.碳在常温下化学性质不活泼
B.炭黑具有很强的吸附能力
C.部分炭黑转变成了更稳定的物质
D.碳单质不溶于水
解析 碳在常温下化学性质稳定，不与其他物质发生反应，因此古代用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色。
答案 A
例2 如图，集气瓶中充满二氧化碳，大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛，实验时打开止水夹，移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片，实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的1支蜡烛，也能得出同样的实验结论
解析 由于二氧化碳密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧，所以集气瓶中放出的二氧化碳会在重力作用下沉积在烧杯底部，逐渐上升，因此低处的蜡烛先熄灭，A错误；如果不将玻璃片拿下，集气瓶中的二氧化碳形不成压强差，不会流下进入烧杯内，实验无法进行，蜡烛不会熄灭，B错误；蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳覆盖在蜡烛表面，隔绝了空气，C错误；由题干所给装置可知，二氧化碳从高处流到烧杯中，说明二氧化碳的密度比空气的大，蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，D正确。
答案 D
例3 下面甲、乙是实验室制备CO2和某同学设计的验证CO2性质的实验装置图。
(1)标有字母a的仪器名称是___________。
(2)甲中发生反应的化学方程式是___________。
(3)乙中进行实验时，先关闭K1和K2，加热c，一段时间后再通入CO2，观察到b、d中纸花均不变色。再打开K2，b中纸花逐渐变___________，由此证明了二氧化碳能与水反应。若打开K，还可以证明CO2具有的化学性质是___________。
解析 本题主要考查二氧化碳的制取及性质。(1)仪器a为长颈漏斗。(2)实验室中利用大理石和稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑。(3)CO2不能使石蕊变色，关闭K2时b中用紫色石蕊溶液浸泡过的干纸花未变色，当打开K2时c中的水蒸气进入b中与二氧化碳反应生成碳酸，能使紫色石蕊溶液浸泡过的干纸花变红。打开K1蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳密度比空气大(属于物理性质)，既不能燃烧也不支持燃烧(属于化学性质)。
答案 (1)长颈漏斗 (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (3)红 不能燃烧，也不能支持燃烧
例4 如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是( )
①玻璃管中黑色固体变成了红色
②CO被还原为CO2
③玻璃管中发生的反应为置换反应
④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源
A.①② B.①④ C.②④ D.③④
解析 CO与CuO反应生成Cu和CO2，CuO为黑色固体，Cu为红色固体，①正确；在该反应中CO得到氧被氧化，②错误；置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，而该反应的反应物为两种化合物，不属于置换反应，③错误；将尾气燃烧掉可防止CO对空气的污染，同时利用CO燃烧放出的热量，节省了能源，④正确。
答案 B
例5 甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲与丙在高温的条件下反应生成乙；②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙；③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是( )
A.C、CO、CO2、CaCO3 B.C、CO、CO2、H2CO3
C.CO、C、CO2、CaCO3 D.CO2、C、CO、H2CO3
解析 甲与丙在高温的条件下反应生成乙：C+CO22CO，乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙：2CO+O22CO2，常温下丁能分解生成丙：H2CO3=CO2↑+H2O，可以判断甲为C，乙为CO，丙为CO2，丁为H2CO3。
答案 B
例6 两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A.金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B.石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C.活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D.金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
解析 金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，A正确；石墨是由碳元素组成的非金属单质，B错误；活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，并不能吸附所有物质，C错误；金刚石、石墨是碳原子直接构成，足球烯由碳分子构成，D错误。
答案 A
例7 用如图所示装置探究CO2能否与H2O反应。滴加盐酸，待试管乙中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。下列说法正确的是（ ）
A.甲中逸出的气体只含CO2
B.乙中液体变红，证明CO2能与水反应
C.加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D.欲达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸
解析 碳酸钙与25%的盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳进入紫色石蕊试液中与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性会使紫色石蕊变红，但碳酸不稳定，受热易分解，将乙中液体加热至沸腾红色仍不褪去，说明二氧化碳中混有挥发出的氯化氢气体，A、C错误；乙中紫色石蕊试液变红，可能是氯化氢气体溶于水生成盐酸导致的，不一定能证明二氧化碳与水反应生成了碳酸，B错误；为了排除氯化氢气体对实验的干扰，可将具有挥发性的盐酸换成不具有挥发性的稀硫酸，D正确。
答案 D
例8 二氧化碳的制取与性质是初中化学实验的重要内容，根据下图回答问题。
(1)仪器a的名称是_________。
(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取CO2，应该选择的发生装置是_________(填序号)。
(3)③中，若x为澄清石灰水，则③中可以观察到的现象是_________。若x是水，④中能观察到紫色石试纸变红，若④中紫色石蕊试纸没有变红，则X可能是_________(填序号)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.浓硫酸 D.稀硫酸
解析 本题主要考查二氧化碳的制取及性质。（1）仪器a为试管。（2）石灰石和稀盐酸反应的装置为固液不加热型，发生装置选②。（3）二氧化碳和澄清石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙，溶液会变浑浊。干燥的紫色石蕊试纸不变红是由于没有与湿润的二氧化碳接触，可能是二氧化碳被吸收或湿润的二氧化碳被干燥。氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应，可吸收二氧化碳；浓硫酸具有吸水性，可干燥二氧化碳，所以选A、C。
答案 （1）试管 （2）② （3）澄清石灰水变浑浊 AC
例9 利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。
已知：HCOOHCO↑+H2O
下列说法不正确的是（ ）
A.操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH
B.装置丙的作用是防止倒吸
C.装置丁既可检验CO2，又可收集CO
D.随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
解析 一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳，排尽装置内的空气，再加热氧化铁，即应先滴加甲酸，A错误；若没有装置丙，停止加热后装置冷却，使装置内压强减小，装置丁中的溶液就会进入装量乙中，使玻璃仪器破裂，B正确；反应生成的二氧化碳可以用澄清石灰水来检验，未反应掉的CO通过装置丁中右侧导管排开澄清石灰水收集在装置丁中，C正确；反应速率与溶液的浓度有关，浓度越小，反应速率越小，D正确。
答案 A
例10 CO、CO2和CaCO3的转化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.①可通过物质的还原性实现
B.②可通过物质的可燃性实现
C.③可通过与澄清石灰水反应实现
D.④可通过分解反应实现
解析 ①是由一氧化碳转化为二氧化碳，碳的化合价升高了，碳元素被氧化，说明一氧化碳具有还原性，因此可通过物质的还原性实现，A正确；②是二氧化碳转化为一氧化碳，可以通过碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳，二氧化碳不能燃烧，因此不能通过物质的可燃性实现，B错误；③是二氧化碳转化为碳酸钙，将二氧化碳通入澄清石灰水中，反应生成碳酸钙沉淀和水，C正确；④是碳酸钙转化为二氧化碳，可通过高温煅烧碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙来实现，D正确。
答案 B
例11 构建知识网络能提高学习的效率。下图为有关CO2的知识网络图，以下判断错误的是（ ）
A.物质①中碳元素的化合价为+4价
B.物质②中阳离子符号为Ca+2
C.物质③由2种元素组成
D.物质①和⑤发生反应转化为④的化学方程式为C+CO22CO
解析 物质①是CO2，根据化合物正负化合价的代数和为0，其中氧为-2价，因此C为+4价，A正确；物质②为CaCO3，其阳离子为钙离子，符号为Ca2+，B错误；物质③为CH4，由C、H两元素组成，C正确；物质①和⑤发生反应转化为④的反应为C和CO2在高温条件下生成CO，D正确。
答案 B
例12 碳及其部分化合物的转化关系如下图所示，其中X、Y表示转化中的另一种反应物。下列说法错误的是（ ）
A.X可以是单质或氧化物
B.反应①中CO一定发生了氧化反应
C.Y可以是CaCl2溶液
D.打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应②
解析 碳不完全燃烧可生成一氧化碳，X可能是氧气，氧气属于单质，碳还可以与二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，X可以是二氧化碳，二氧化碳属于氧化物，A正确；反应①CO得到氧元素，发生了氧化反应，B正确；二氧化碳不能与氯化钙反应生成碳酸钙，C错误；打开碳酸饮料瓶盖时，压强减小，碳酸会分解为二氧化碳和水，D正确。
答案 C
例13 碳及含碳物质有如下图所示转化关系，下列说法不正确的是（ ）
A.物质Y可以为稀硫酸
B.X可以是酒精
C.反应①一定是化合反应
D.反应②可以是吸热反应
解析 Y能与碳酸钠反应生成二氧化碳，Y应该是酸，如稀盐酸或稀硫酸等，A正确；X能转化为二氧化碳，应该是除CO、C以外的其他物质，X可以是酒精、碳酸钙等，B正确；反应①可以通过两个途径实现转化，如碳与氧气的反应，也可以是碳与氧化铜等的反应，前者属于化合反应，后者属于置换反应，C错误；反应②是碳与二氧化碳在高温条件下实现转化的，反应过程中需要吸收热量，D正确。
答案 C
例14 碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A.石墨导电性好可作电池电极
B.活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C.金刚石硬度大可制作铅笔芯
D.炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
解析 石墨导电性好，可作电池电极，A正确；活性炭吸附性强，可作冰箱除味剂，B正确；石墨质软，在刻画时容易留下痕迹，可制作铅笔芯，C错误；炭黑的化学性质稳定，可制墨汁，D正确。
答案 C
例15 2021年全国两会期间，政府工作报告中的“碳达峰”、“碳中和”成为热词，这也体现了我国对全球环境治理的大国担当。下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）
A.难溶于水
B.有还原性，常用来冶炼金属
C.有可燃性，常用作燃料
D.能使澄清石灰水变浑浊
解析 二氧化碳能溶于水，并且会与水反应，A错误；一氧化碳具有还原性，能与金属氧化物发生氧化还原反应，常用来冶炼金属，二氧化碳不具有还原性，不能用来冶炼金属，B错误；一氧化碳具有可燃性，可作燃料，二氧化碳不具有可燃性，不能用作燃料，C错误；二氧化碳能与澄清石灰水反应，生成不溶于水的碳酸钙沉淀，使澄清石灰水变浑浊，D正确。
答案 D
例16 某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环，回答下列问题。
（1）装置B中仪器①的名称是__________。
（2）实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为__________，发生装置是__________（填字母序号）。
（3）为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的__________（填“m”或“n”）端通入。
（4）将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是__________。
解析 （1）装置B中仪器①的名称是试管。（2）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；该反应属于固体和液体在常温下的反应，适合用装置A作发生装置。（3）为制得CO2的水溶液，二氧化碳要和水接触，CO2应从装置C的m端通入。（4）二氧化碳和水借助于新鲜绿色水草，在光照条件下发生光合作用生成氧气，检验该气体的方法是将带火星的木条伸入收集到该气体的装置中，观察木条是否复燃。
答案（1）试管 （2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ A （3）m （4）将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃
例17 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，如图所示，下列说法错误的是（ ）
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
解析 试管中充满二氧化碳，用酒精灯加热氧化铜部位，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，A正确；先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，碳和二氧化碳在高温下反应生成了一氧化碳，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，从而使黑色氧化铜变为红色的铜，B错误；加热炭粉过程中，碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为CO2+C2CO，C正确；二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳有毒，逸散到空气中会污染空气，气球可以收集尾气，防止污染空气，D正确。
答案 B
例18 碳及其部分化合物的转化关系如图所示，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（ ）
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
解析 CO和X反应生成CO2，X可以是O2或CuO、Fe2O3等金属氧化物，A正确；CO2和Y反应生成Na2CO3，则Y为NaOH，NaOH不能用来检验CO2，B错误；反应①的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，该反应不属于置换反应，C正确；反应②的化学方程式为H2CO3=CO2+H2O，打开碳酸饮料瓶盖时，会发生碳酸的分解反应，D正确。
答案 B
