专题 4.2 碳
【题型 1 同素异形体】
【题型 2 碳单质及其用途】
【题型 3 一氧化碳的性质和用途】
【题型 4 二氧化碳的性质和用途】
【题型 5 碳循环】
【题型 6 碳、一氧化碳还原性的比较】
【题型 7 一氧化碳、二氧化碳的鉴别与转化】
【题型 8 碳酸钙】
【题型 1 同素异形体】
【例 1】（2023·上海普陀·统考一模）不属于同素异形体的一组物质是
A．红磷与白磷 B．木炭与活性炭
C．氧气与臭氧 D．金刚石与石墨
【答案】B
【分析】由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，互为同素异形体的物质要符合以下两个条件：同
种元素形成，不同单质。
【详解】A、红磷和白磷都是磷元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故 A 正确；
B、木炭与活性炭都是无定形碳，属于混合物，不能称为同素异形体，故 B 错误；
C、氧气与臭氧（O3）都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体；故 C 正确；
D、金刚石和石墨都是碳元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故 D 正确；
故选 B。
【变式 1-1】（2023·上海宝山·统考二模）互为同素异形体的是
A．氧气和液氧 B．石墨和碳-60 C．冰和干冰 D．水和双氧水
【答案】B
【分析】同素异形体是指由同种元素形成的不同单质。
【详解】A、氧气和液氧，同一种物质两种不同状态，不属于同素异形体，故 A 错误；
B、石墨和碳-60,，同种元素形成的不同单质，属于同素异形体，故 B 正确；
C、冰和干冰，冰是水的固体物质，干冰是固体二氧化碳，两者属于不同的化合物，不属于同素异形体，
故 C 错误；
D、双氧水是过氧化氢的水溶液，是混合物，而水是由氢元素和氧元素组成的化合物，不属于同素异形
体，故 D 错误。
故选 B。
【变式 1-2】（2023·上海徐汇·统考二模）下列关于红磷和白磷的说法，正确的是
A．属于同种物质 B．互为同素异形体
C．着火点相同 D．在空气中燃烧生成的产物不同
【答案】B
【详解】A、红磷和白磷属于不同种物质，错误；
B、红磷和白磷是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体，正确；
C、白磷着火点较低，红磷着火点较高，着火点不同，错误；
D、白磷、红磷与氧气点燃都生成五氧化二磷，燃烧生成的产物相同，错误；
故选 B。
【变式 1-3】（2023·上海静安·统考二模）臭氧发生器可将氧气转化为臭氧（O3）。说法正确的是
A．构成 O2和 O3的分子相同 B．O2和 O3互为同素异形体
C．O2和 O3的性质一定相同 D．相同物质的量的氧气和臭氧质量相等
【答案】B
【详解】A、氧气和臭氧的分子构成不同，该选项说法不正确；
B、氧气和臭氧是由氧元素组成的不同单质，属于同种异形体，该选项说法正确；
C、氧气和臭氧的分子构成不同，化学性质不同，该选项说法不正确；
D、由于氧气和臭氧的相对分子质量不同，则相同物质的量的氧气和臭氧质量不同，该选项说法不正确。
故选 B。
【题型 2 碳单质及其用途】
【例 2】下列对一些事实的解释错误的是
选项 事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，碳的化学性质稳定
B 石墨能够做电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A、使用碳素墨水书写档案，字迹长时间不会变化，是因为常温下碳的化学性质稳定，该选项解
释正确；
B、石墨能够导电，所以能够做电池的电极材料，该选项解释正确；
C、焦炭具有还原性，所以可用焦炭把铁从它的氧化物矿石里还原出来，该选项解释错误；
D、活性炭具有吸附性，能够吸附有色素，所以制糖工业中可用活性炭来脱色以制白糖，该选项解释正
确。
故选 C。
【变式 2-1】（2023·上海崇明·统考二模）有关金刚石和石墨的说法错误的是
A．金刚石具有可燃性 B．金刚石硬度很小
C．石墨具有导电性 D．石墨常温下化学性质稳定
【答案】B
【详解】A、金刚石具有可燃性，可以燃烧，燃烧后生成二氧化碳，正确；
B、金刚石是天然存在的最硬的物质，错误；
C、石墨具有优良的导电性，可用于制作干电池的电极，正确；
D、常温下，碳单质化学性质稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应，正确。
故选 B。
【变式 2-2】（2023·上海·模拟预测）金刚石和石墨是常见的碳单质。相关说法不正确的是
A．金刚石和石墨可以互称为同素异形体
B．l g 金刚石和 1 g 石墨含有原子数相同
C．金刚石和石墨中原子的排列方式相同
D．常温下金刚石和石墨的化学性质稳定
【答案】C
【详解】A、金刚石和石墨均是由碳元素组成，但是碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，故金刚
石和石墨可以互称为同素异形体，不符合题意；
B、金刚石和石墨均是由碳原子构成，故 1 g 金刚石和 1 g 石墨含有的原子数相同，不符合题意；
C、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，符合题意；
D、金刚石和石墨均是碳单质，常温下，碳单质的化学性质稳定，不符合题意。
故选 C。
【变式 2-3】（2023·上海松江·统考一模）碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是
A．被加热试管的管口有无色液滴 B．生成无色气体
C．导管口冒气泡 D．固体由黑色变红色
【答案】D
【分析】判断是否发生化学变化的依据是是否有新物质生成。
【详解】A、氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳，无水生成，试管口无无色液滴，或无色液滴可能是
药品中所含的水蒸发后液化形成，不能说明有新物质生成，不能判断该反应发生，错误；
B、无法直接观察到有无色气体生成，可通过澄清石灰水变浑浊判断有二氧化碳生成，从而判断发生了该
反应。错误；
C、导管口冒气泡可能是加热时空气膨胀排出试管，无法判断发生了该反应。
D、固体由黑色变红色，说明已经生成了铜，可以判断发生了该反应。
故选 D。
【变式 2-4】（2023·上海松江·统考二模）一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减
小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是
A．M 点对应的固体物质只有二种
B．N 点对应的固体是铜
C．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为 1：2
D．0～t2min 内，固体中碳元素的质量减小
【答案】D
【详解】A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至
完全反应不再发生改变，至 N 点完全反应，则 M 点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法
错误；
B、至 N 点完全反应，N 点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜或铜，故选项说法错误；
高温
C、至 N 点完全反应，N 点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜，结合C+2CuO 2Cu+CO2 可知，混合
物中碳和氧化铜物质的量之比不一定为 1：2，故选项说法错误；
D、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，0～t2min 内，固体中碳元素的质量减小，故选项说法正
确；
故选 D。
【题型 3 一氧化碳的性质和用途】
【例 3】（2023·上海松江·统考二模）对于一氧化碳的说法，正确的是
A．由一个碳元素和一个氧元素组成 B．能溶于水
C．和二氧化碳互为同素异形体 D．可用于冶炼金属
【答案】D
【详解】A、宏观上一氧化碳由碳元素、氧元素组成，微观上 1 个一氧化碳分子由 1 个碳原子、1 个氧原子
构成，元素只考虑种类，A 错误；
B、一氧化碳难溶于水，B 错误；
C、由同种元素组成的不同单质互为同素异形体，一氧化碳和二氧化碳都是化合物，故 C 错误；
D、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，D 正确。
故选 D。
【变式 3-1】（2023·上海·九年级专题练习）关于一氧化碳的说法正确的是
A．是一种酸性氧化物
B．1mol 一氧化碳的质量是 28g/mol
C．一个分子由一个碳原子和一个氧原子构成
D．可用点燃后观察火焰颜色的方法进行检验
【答案】C
【详解】A、酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物。一氧化碳与碱不反应，所以一氧
化碳不是酸性氧化物。A 错。
B、由于一氧化碳的摩尔质量是 28g/mol，所以 1mol 一氧化碳的质量是 28g。B 错。
C、一个一氧化碳分子由一个碳原子和一个氧原子构成。C 正确。
D、一氧化碳燃烧产生蓝色火焰，氢气、甲烷燃烧也产生蓝色火焰，所以一氧化碳不可用点燃后观察火焰
颜色的方法进行检验。D 错。
综上所述：选择 C。
【变式 3-2】（燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生 CO 气体，下列关于 CO 的说法不正确的是
A．CO 气体有毒，可危害人体健康 B．CO 可用于冶炼金属
C．CO 可以燃烧，可作燃料 D．在煤炉上放一壶水就能防止 CO 中毒
【答案】D
【详解】A、CO 气体有毒，可与人体血红蛋白结合，可危害人体健康，正确；
B、CO 具有还原性，可用于冶炼金属，如可以还原氧化铁等，正确；
C、CO 可以燃烧，可作燃料，正确；
D、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一壶水不能防止 CO 中毒，错误。
故选 D。
【变式 3-3】（2023·上海·模拟预测）一氧化碳、碳分别与足量氧化铜反应，相关分析正确的是
A．实验时都必须使用酒精喷灯
B．生成的气体都能使石灰水变浑浊
C．固体减少的质量都等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量
D．生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为 1:2
【答案】B
【详解】A、一氧化碳和氧化铜反应可以用酒精灯，碳和氧化铜反应需要酒精喷灯，相关分析错误；
B、都产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，相关分析正确；
C、一氧化碳和氧化铜反应时，固体减少的质量等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量，碳和氧化铜反应
时，固体减少的质量等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量和反应的碳的质量和，相关分析错误；
Δ 高温
D、反应的化学方程式是CO+CuO Cu+CO2 、C + 2CuO 2Cu + CO2 ，由方程式可知：生成 1mol 铜
需要 1mol 一氧化碳、0.5mol 碳，生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为 2：1，相关分
析错误；故选：B。
【题型 4 二氧化碳的性质和用途】
【例 4】（2022 春·上海·九年级专题练习）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
高温
D．物质①和⑤发生反应转化为④的化学方程式为：C + CO2 2CO
【答案】B
【详解】A、物质①是 CO2，根据化学式代数和为 0，其中氧为-2 价，因此 C 为+4 价，A 选项不合题意；
B、物质而为 CaCO3，其阳离子为钙离子，符号为 Ca2+，因此 B 选项错误，符合题意；
C、物质③为 CH4，其是由 C、H 两元素组成，C 选项不合题意；
高温
D、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，方程式为C + CO2 2CO，因此
D 选项不合题意；
故选 B。
【变式 4-1】（2023 秋·上海普陀·九年级校考阶段练习）关于二氧化碳的描述，正确的是
A．由一个碳元素和两个氧元素组成
B．保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子
C．由一个碳原子和两个氧原子构成
D．是引起酸雨的一种气体
【答案】B
【详解】A、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的，元素只讲种类，不讲个数，故 A 错误；
B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子，故 B 正确；
C、一个二氧化碳分子时由一个碳原子和两个氧原子构成的，故 C 错误；
D、二氧化碳过量会导致温室效应，二氧化碳不会引起酸雨，故 D 错误；
故选：B。
【变式 4-2】（2023·上海奉贤·统考一模）为探究碳及其氧化物的某些性质，用以下装置进行实验。将干燥
的二氧化碳通入下图所示装置，一段时间后，点燃 A 处酒精喷灯和 C、D 处酒精灯。
（1）A 处玻璃管中发生反应的化学方程式是 ；
（2）C 处玻璃管中的现象是 。
（3）D 处尾气处理的目的是 。
（4）实验过程中，装置 B、D 中均可观察到的现象为 ，B、D 的作用是否相同？简述理
由： 。
（5）实验过程中，体现了一氧化碳具有的化学性质是 。
高温
【答案】（1）CO2+C 2CO （2）黑色粉末变红色 （3）防止污染空气 （4） 变浑浊 不同，B 的作
用为除去 A 处未反应的 CO2，以免对后续实验产生干扰；D 的作用是检验 CO 还原 CuO 的产物是 CO2，并
除去 CO2，以免 CO 无法被点燃 （5）还原性、可燃性
高温
【详解】（1）二氧化碳与碳高温时反应生成一氧化碳，化学方程式为 CO2+C 2CO；
（2）一氧化碳与氧化铜加热时反应生成二氧化碳和铜，故现象是黑色粉末变红色；
（3）一氧化碳属于空气污染物，且其具有可燃性，故 D 处酒精灯可以去除一氧化碳，防止其污染空气；
（4）二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水，澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊；B 的作用
为除去 A 处未反应的 CO2，以免对后续实验产生干扰；D 的作用是检验 CO 还原 CuO 的产物是 CO2，并除
去 CO2，以免 CO 无法被点燃，故其作用不同；
（5）一氧化碳在 C 处还原氧化铜，体现其还原性，在 D 处被点燃，体现其可燃性。
【题型 5 碳循环】
【例 5】（2022 春·上海·九年级专题练习）氧循环和碳循环是自然界中的重要循环（如图）。分析两种循环，
其中不正确的是
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量
D．碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【答案】B
【详解】A、生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，
并放出氧气，氧循环过程中有新物质氧气、二氧化碳等生成，均发生了化学反应，故说法正确；
B、氧气还可以通过生物的呼吸作用参与碳循环，错误，符合题意。
C、减少化石燃料的使用可以使空气中的二氧化碳排放量减少，植树造林可以通过植物的光合作用减少空
气中的二氧化碳含量，从而控制二氧化碳的排放量，正确。
D、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故说法正确；
故选 B。
【变式 5-1】下列有关碳循环的说法错误的是
A．绿色植物光合作用吸收 CO2释放 O2
B．动、植物呼吸作用吸收 O2释放 CO2
C．用石灰水吸收空气中过量的 CO2，以解决温室效应
D．提倡“低碳生活”，大力推广风能、太阳能等新能源
【答案】C
【详解】A、绿色植物光合作用吸收 CO2释放 O2，故 A 正确；
B、动、植物呼吸作用吸收 O2释放 CO2，故 B 正确；
C、用石灰水吸收空气中过量的 CO2，但是量少，不足以解决温室效应，故 C 错误；
D、大力推广风能、太阳能等新能源能减少二氧化碳的排放，故 D 正确，
故选 C．
【变式 5-2】“低碳生活”是指生活作息时所耗用的能量要尽量少，减低二氧化碳排放量，保护环境。下列
做法符合“低碳生活”理念的是
A．节约用电 B．大量砍伐森林
C．提倡使用一次性木筷 D．尽量使用私家车等交通工具
【答案】A
【详解】大量砍伐森林、尽量使用私家车等交通工具、提倡使用一次性木筷，这些都属于资源的浪费，不
符合“低碳生活”理念。
故选 A．
【题型 6 碳、一氧化碳还原性的比较】
【例 6】（2023·上海长宁·统考一模）对比分析是有效的学习方法。
实验
实验Ⅰ：一氧化碳还原氧化铜 实验Ⅱ：木炭还原氧化铜
内容
反应 高温
（请书写化学方程式） C+2CuO 2Cu+CO2↑
原理
实验
装置
实验
黑色固体变 ，澄清石灰水变 。
现象
待实验结束后，应 （选填“首先”或“最后”）熄 待实验结束后，应 （选填“首先”
实验 灭 A 处的酒精灯。 或“最后”）停止加热，理由是 。
结论
与反 当实验Ⅱ中还原反应生成 0.1mol 的铜时，会产生 mol 的二氧化碳（请根据化学方程式列
思 式计算）；
当生成等量的铜，实验Ⅱ中还原反应的二氧化碳排放量比实验Ⅰ的 （选填“多”或“少”）。
Δ
【答案】 CO+CuO Cu+CO2 红 浑浊 首先 最后 防止石灰水倒吸 设碳还原氧化铜生成二氧
化碳物质的量为 x，
高温
C +2CuO 2Cu+ CO2
2 1
0.1mol x
x = 1
0.1mol 2
x=0.05mol 少
【详解】[实验内容]实验Ⅰ：一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：
Δ
CO+CuO Cu+CO2；
[实验现象]一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二
氧化碳，观察到的现象为：黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊；
[实验结论与反思]实验Ⅰ：防止高温下铜又被进入的空气氧化，实验结束后，应先停止加热玻璃管，继续通
入 CO 直至冷却至室温；实验Ⅱ：若先撤酒精灯试管中的气体冷却使试管内的气体压强小于外界大气压，
右边试管中的澄清石灰水会倒流入试管，试管比较热遇到冷的液体会炸裂；
见答案；
Δ 高温
CuO +CO Cu +CO2 C +2CuO 2Cu+CO
根据反应关系 、 2 可知，实验Ⅱ中还原反应的二氧化碳排放量
64 44 128 44
比实验Ⅰ的少。
【变式 6-1】（2021·上海普陀·统考一模）某兴趣小组同学取 10g 氧化铜和炭粉，通过下列实验对其中炭粉
Δ
含量进行测定。实验前进行知识准备： 2Cu+O2 2CuO
① 关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞。写出 A 中化学反应方程式 ；点燃酒精灯，将尖嘴管对着火
焰，以提高温度。
高温
② 装置 B 玻璃管中发生的反应为C+2CuO 2Cu+CO2 ，体现出碳的 性。
③ 测定炭粉含量可通过以下两种方法：
Ⅰ方法一：弹簧夹保持关闭状态，反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热，装置 D 中澄清石灰水
不变浑浊的原因是 。若 CO2已被装置 C 完全吸收，写出反应的化学方程式 ，称量装置
C，质量比反应前增重 2.2g，计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为 mol。请判定该方法能否测定混
合物中炭粉含量，并阐述你的理由。
Ⅱ方法二：打开弹簧夹，加热装置 B 直至固体颜色不再变化后停止加热，继续通 O2至装置冷却，目的是能
将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置 C，还可以 。通过称量装置 （选填“A”“B”或
“C”）反应前后的总质量计算出原混合物中炭粉含量。
MnO2
【答案】 2H2O2 2H2O+O2 还原 二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收
2NaOH+CO2 =Na2CO3 +H2O 0.1 不能，因为不知道混合物中碳和氧化铜的量，若碳过量，则不能完全
被氧化为二氧化碳 防止液体倒吸 B 或 C
【详解】①关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，过氧化氢溶液与二氧化锰接触，二氧化锰催化过氧化氢反应
MnO2
生成水和氧气，A 中化学反应方程式 2H2O2 2H2O+O2 ；点燃酒精灯，将尖嘴管对着火焰，以提高
温度。
高温
②装置 B 玻璃管中发生的反应为C+2CuO 2Cu+CO2 ，碳从 0 价变为+4 价，体现出碳的还原性。
③Ⅰ方法一：弹簧夹保持关闭状态，反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热，装置 D 中澄清石灰
水不变浑浊的原因是二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，因为二氧化碳能与氢氧化钠反应。若 CO2已被装
置 C 完全吸收，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式
2NaOH+CO2 =Na2CO3 +H2O ，称量装置 C，质量比反应前增重 2.2g，即参加反应的二氧化碳的质量为
2.2g
2.2g，物质的量为 =0.05mol44g / mol ，参加反应的氢氧化钠的物质的量为 x，
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2 1 2 x， = ，解得 x=0.1mol。该方法不能，因为不知道混合物中碳和
1 0.05mol
x 0.05mol
氧化铜的量，若碳过量，则不能完全被氧化为二氧化碳。
Ⅱ方法二：打开弹簧夹，加热装置 B 直至固体颜色不再变化后停止加热，继续通 O2至装置冷却，目的是能
将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置 C，还可以防止液体倒吸。通过称量装置 B 或 C 反应前后的总质
高温
C + 2CuO 2Cu + CO2 :固体质量减少
量计算出原混合物中炭粉含量，根据装置 B：12 ，可计算出原混44
合物中炭粉含量；根据装置 C 溶液质量增加的量，可知生成二氧化碳的质量，由
高温
C + 2CuO 2Cu + CO2
12 ，可计算出原混合物中炭粉含量。44
【变式 6-2】（2023·上海虹口·统考一模）某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验
装置如下图所示。
【实验一】碳与氧化铜反应制取铜
（1）A 处发生反应的化学方程式是 ；B 中的现象是 。
（2）加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺
序操作的目的是 。
【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜
（3）开始实验时，下列操作正确的顺序是 。
a、通入一氧化碳一段时间 b、点燃 C 处酒精灯
c、点燃 E 处酒精灯 d、检验 k 处气体纯度
（4）实验二有尾气处理装置，该装置是 （选填“C”“D”或“E”）。
（5）经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体
的质量，则实验一剩余固体的成分是 。
高温
【答案】（1） C+2CuO 2Cu+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊 （2）防倒吸 （3）dcab （4）E （5）
C、Cu
【详解】（1）A 处是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：
高温
C + 2CuO 2Cu + CO2 ；A 中有二氧化碳生成，可以观察到 B 中澄清石灰水变浑浊；
（2）加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体，按上述顺
序操作的目的是防止 B 试管中的液体药品倒吸入 A 试管中炸裂试管；
（3）一氧化碳还原氧化铜的实验时，应先检查一氧化碳的纯度，一氧化碳不纯会发生爆炸，然后点燃 E
处的酒精等，防止之后通入一氧化碳泄露污染空气，然后通入一氧化碳一段时间，最后才可以点燃 C 处的
酒精灯，故正确的操作顺序是 dcab；
（4）实验二中 C 装置的酒精灯是加热试管，D 中的石灰水不与一氧化碳反应，是用来检验生成的二氧化
碳，E 装置的酒精灯是燃烧一氧化碳，属于尾气处理装置；
高温
C + 2CuO 2Cu + CO
5 2
（ ）由反应的化学方程式可知， ，
12 160 128
高温
CO + CuO Cu + CO2
，反应前后铜元素的质量不变，生成铜的质量相等，实验一剩余固体
80 64
的质量大于实验二剩余固体的质量，说明实验一中碳有剩余，则实验一剩余固体的成分是 C、Cu。
【题型 7 一氧化碳、二氧化碳的鉴别与转化】
【例 7】下图是兴趣小组探究有关碳及其氧化物的性质的实验装置图。下列说法正确的是
A．实验过程中乙处比甲处先反应
B．实验中乙处红色粉末逐渐变黑
C．实验过程中，可观察到丁处澄清石灰水变浑浊
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
【答案】C
【详解】A、甲中二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜
和二氧化碳，实验过程中甲处比乙处先反应，错误；
B、实验中乙处，发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，实验现象是黑色
粉末逐渐变红，错误；
C、该实验过程有二氧化碳生成，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，二氧
化碳能使澄清石灰水变浑浊，正确；
D、由装置的特点可知，丁装置既可检验二氧化碳的生成，又可以收集未反应的一氧化碳，进行了尾气处
理，无需增加尾气处理装置，错误。
故选 C。
【变式 7-1】关于一氧化碳和二氧化碳的说法中，正确的是
A．CO 的含量增加会导致温室效应
B．室内放一盆水可防止 CO 中毒
C．CO 和 CO2组成元素相同，所以它们都具有可燃性
D．大气中 CO2的消耗途径主要是绿色植物的光合作用
【答案】D
【详解】A、CO2的含量增加会导致温室效应加剧，不是 CO，故错误；
B、CO 难溶于水，室内放一盆水不能防止煤气中毒，故错误；
C、一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不能燃烧，不具有可燃性，故错误；
D、大气中 CO2的消耗途径主要是绿色植物的光合作用，故正确；
故选 D。
【变式 7-2】归纳与比较是化学学习的主要方法。关于 CO2与 CO 的知识总结错误的是
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO 支持燃烧
C．用途：固体 CO2可用于人工降雨；CO 可作燃料
D．危害：CO2无毒：CO 易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
【答案】B
【详解】A、构成：一个二氧化碳分子中有 2 个氧原子，一个一氧化碳分子中有 1 个氧原子，一个二氧化
碳分子比一个氧化碳分子多一个氧原子，不符合题意；
B、通常情况下，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，一氧化碳具有可燃性，不能支持燃烧，符合题意；
C、固体二氧化碳俗称“干冰”，干冰升华吸热，能使周围温度降低，可用于人工降雨，一氧化碳具有可燃
性，可作燃料，不符合题意；
D、二氧化碳无毒，一氧化碳有毒，极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，
造成生物体缺氧，不符合题意。
故选 B。
【变式 7-3】有关 CO2、CO 的说法正确的是
A 组成 组成元素相同，但 CO2比 CO 多一个氧元素
B 除杂 CO2中混有少量 CO，可以用点燃的方法除去
C 收集 都可以用排空气法收集
D 鉴别 可以用溶解性、点燃等方法鉴别这两种气体
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、CO2与 CO 都是由碳和氧元素组成，但一个 CO2分子比一个 CO 分子多一个氧原子，元素只讲
种类不讲个数，故选项说法错误；
B、除去二氧化碳中少量的一氧化碳，不能用点燃的方法，因为少量一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧，没
有支持燃烧的物质，故选项说法错误；
C、CO 的密度比空气略小，有毒，不能用排空气法收集，CO2的密度比空气大，可以用排空气法收集，故
选项说法错误。
D、CO 不溶于水，CO2能溶于水，溶解性可以鉴别，CO 具有可燃性，CO2不能燃烧，用点燃的方法可以
鉴别，故选项说法正确。
故选：D。
【变式 7-4】（2023·上海普陀·统考一模）实验室为了验证 CO 的还原性，以及与 CuO 反应的产物，如下图
装置所示进行实验。
（1）A 中玻璃管内发生反应的化学方程式是 ；实验进行一段时间后，B 中玻璃管内观察
到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式是 。
（2）实验刚开始就见到 C 中溶液变浑浊，并不能说明 B 中已经反应了，理由是 。
（3）为完善实验，需在 A、B 装置之间加入 D、E 装置，其中装置 D 的作用是 ，装置 E 的
作用是 。
高温 V
【答案】（1） CO2+C 2CO 黑色粉末逐渐变红 CO+CuO Cu+CO2 （2）A 中未反应的
CO2也能使 C 中溶液变浑浊 （3） 吸收未反应的 CO2 检验 CO2是否吸收完全
【详解】（1）A 中玻璃管内为通入的二氧化碳与炭粉在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为 CO2+C
高温
2CO。B 管中为 A 管反应生成的一氧化碳在高温下还原氧化铜生成二氧化碳和铜单质，实验现象为
V
黑色粉末逐渐变红，化学方程式为 CO+CuO Cu+CO2。
（2）实验刚开始就见到 C 中溶液变浑浊，并不能说明 B 中已经反应了，理由是 A 中未反应的 CO2也能使
C 中溶液变浑浊。
（3）装置 D 中为石灰乳、装置 E 中为澄清石灰水，所以 A、B 装置之间加入 D、E 装置，装置 D 的作用
是吸收未反应的 CO2，装置 E 的作用是检验 CO2是否吸收完全。
【变式 7-5】（2023·上海崇明·统考一模）活动小组的同学利用下列实验装置进行了系列探究实验。
（1）探究一：CO 与 CuO 的反应
I.连接装置 BC，m 处放入 CuO，实验开始前先通一段时间 CO 的目的是 。
II.CO 与 CuO 的反应中，表现出还原性的物质是 。
III.说明 CO 可以与 CuO 反应的证据之一是装置 C 中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为 。
（2）探究二：除去 CO 中的 CO2
方案 1：在装置 C 中，缓缓通入混合气体。
方案 2：连接装置 AC，缓缓通入混合气体。
I.装置 C 中储气袋的作用是： 。
II.比较方案 1 和方案 2，写出各自的一条优点： 。
（3）探究三：检验 N2中的 O2
Cu 可形成化合价为+1 和+2 的化合物，其中+1 价化合物称为亚铜化合物。
I.氧化亚铜的化学式为 。
II.氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应。利用该性质可检验氮气中是否含有
氧气，装置 D 所示，判断氮气中含有氧气的现象是： 。
【答案】（1）排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸 CO/氧化铜 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（2） 收集一氧化碳 方案 1 操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），方案 2 可以增加一氧化碳的量
（3） Cu2O 红色粉末变成黑色
【详解】（1）I. 当可燃性气体中混有氧气时，在加热或点燃时可燃发生爆炸连接装置 BC，m 处放入
CuO，实验开始前先通一段时间 CO 的目的是排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸；可燃性气体
中混有氧气在加热或点燃时可燃发生爆炸
II.CO 与 CuO 的反应中，氧化铜失去氧元素，表现出氧化性，一氧化碳得到氧元素，表现为还原性，表现
出还原性的物质是一氧化碳（CO）。
III.说明 CO 可以与 CuO 反应的证据之一是装置 C 中澄清石灰水变浑浊，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，该反应的化学方程式为 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（2）I. 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，澄清石灰水能吸收二氧化碳，装
置 C 中储气袋的作用是：收集一氧化碳；
II.比较方案 1 和方案 2，优点：方案 1 操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），
方案 2 可以增加一氧化碳的量，二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳；
（3）I.氧化亚铜中铜元素显+1 价，氧元素显-2 价，书写化学式时，一般正价的写在左边，负价的写在右
边，根据化合物中各元素化合价代数和为零，其化学式为 Cu2O；
II.根据“氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应”可知，加热时氧化亚铜能与氧
气发生化合反应能生成氧化铜。氧化铜是一种黑色粉末。利用该性质可检验氮气中是否含有氧气，装置 D
所示，判断氮气中含有氧气的现象是：红色粉末变成黑色。
【题型 8 碳酸钙】
【例 8】下列各组变化中， 在一定条件下均能一步实现的是
A．① B．② C．①②都不可以 D．①②都可以
【答案】D
【详解】碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二
氧化碳反应生成碳酸钙沉淀；
碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧生成二氧化碳；
两组变化中，在一定条件下均能一步实现。故选 D。
【变式 8-1】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
【答案】B
【详解】A、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，故选项说法正确。
B、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；故选项说法错误。
C、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，反应生成碳酸钙和水；故选项说法正
确。
D、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；故选项说法
正确。
故选：B。
【变式 8-2】（2023·上海青浦·统考一模）某化学兴趣小组为验证碳及其化合物的性质开展了系列实验。
（1）称取 10g 碳酸钙放入大试管（大试管质量为 ag），搭建如图装置后进行实验（夹持装置省略）。
具体操作如下：
步骤 1：点燃 A 处酒精喷灯
A 处试管中发生反应的化学方程式为 。
步骤 2：待到 B 处装置中出现气泡时，立即点燃 C 处酒精喷灯和 D 处酒精灯
一段时间后，B 处还可以观察到的现象为 ，C 处发生反应的化学方程式为 ，
D 处可观察到的现象是 。
（2）本实验涉及的物质中， （填写物质化学式）具有还原性。
（3）有小组同学认为该实验还需增加装置处理尾气中的 CO，你是否赞成？请结合实验装置阐述理
由 。
（4）实验结束后，小组同学对碳酸钙是否完全分解展开实验：取下 A 处试管，加入足量稀盐酸，观察
到 ，由此得出碳酸钙未完全分解。请设计其他实验方案证明该结论 。
高温 高温
【答案】（1） CaCO3 CaO+CO2 紫色石蕊试液变红 C+CO2 2CO 黑色粉末逐渐变红
（2）C、CO （3）不赞成，因为过量的一氧化碳已收集在 E 中，并没有排放到空气中，不会造成污染，
所以不需要增加装置处理尾气中的 CO （4） 有气泡产生 在装置冷却后，称量 A 处反应后试管的质
量，若质量＞5.6g+ag，则说明碳酸钙没有完全分解
【详解】（1）步骤 1：点燃 A 处酒精喷灯，A 处试管中碳酸钙高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应
高温
方程式为CaCO3 CaO+CO2 ；步骤 2：待到 B 处装置中出现气泡时，立即点燃 C 处酒精喷灯和 D 处
酒精灯，由于二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可以使紫色石蕊试液变红，所以一段时间后，B
处还可以观察到的现象为紫色石蕊试液变红色；C 处碳与二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，该反应方程
高温
式为C+CO2 2CO ；D 处一氧化碳在加热条件下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，故此时 D 处观察到黑
色粉末逐渐变红；（2）本实验涉及的物质中，C、CO 具有还原性；（3）该装置不需要添加尾气处理装置，
因为一氧化碳不溶于氢氧化钙溶液，所以过量的一氧化碳已收集在 E 中，并没有排放到空气中，不会造成
污染，故不赞成；（4）取下 A 处试管，加入足量稀盐酸，根据结论碳酸钙未完全分解，碳酸钙与稀盐酸反
应生成氯化钙、二氧化碳和水，故可观察到由气泡产生，由此得出碳酸钙未完全分解；
高温
CaCO3 CaO +CO 解：设 10g 碳酸钙完全分解生成氧化钙的质量为 x，则有 2
100 56
10g x
56 x
=
100 10g
x=5.6g，由于大试管质量为 ag，所以可以在装置冷却后，称量 A 处反应后试管的质量，若质量＞5.6g+ag，
则说明碳酸钙没有完全分解，即可证明该结论。
【变式 8-3】某学习小组为验证碳及其化合物的性质设计如下图所示实验装置进行实验。实验时先通一段
时间氮气， 然后分别点燃 A、C 处酒精喷灯和 D 处酒精灯。
回答下列问题：
（1）B 处反应的化学方程式为 ，其基本反应类型是 ；
（2）C 处碳粉可将二氧化碳转化为一氧化碳，此处可能观察到的现象是 ；
（3）D 处黑色粉末变为亮红色，此处反应的化学方程式为 ；
（4）E 处可观察到的实验现象是 ，仅从观察到的 E 处出现了明显现象是无法判断 C、D 处已
经发生了化学反应的，请简述理由： ；
（5）实验结束后，小组同学欲探究 A 中碳酸钙是否完全分解，有同学提出以下实验方法：
方法一：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加水充分溶解，观察是否有不溶物；
方法二：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生；
方法三：称量 A 中剩余固体质量。
小组同学研讨后认为：方法一不可行，方法二和方法三可行。
I. 方法一不可行的理由是： ；
II. 用方法三进行实验，称得 A 中剩余固体质量为 6.6 克，A 中剩余固体成分是 。
Δ
【答案】 CO2+H2O=H2CO3 化合反应 黑色粉末逐渐减少 CO+CuO Cu+CO2 澄清石灰水变浑浊
通过 C 处未反应的 CO2进入 E 中也会使澄清石灰水变浑浊 CaO 与水反应产生的 Ca（OH）2微溶于水，
无法判断 CaCO3的存在 CaCO3、CaO
【详解】（1）B 处二氧化碳和水反应生成碳酸，CO2 +H2O=H2CO3 ；该反应是两种物质生成一种物质的反
应，属于化合反应；
（2）C 处碳粉和二氧化碳反应生成一氧化碳，此处可能观察到的现象是黑色粉末逐渐减少；
Δ
（3）D 处黑色粉末变为亮红色，一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，反应为 CO+CuO Cu+CO2；
（4）二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，E 处可观察到的实验现象是澄清石灰水变浑浊，仅从观察到的 E
处出现了明显现象是无法判断 C、D 处已经发生了化学反应，因为通过 C 处未反应的 CO2进入 E 中也会使
澄清石灰水变浑浊；
（5）I. CaO 与水反应产生的 Ca（OH）2微溶于水，无法判断 CaCO3的存在，故方法一不可行；
II. 根据质量守恒定律，固体减少质量就是生成气体质量，10g -6.6g=3.4g；设生成 3.4g 二氧化碳需要的碳
酸钙质量为 x
高温
CaCO3 = CaO +CO2
100 44
x 3.4g
100 = x
44 3.4g
x 7.7g
7.7g<10g 故碳酸钙没有完全分解，A 中剩余固体成分是氧化钙和碳酸钙。
【变式 8-4】以焦炭和碳酸钙为原料生产碳化钙（CaC2），并制备重要工业原料乙炔（C2H2）气体，其工艺
流程如下图。
（1）写出碳酸钙分解的化学方程式 。
（2）将氧化钙和焦炭反应的化学方程式补充完整 ，CaO+C→CaC2+CO；生成的 CO 不能排放
到空气中，是因为 。
（3）猜想：固体 A 的成分可能是氢氧化钙或碳酸钙。设计实验证明猜想。
实验 现象 结论
固体 A 的成分不是碳酸钙
高温 2000℃
【答案】 CaCO3 CaO + CO2 CaO+3C CaC2 +CO CO 有毒，会污染环境 取少量样
品于试管中，向试管中滴加稀盐酸 无气泡产生（其他答案合理即可）
【分析】碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和焦炭在 2000℃条件下反应生成一氧化碳
和碳化钙，碳化钙再和水反应生成固体 A 和乙炔。
高温
【详解】（1）碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3 CaO + CO2 ；
（2）氧化钙和焦炭在 2000℃条件下反应生成一氧化碳和碳化钙，反应条件是 2000℃，再根据质量守恒定
2000℃
律配平，可得化学方程式为：CaO+3C CaC2 +CO ，因为 CO 有毒，会污染环境，所以不能排到空
气中；
（3）为检验固体 A 是氢氧化钙还是碳酸钙，可取少量样品于试管中，向试管中滴加稀盐酸，试管中无气
泡产生，则证明固体 A 的成分不是碳酸钙，是氢氧化钙。专题 4.2 碳
【题型 1 同素异形体】
【题型 2 碳单质及其用途】
【题型 3 一氧化碳的性质和用途】
【题型 4 二氧化碳的性质和用途】
【题型 5 碳循环】
【题型 6 碳、一氧化碳还原性的比较】
【题型 7 一氧化碳、二氧化碳的鉴别与转化】
【题型 8 碳酸钙】
【题型 1 同素异形体】
【例 1】（2023·上海普陀·统考一模）不属于同素异形体的一组物质是
A．红磷与白磷 B．木炭与活性炭
C．氧气与臭氧 D．金刚石与石墨
【变式 1-1】（2023·上海宝山·统考二模）互为同素异形体的是
A．氧气和液氧 B．石墨和碳-60 C．冰和干冰 D．水和双氧水
【变式 1-2】（2023·上海徐汇·统考二模）下列关于红磷和白磷的说法，正确的是
A．属于同种物质 B．互为同素异形体
C．着火点相同 D．在空气中燃烧生成的产物不同
【变式 1-3】（2023·上海静安·统考二模）臭氧发生器可将氧气转化为臭氧（O3）。说法正确的是
A．构成 O2和 O3的分子相同 B．O2和 O3互为同素异形体
C．O2和 O3的性质一定相同 D．相同物质的量的氧气和臭氧质量相等
【题型 2 碳单质及其用途】
【例 2】下列对一些事实的解释错误的是
选项 事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，碳的化学性质稳定
B 石墨能够做电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
A．A B．B C．C D．D
【变式 2-1】（2023·上海崇明·统考二模）有关金刚石和石墨的说法错误的是
A．金刚石具有可燃性 B．金刚石硬度很小
C．石墨具有导电性 D．石墨常温下化学性质稳定
【变式 2-2】（2023·上海·模拟预测）金刚石和石墨是常见的碳单质。相关说法不正确的是
A．金刚石和石墨可以互称为同素异形体
B．l g 金刚石和 1 g 石墨含有原子数相同
C．金刚石和石墨中原子的排列方式相同
D．常温下金刚石和石墨的化学性质稳定
【变式 2-3】（2023·上海松江·统考一模）碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是
A．被加热试管的管口有无色液滴 B．生成无色气体
C．导管口冒气泡 D．固体由黑色变红色
【变式 2-4】（2023·上海松江·统考二模）一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减
小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是
A．M 点对应的固体物质只有二种
B．N 点对应的固体是铜
C．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为 1：2
D．0～t2min 内，固体中碳元素的质量减小
【题型 3 一氧化碳的性质和用途】
【例 3】（2023·上海松江·统考二模）对于一氧化碳的说法，正确的是
A．由一个碳元素和一个氧元素组成 B．能溶于水
C．和二氧化碳互为同素异形体 D．可用于冶炼金属
【变式 3-1】（2023·上海·九年级专题练习）关于一氧化碳的说法正确的是
A．是一种酸性氧化物
B．1mol 一氧化碳的质量是 28g/mol
C．一个分子由一个碳原子和一个氧原子构成
D．可用点燃后观察火焰颜色的方法进行检验
【变式 3-2】（燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生 CO 气体，下列关于 CO 的说法不正确的是
A．CO 气体有毒，可危害人体健康 B．CO 可用于冶炼金属
C．CO 可以燃烧，可作燃料 D．在煤炉上放一壶水就能防止 CO 中毒
【变式 3-3】（2023·上海·模拟预测）一氧化碳、碳分别与足量氧化铜反应，相关分析正确的是
A．实验时都必须使用酒精喷灯
B．生成的气体都能使石灰水变浑浊
C．固体减少的质量都等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量
D．生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为 1:2
【题型 4 二氧化碳的性质和用途】
【例 4】（2022 春·上海·九年级专题练习）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
高温
D．物质①和⑤发生反应转化为④的化学方程式为：C + CO2 2CO
【变式 4-1】（2023 秋·上海普陀·九年级校考阶段练习）关于二氧化碳的描述，正确的是
A．由一个碳元素和两个氧元素组成
B．保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子
C．由一个碳原子和两个氧原子构成
D．是引起酸雨的一种气体
【变式 4-2】（2023·上海奉贤·统考一模）为探究碳及其氧化物的某些性质，用以下装置进行实验。将干燥
的二氧化碳通入下图所示装置，一段时间后，点燃 A 处酒精喷灯和 C、D 处酒精灯。
（1）A 处玻璃管中发生反应的化学方程式是 ；
（2）C 处玻璃管中的现象是 。
（3）D 处尾气处理的目的是 。
（4）实验过程中，装置 B、D 中均可观察到的现象为 ，B、D 的作用是否相同？简述理
由： 。
（5）实验过程中，体现了一氧化碳具有的化学性质是 。
【题型 5 碳循环】
【例 5】（2022 春·上海·九年级专题练习）氧循环和碳循环是自然界中的重要循环（如图）。分析两种循环，
其中不正确的是
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量
D．碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【变式 5-1】下列有关碳循环的说法错误的是
A．绿色植物光合作用吸收 CO2释放 O2
B．动、植物呼吸作用吸收 O2释放 CO2
C．用石灰水吸收空气中过量的 CO2，以解决温室效应
D．提倡“低碳生活”，大力推广风能、太阳能等新能源
【变式 5-2】“低碳生活”是指生活作息时所耗用的能量要尽量少，减低二氧化碳排放量，保护环境。下列
做法符合“低碳生活”理念的是
A．节约用电 B．大量砍伐森林
C．提倡使用一次性木筷 D．尽量使用私家车等交通工具
【题型 6 碳、一氧化碳还原性的比较】
【例 6】（2023·上海长宁·统考一模）对比分析是有效的学习方法。
实验
实验Ⅰ：一氧化碳还原氧化铜 实验Ⅱ：木炭还原氧化铜
内容
反应 高温
（请书写化学方程式） C+2CuO 2Cu+CO2↑
原理
实验
装置
实验
黑色固体变 ，澄清石灰水变 。
现象
待实验结束后，应 （选填“首先”或“最后”）熄 待实验结束后，应 （选填“首先”
实验 灭 A 处的酒精灯。 或“最后”）停止加热，理由是 。
结论
与反 当实验Ⅱ中还原反应生成 0.1mol 的铜时，会产生 mol 的二氧化碳（请根据化学方程式列
思 式计算）；
当生成等量的铜，实验Ⅱ中还原反应的二氧化碳排放量比实验Ⅰ的 （选填“多”或“少”）。
【变式 6-1】（2021·上海普陀·统考一模）某兴趣小组同学取 10g 氧化铜和炭粉，通过下列实验对其中炭粉
Δ
含量进行测定。实验前进行知识准备： 2Cu+O2 2CuO
① 关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞。写出 A 中化学反应方程式 ；点燃酒精灯，将尖嘴管对着火
焰，以提高温度。
高温
② 装置 B 玻璃管中发生的反应为C+2CuO 2Cu+CO2 ，体现出碳的 性。
③ 测定炭粉含量可通过以下两种方法：
Ⅰ方法一：弹簧夹保持关闭状态，反应一段时间直至固体颜色不再变化后停止加热，装置 D 中澄清石灰水
不变浑浊的原因是 。若 CO2已被装置 C 完全吸收，写出反应的化学方程式 ，称量装置
C，质量比反应前增重 2.2g，计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为 mol。请判定该方法能否测定混
合物中炭粉含量，并阐述你的理由。
Ⅱ方法二：打开弹簧夹，加热装置 B 直至固体颜色不再变化后停止加热，继续通 O2至装置冷却，目的是能
将残留在装置中的剩余气体全部赶入装置 C，还可以 。通过称量装置 （选填“A”“B”或
“C”）反应前后的总质量计算出原混合物中炭粉含量。
【变式 6-2】（2023·上海虹口·统考一模）某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验
装置如下图所示。
【实验一】碳与氧化铜反应制取铜
（1）A 处发生反应的化学方程式是 ；B 中的现象是 。
（2）加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺
序操作的目的是 。
【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜
（3）开始实验时，下列操作正确的顺序是 。
a、通入一氧化碳一段时间 b、点燃 C 处酒精灯
c、点燃 E 处酒精灯 d、检验 k 处气体纯度
（4）实验二有尾气处理装置，该装置是 （选填“C”“D”或“E”）。
（5）经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体
的质量，则实验一剩余固体的成分是 。
【题型 7 一氧化碳、二氧化碳的鉴别与转化】
【例 7】下图是兴趣小组探究有关碳及其氧化物的性质的实验装置图。下列说法正确的是
A．实验过程中乙处比甲处先反应
B．实验中乙处红色粉末逐渐变黑
C．实验过程中，可观察到丁处澄清石灰水变浑浊
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
【变式 7-1】关于一氧化碳和二氧化碳的说法中，正确的是
A．CO 的含量增加会导致温室效应
B．室内放一盆水可防止 CO 中毒
C．CO 和 CO2组成元素相同，所以它们都具有可燃性
D．大气中 CO2的消耗途径主要是绿色植物的光合作用
【变式 7-2】归纳与比较是化学学习的主要方法。关于 CO2与 CO 的知识总结错误的是
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：通常情况下，CO2不支持燃烧；CO 支持燃烧
C．用途：固体 CO2可用于人工降雨；CO 可作燃料
D．危害：CO2无毒：CO 易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
【变式 7-3】有关 CO2、CO 的说法正确的是
A 组成 组成元素相同，但 CO2比 CO 多一个氧元素
B 除杂 CO2中混有少量 CO，可以用点燃的方法除去
C 收集 都可以用排空气法收集
D 鉴别 可以用溶解性、点燃等方法鉴别这两种气体
A．A B．B C．C D．D
【变式 7-4】（2023·上海普陀·统考一模）实验室为了验证 CO 的还原性，以及与 CuO 反应的产物，如下图
装置所示进行实验。
（1）A 中玻璃管内发生反应的化学方程式是 ；实验进行一段时间后，B 中玻璃管内观察
到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式是 。
（2）实验刚开始就见到 C 中溶液变浑浊，并不能说明 B 中已经反应了，理由是 。
（3）为完善实验，需在 A、B 装置之间加入 D、E 装置，其中装置 D 的作用是 ，装置 E 的
作用是 。
【变式 7-5】（2023·上海崇明·统考一模）活动小组的同学利用下列实验装置进行了系列探究实验。
（1）探究一：CO 与 CuO 的反应
I.连接装置 BC，m 处放入 CuO，实验开始前先通一段时间 CO 的目的是 。
II.CO 与 CuO 的反应中，表现出还原性的物质是 。
III.说明 CO 可以与 CuO 反应的证据之一是装置 C 中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为 。
（2）探究二：除去 CO 中的 CO2
方案 1：在装置 C 中，缓缓通入混合气体。
方案 2：连接装置 AC，缓缓通入混合气体。
I.装置 C 中储气袋的作用是： 。
II.比较方案 1 和方案 2，写出各自的一条优点： 。
（3）探究三：检验 N2中的 O2
Cu 可形成化合价为+1 和+2 的化合物，其中+1 价化合物称为亚铜化合物。
I.氧化亚铜的化学式为 。
II.氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应。利用该性质可检验氮气中是否含有
氧气，装置 D 所示，判断氮气中含有氧气的现象是： 。
【题型 8 碳酸钙】
【例 8】下列各组变化中， 在一定条件下均能一步实现的是
A．① B．② C．①②都不可以 D．①②都可以
【变式 8-1】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
【变式 8-2】（2023·上海青浦·统考一模）某化学兴趣小组为验证碳及其化合物的性质开展了系列实验。
（1）称取 10g 碳酸钙放入大试管（大试管质量为 ag），搭建如图装置后进行实验（夹持装置省略）。
具体操作如下：
步骤 1：点燃 A 处酒精喷灯
A 处试管中发生反应的化学方程式为 。
步骤 2：待到 B 处装置中出现气泡时，立即点燃 C 处酒精喷灯和 D 处酒精灯
一段时间后，B 处还可以观察到的现象为 ，C 处发生反应的化学方程式为 ，
D 处可观察到的现象是 。
（2）本实验涉及的物质中， （填写物质化学式）具有还原性。
（3）有小组同学认为该实验还需增加装置处理尾气中的 CO，你是否赞成？请结合实验装置阐述理
由 。
（4）实验结束后，小组同学对碳酸钙是否完全分解展开实验：取下 A 处试管，加入足量稀盐酸，观察
到 ，由此得出碳酸钙未完全分解。请设计其他实验方案证明该结论 。
【变式 8-3】某学习小组为验证碳及其化合物的性质设计如下图所示实验装置进行实验。实验时先通一段
时间氮气， 然后分别点燃 A、C 处酒精喷灯和 D 处酒精灯。
回答下列问题：
（1）B 处反应的化学方程式为 ，其基本反应类型是 ；
（2）C 处碳粉可将二氧化碳转化为一氧化碳，此处可能观察到的现象是 ；
（3）D 处黑色粉末变为亮红色，此处反应的化学方程式为 ；
（4）E 处可观察到的实验现象是 ，仅从观察到的 E 处出现了明显现象是无法判断 C、D 处已
经发生了化学反应的，请简述理由： ；
（5）实验结束后，小组同学欲探究 A 中碳酸钙是否完全分解，有同学提出以下实验方法：
方法一：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加水充分溶解，观察是否有不溶物；
方法二：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生；
方法三：称量 A 中剩余固体质量。
小组同学研讨后认为：方法一不可行，方法二和方法三可行。
I. 方法一不可行的理由是： ；
II. 用方法三进行实验，称得 A 中剩余固体质量为 6.6 克，A 中剩余固体成分是 。
【变式 8-4】以焦炭和碳酸钙为原料生产碳化钙（CaC2），并制备重要工业原料乙炔（C2H2）气体，其工艺
流程如下图。
（1）写出碳酸钙分解的化学方程式 。
（2）将氧化钙和焦炭反应的化学方程式补充完整 ，CaO+C→CaC2+CO；生成的 CO 不能排放
到空气中，是因为 。
（3）猜想：固体 A 的成分可能是氢氧化钙或碳酸钙。设计实验证明猜想。
实验 现象 结论
固体 A 的成分不是碳酸钙
