2025年中考化学一轮复习 专题05 碳和碳的氧化物（讲义）

这是一份2025年中考化学一轮复习 专题05 碳和碳的氧化物（讲义），共35页。

考点一 碳单质
一、碳单质的物理性质和用途
二、无定形碳
1．焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是 ，结构与 类似。
木炭、活性炭有 的结构，因此有 ，活性炭的 比木炭强。
2．活性炭的应用：可用于 中除去毒气、制糖业中 以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。
3．活性炭、木炭的吸附性是 性质。
三、碳单质的化学性质
1．碳单质的化学性质
（1）常温下 强（古代字画能长久保存的原因）。
（2） ：(O2充足)完全燃烧生成CO2： ；（O2不足）不完全燃烧生成CO： 。
（3）还原性：C+2CuO 2Cu+CO2↑（置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 ）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊）
应用：冶金工业。
2．实验：木炭与氧化铜反应
1．金刚石、石墨都是由 构成的，C60是由C60分子构成的，一个C60分子由 构成。
2．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是 。
3．木炭、活性炭、焦炭和炭黑都属于 ，这些物质的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭都是疏松多孔的结构，具有吸附性（ 性质），活性炭的吸附性更强。
1．（2024·江苏盐城）阅读下列资料，完成下面小题：
透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质；碳原子核外电子数为6，其结构示意图如图所示。
金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软，有滑腻感。常温下为固体，能与K等金属反应生成超导体材料，如图所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
2．下列关于的说法中不正确的是（ ）
A．分子具有空心球体结构
B．是一种新型有机高分子材料
C．每个分子由60个碳原子构成
D．有可能在催化领域具有广泛应用
3．下列摘录中，属于物质结构描述的是（ ）
A．碳原子核外电子数为6B．金刚石可用来切割大理石
C．石墨很软D．能与K等金属反应
4．金刚石、石墨和和都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子（ ）
A．种类不同B．大小不同C．质量不同D．排列方式不同
考点二 一氧化碳和二氧化碳
一、一氧化碳
1．物理性质： 色、 味的 气体， 溶于水，密度比空气 。
2．化学性质
（1）可燃性：2CO+O22CO2 点燃CO，产生 ，放出热量。
（2）毒性：是指它极易与人体血液中的 结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合， ，造成生物体内 ，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要 。
（3）还原性
实验：一氧化碳还原氧化铁
（4）用途
①作燃料：CO具有 ，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。
②冶炼金属：CO具有还原性，用于 。
二、二氧化碳
1．二氧化碳的物理性质
（1）二氧化碳的物理性质
色、 味的气体， 溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为
（用途制冷剂、 、食物储运、制造舞台烟雾效果）。
（2）探究二氧化碳物理性质的两个实验
2．二氧化碳的化学性质
（1）二氧化碳不能 ，也不 。
（2）与水反应：CO2+H2O===H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变 。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3===H2O+CO2↑。
（3）与碱反应：
①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O，观察到有 生成，因此实验室通常用澄清石灰水 ；
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液
二氧化碳。
（4）二氧化碳与水反应的实验探究
3．二氧化碳的用途
（1）固体二氧化碳（干冰）的用途：
① ：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。
②用于 ：利用干冰升华吸热的原理。
③制造舞台烟雾效果。
（2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（ ），又利用二氧化碳的化学性质（ ）。
（3）农业生产中的 。
（4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。
4．一氧化碳和二氧化碳的比较
1．（2023·辽宁营口）下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ）
A．一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化
B．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料
C．一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红
D．一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强
2．（2024·北京）用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。
（1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。
（2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。
考点三 常见气体的制取
一、实验室制取气体的装置
二、二氧化碳的制取
三、二氧化碳与氧气实验室制法的比较
四、实验室制取气体的一般思路和方法
1．确定制取气体的化学反应原理
（1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
（2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。
2．确定制取气体时应采用的实验装置
（1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示：
①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。
②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。
温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。
（2）收集装置的确定
3．实验室制取气体的实验操作顺序
实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为：
①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装；
②检查装置气密性；
③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；
④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；
⑤制取气体；
⑥收集气体并验满；
⑦拆洗仪器。
1．药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应，是因为稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发）。②也不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
2．①反应容器中的导管不能伸入过长，应稍露出橡皮塞。
②若使用双孔橡皮塞，长颈漏斗下端的管口应伸入到液面以下，以免产生的气体从长颈漏斗逸散到空气中。
③收集气体时，集气瓶口朝上，导管伸入到集气瓶的底部，以收集到较纯净的气体。
3．用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法；
4．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。
5．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。
1．（2024·陕西）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ）
A．检查气密性B．装药品
C．收集气体D．气体验满
2．（2024·内蒙古兴安盟）化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置回答问题。
（1）写出仪器①的名称 。
（2）实验室选用A装置制取氧气，反应的化学方程式为 ，固定装置时试管口略向下倾斜的原因是 。
（3）若用G装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入集气瓶。
（4）实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用B装置作为发生装置的优点是 ，请指出C装置中存在的一处错误是 。
（5）甲烷(CH4)是难溶于水的无色气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是 (从A~F装置中选择)。
考点四 二氧化碳对生活和环境的影响
绿色植物的光合作用
1．自然界中的二氧化碳循环
人和动植物的呼吸，
化石燃料的燃烧等
二氧化碳 氧气
（1）CO2的来源： 。
（2）消耗二氧化碳的途径： 。
2．二氧化碳对人体和环境的影响
（1）CO2对人体健康的影响：CO2 ，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做 。
（2）CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使 加剧，造成全球变暖等。
3．低碳行动
（1）减少CO2的排放：减少使用 ，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。
（2）增大CO2的吸收：大力 ，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存CO2等。
1．CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。
2．能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。
1．（新情境）自然界中的碳氧循环如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．植物的呼吸作用放出氧气
B．碳氧循环过程均发生了化学变化
C．绿色植物的光合作用是光能转化为化学能
D．绿色植物光合作用的化学方程式为
2．（2024·山东东营）我国提出2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。下列做法不利于实现“碳达峰，碳中和”的是（ ）
A．绿色出行B．焚烧垃圾C．节约用纸D．随手关灯
题型一 碳单质
►考向01 碳单质的物理性质及用途
1．（2023·黑龙江大庆）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是（ ）
A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质
B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯
D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异
2．（2023·吉林）下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是（ ）
A．都是碳的单质B．都由碳元素组成
C．物理性质相同D．碳原子排列方式不同
3．（2024·湖南长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ）
A．活性炭B．金刚石C．石墨D．
►考向02 碳单质的化学性质
4．（2023·湖北十堰）《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑（ ）
A．是黑色固体B．具有吸附性
C．常温下性质稳定D．具有还原性
5．化学方程式中包含很多的信息。关于反应的说法中正确的是（ ）
A．反应后试管中固体质量减少，不遵守质量守恒定律
B．碳与氧化铜是反应物，参加反应的质量比为3∶20
C．反应前后各种元素的化合价都发生变化
D．该反应中表现出碳具有还原性
►考向03 木炭还原氧化铜实验
6．（2023·西藏）我国提出2060年前实现碳中和，体现了构建人类命运共同体的大国担当。碳中和是指的排放总量和减少总量相当。丁仲礼院士认为碳中和是让人为排放的被人为努力和自然过程所吸收。
（1）实现碳中和人人有责。为了减少排放，同学们改进了木炭还原氧化铜实验装置，改进前和改进后装置如图所示。请问装置B的作用是 。

【实验操作及现象】
按如图改进后装置进行实验，观察到如下实验现象
现象1：加热一段时间后，试管中部分黑色固体变红；
现象2：装置A中澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】
（2）现象1说明木炭具有 性；现象2说明生成了 气体。
【实验反思】
（3）老师告诉同学们实验中还会产生少量的CO，于是同学们按如图所示增加小气球以此完善实验装置。请问小气球的作用是 。

【思考延伸】
（4）随着工业生产的高速发展和人民生活水平的提高，排入大气中的越来越多，导致温室效应加剧。下列措施有助于实现碳中和的有_____(填字母)。
A．植树造林
B．用清洁燃料代替化石燃料
C．利用人工途径将合成为淀粉
题型二 一氧化碳和二氧化碳
►考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途
7．（2024·辽宁）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是（ ）
A．作燃料B．参与光合作用C．固态二氧化碳用于人工降雨D．制碳酸饮料
8．（2024·山东临沂）下列关于碳和碳的化合物说法中不正确的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质
B．一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同
C．二氧化碳灭火器可用来扑灭图书、档案等物的失火
D．二氧化碳和葡萄糖（）都属于有机化合物
9．（2024·云南）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ）
A．CO可用于冶炼金属
B．CO和CO2不能相互转化
C．用墨绘制的画能保存长时间不变色
D．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂
►考向02 二氧化碳的性质实验
10．（2024·四川泸州）向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，注入适量的蒸馏水，盖上玻璃片，上下振荡，再将其倒置（如图），把手移开，玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是（ ）
A．玻璃片没有掉下，证明瓶内气压大于大气压
B．玻璃片没有掉下，证明CO2与水发生了反应
C．振荡后试纸变红，证明CO2与水反应产生了酸
D．振荡后试纸变红，证明CO2能与石蕊反应变红
11．（2024·四川内江）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是（ ）
A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成
B．该反应中，失去氧的物质是CO
C．CO具有可燃性
D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
12．（2024·北京）用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。
（1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。
（2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。
►考向03 一氧化碳和二氧化碳的对比
13．（2023·湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ）
A．元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物
B．分类观：CO和CO2都属于氧化物
C．变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化
D．结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似
14．（2023·辽宁营口）下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ）
A．一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化
B．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料
C．一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红
D．一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强
题型三 常见气体的制备
►考向01 实验室制取气体的仪器和原理
15．（2024·四川德阳）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I．根据图1回答下列问题：
（1）写出装置A中任意一种仪器的名称 。
（2）实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。
II．根据图2回答下列问题：
（3）若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
（4）加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2
b．观察O2产生的速率
c．加快O2的生成
d．保证供给O2的湿度需求
（5）调节供氧流速可以 （填具体操作）。
►考向02 发生装置和收集装置的选择
16．（2024·内蒙古通辽）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。
（1）实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。
（2）若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。
（3）新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。
FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。
17．（2024·江苏盐城）我国向世界承诺：努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等，达到相对零排放，为人类社会可持续发展贡献中国力量。
（3）实验室制备。根据下列仪器装置，回答问题。
①写出标号仪器的名称：a． ，b． 。
②制取可在A~E中选用装置 ；装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。
18．（2024·四川内江）图中A～F是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题。
（1）写出图中标注的仪器名称：① ；② 。
（2）加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气，应选 (填装置标号)作发生装置，若选F作收集装置，验满时带火星的木条应放在 (填“a”或“b”)口。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ，B、C都可作该实验的发生装置、其中更利于控制反应速率的是 (填装置标号)，收集装置不选E的原因是 。
（4）实验室常将浓氨水滴入生石灰(CaO)中快速制取氨气，利用了生石灰与水反应 (填“放热”或“吸热”)，使氨气的溶解度 (填“增大”或“减小”)的原理。
►考向03 气体的检验和验满及性质验证
19．（2024·甘肃白银）掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。某化学实验室现有稀硫酸、稀盐酸、石灰水、石灰石、氯酸钾、二氧化锰药品以及下列仪器，请回答有关问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）利用上述仪器和药品可以制取氧气，反应的化学方程式为 。用排水集气法收集氧气，当集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片 （填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面， （填“正”或“倒”）放在桌面上、如果用排水法收集的氧气不纯，可能的原因是 （答一点即可）。
（3）利用上述药品制取二氧化碳的化学方程式是 。检验二氧化碳的方法是 。小明同学用如图装置制取二氧化碳，请你指出该装置的两处错误： 、 。
20．（2024·新疆）如图所示A-E为实验室常见的气体发生和收集装置，请回答下列问题。
（1）写出仪器①的名称： 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，反应的基本类型是 。采用排水法收集氧气，停止加热时，应该 ，以防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂。
（3）实验室制取二氧化碳的发生和收集装置组合为 (填字母)。为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管口 (填“a”或“b”)通入到装置F中，观察到试管中的紫色石蕊试液变为红色，是因为二氧化碳与水反应生成了 。
►考向04 万能瓶的使用
21．（2024·四川广安）化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器：
（1）仪器B （填“能”或“不能”）直接加热。
（2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 、E、C（填字母）；若用如图所示装置收集CO2，应从 端进气（填“a”或“b”）。
（3）若用KClO3和MnO2制取O2，除用上述部分仪器外，还必需补充的仪器是 （填仪器名称）。该反应的化学方程式为 。
22．（2024·广东深圳）思考乐俊宇同学想要做实验室制取二氧化碳实验：
（1）实验室制取的方程式： ；
（2）制取二氧化碳的发生和收集装置为 。（填序号）
（3）干燥气体，从E中的 口通入。
题型四 低碳生活与资源化利用
►考向01 碳中和、低碳行动
23．（2024·山东烟台）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。“碳中和”的“碳”是指（ ）
A．二氧化碳B．碳元素C．碳原子D．所有含碳物质
24．（2024·内蒙古赤峰）社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是（ ）
①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋
④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋
A．①②④⑥B．①③④⑤C．②③④⑥D．②④⑤⑥
►考向02 碳循环
25．（2024·山东淄博）我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（ ）
A．碳中和是指用碱中和产生的B．途径①表示植物的光合作用
C．途径②中部分最终转变为碳酸盐D．化石燃料燃烧使排放量增加
26．（2023·山东泰安）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大本要循环。

请结合图示回答相关问题：
（1）化石燃料主要包括 、石油和天然气；从物质分类角度看，属于 。
（2）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。
（3）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能；在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。
（4）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示：

则反应的化学方程式为 。
►考向03 二氧化碳的资源化利用
27．（2024·重庆）杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇()”。我国科研人员研制出一种新型催化剂，能将转化成甲醇，其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是
A．M的化学式为
B．该成果可为碳中和提供科学方案
C．Ⅰ中反应不是化合反应
D．该转化中和M的分子数目比为1：2
28．（2023·江苏镇江）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A．转化①中反应物全部转化为尿素
B．转化②中CO2分子间的间隔变小
C．转化③有利于减少“白色污染”
D．自然界中转化④是无机化合物向有机化合物的转化
29．（2024·江苏镇江）助力“碳中和”，CO2的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。
（1）CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。
①化石燃料主要包括 、石油和天然气。
②大气中CO2的含量过高，会造成 （填环境问题）。
（2）CO2的捕集：工业上可用氨水、K2CO3溶液等化学物质捕集烟气中的CO2。
氨水捕集CO2的实验流程如下。
①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。
②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是 。
（3）CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。
①整个转化过程中Ni/CaO的作用为 。
②生成CH4的总反应化学方程式为 。
跨学科实践活动
基于碳中和理念设计低碳行动方案
1．（2024·广东）同学们展示如图2所示的方案，并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条)：a. ；b. ；c. 。
ii.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林，利用绿色植物的 作用吸收CO2。
2．我国承诺：2030 年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。
I.碳排放：
（1）查阅图 1，动植物呼吸 (选填“能”或“不能”)释放CO2。
Ⅱ.碳中和：
（2）自然吸收：查阅图 1，CO2的自然吸收途径有 (填图中序号)。
（3）人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。
①操作1用到玻璃棒的作用是： 。
②大气中二氧化碳含量过高时可能会形成 效应。
③反应、分离室中发生的复分解反应的化学方程式为 。
④高温反应室中发生的化学反应方程式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。
⑤流程中可循环利用的物质有CaO、 。
考点一 爱护水资源
一、水资源状况
1、水的概况：地球上总储水量约为1.391×1018m3，地球表面约71%被水覆盖。可直接利用的淡水量2.53%。
2、总量相对较多，但人均水资源量相对较少，且地域差距很大。
二、水资源的污染与防治
1.水的污染源 工业污染：包括：废水、废气、废渣。
主要有 农业污染：包括：化肥、农药。
生活污染：包括：污水、垃圾。
2.水体污染的危害有：影响工农业、渔业生产、危害人体健康。
3.爱护水资源：一方面要节约用水，另一方面要防治水体污染。
国家节水标志
（1）节约用水
①生活上：a.使用节水器具；b.一水多用，如用淘米水浇花等；
②农业上：改大水漫灌为滴灌、喷灌；
③工业上：循环使用。
（2）防治水污染
工业上：应用新技术、新工艺减少污染物的产生，对污染的水体处理达标后排放。
农业上：合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥。
生活上：生活污水要集中处理达标排放，不使用含磷洗涤剂等。加强水质监测。
1．【答案】D
2．【答案】C
考点二 水的净化
一、水的净化方法
1、沉降是重力作用，除去水中颗粒较大的不溶性杂质； 促进方法：明矾（可促进水中悬浮杂质的沉降）
2、过滤：
倾倒液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒；
玻璃棒末端轻靠在三层滤纸的一边；
漏斗下端紧靠烧杯内壁①适用范围：难溶性固体与液体的分离。
②实验仪器：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、玻璃棒；实验用品：滤纸。
③原理：分离颗粒大小不同的混合物，除去水中颗粒较小不溶性杂质；
④操作要点、操作说明及未规范操作可能产生的后果：
④玻璃棒在过滤中的作用是引流。
⑤过滤后，如果滤液仍然浑浊，可能原因有:
A承接滤液的烧杯不干净 B倾倒液体时液面高于滤纸边缘 C滤纸破损
⑥如果过滤后的滤液仍然浑浊，接下来应如何操作？更换滤纸并清洗仪器，重新过滤，直到滤液澄清。
3、吸附：原理：活性炭：表面疏松多孔，表面积大；除去水中的颜色或气味的物质，该过程属于物理变化。
4、蒸馏 原理：各成分的沸点不同；除去水中可溶性杂质，净化程度最高---得到的是蒸馏水。
⑴蒸馏时加入沸石的目的：防止暴沸；
⑵图中温度计水银球的位置是插入到支管口，原因是此温。
度计不是测水温而是测支管口处水蒸气温度。
⑶知道冷凝管的进水口和出水口：下管进水，上管出水。
5、消毒杀菌：用液氯，此过程是个化学变化。
6、小结：水的净化效果由低到高的是：沉淀、过滤、吸附、蒸馏（均为物理方法），其中净化效果最好的是蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
7、自制净水器：
纱布
蓬松棉
（ ）
（ ）
（ ）
纱布
生活中，我们可用小卵石、活性炭、石英砂、棉花、纱布自制一个净水器。右图是某同学用去底的可乐瓶自制的净水器。
请回答下列问题。
⑴从上到下的四层物质依次是小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉。
⑵小卵石与石英砂、纱布的作用是：过滤掉难溶性杂质。
⑶活性炭的作用是：过滤掉难溶性杂质并吸附掉有颜色、有异味、有毒的物质。
⑷蓬松棉的作用是阻隔住固体颗粒以防堵住下端导管。
二、自来水和软硬水
1、自来水生产过程：
天然水→加混凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→自来水
自来水厂净水过程示意图
2、硬水和软水
（1）定义：硬水：含有较多可溶性钙、镁矿物的水；软水：不含或含较少可溶性钙、镁矿物质的水
（2）区别方法：加入肥皂水搅拌，产生泡沫多的为软水，反之为硬水。
（3）转化方法：加热煮沸（日常生活）、蒸馏（实验室、工业）等。
（4）硬水的危害：用硬水洗涤衣物既浪费肥皂，又不易洗净，时间长还会使衣物变硬。锅炉长期用硬水，易形成水垢，不仅浪费燃料，严重者可引起爆炸。长期饮用硬水有害身体健康。
1．【答案】C
2．【答案】（1）加速沉降(沉降等) （2）过滤 漏斗/玻璃棒/烧杯等 （3）吸附 （4）混合物
考点三 水的组成
实验 水的组成及变化的探究
一、水的分解
二、水的合成
1、氢气的物理性质：氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，难液化；
2、检验氢气纯度。
（1）收集一试管氢气，用拇指堵住试管口；管口朝下，靠近火焰，移开拇指点火。
（2）如发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯。如听到声音很小，则表示氢气较纯。
3、氢气燃烧步骤： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①检验纯度（气体不纯净点燃时，易发生爆炸）； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②在火焰上方罩一个干燥且凉的烧杯； = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③用手接触烧杯。
4、氢气燃烧现象：氢气燃烧，产生淡蓝色的火焰；烧杯内壁凝结有水雾；烧杯发烫。
5、化学方程式：2H2+O22H2O。
6、结论：氢气和氧气在点燃的条件下生成水，即水是由氢氧元素组成。
1．【答案】D
题型一 爱护水资源
►考向01 节约用水
1．【答案】C
2．【答案】B
►考向02 保护水资源
3．【答案】B
►考向03 水源的现状
4．【答案】D
题型二 水的净化
►考向01 净水的方法
5．【答案】B
6．【答案】D
7．【答案】（1）明矾
（2）引流
（3）活性炭/木炭
（4）煮沸
►考向02 自来水的生产过程
8．【答案】A
9．【答案】C
►考向03 硬水与软水
10．【答案】A
11．【答案】C
►考向04 简易净水器
【答案】12．D 13．C 14．A
题型三 水的组成
►考向01 电解水实验
15．【答案】B
16．【答案】A
17．【答案】（1）水中含氢元素
（2）带火星的木条复燃
►考向02 水的合成
18．【答案】D
19．【答案】（1）水槽
（2） 向下排空气
（3）用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火 尖锐的爆鸣声
（4）火焰为淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁上有水雾出现
►考向03 探究水的组成
20．【答案】（1）氢元素和氧元素
（2）
（3）/
（4）密度比/密度
（5）各元素质量比
►考向04 水的综合考查
21．【答案】A
22．【答案】（1）铁架台
（2）氧气/O2
（3）纯度
（4）大于
跨学科实践活动
【答案】（1）D （2）B （3）D
2．【答案】（1）疏松多孔
（2）一般
3．【答案】（1）投药消毒
（2）硬水
（3）活性炭
结构
构成微粒
性质
用途
物理性质不同的原因
金刚石

无色透明的的固体。天然存在的最 的物质。
特殊条件下制备的金刚石薄膜 、 大；
好。
制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ；
金刚石薄膜用作 ；用于 。
金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因：


石墨

色的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。
作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂
C60

有特殊的物理性质
用于 、 、材料科学等领域
实验仪器
试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴
实验试剂
木炭、氧化铜、澄清石灰水。
实验原理
。
实验装置
实验步骤
a.连接仪器，检查装置的气密性；
b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中；
d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟；
e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。
实验现象
大试管中的固体由 色变为 色；小试管中的澄清石灰水 。
实验结论
木炭能够还原氧化铜生成 单质和 ；该实验说明木炭具有 性。
实验注意
= 1 \* GB3 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。
= 2 \* GB3 ②火焰加金属网罩的目的： 。
= 3 \* GB3 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的： 。
= 4 \* GB3 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。
⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应。
计算思维辨析
固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。
实验仪器
硬质玻璃管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、铁架台、酒精灯、酒精喷灯、玻璃导管
实验试剂
一氧化碳、氧化铁、澄清石灰水
实验原理

实验装置
实验步骤
a.组装仪器，并检查装置的气密性；
b.装入药品，固定装置；
c.点燃酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳；
d.点燃酒精喷灯；
e.反应完成后，熄灭酒精喷灯；
f.硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳；
g.熄灭酒精灯。
实验现象
与原理
玻璃管内：红棕色粉末 。反应的化学方程式：

试管内：澄清石灰水 。反应的化学方程式：

酒精灯处：气体 。反应的化学方程式：

实验注意
1.装置尾部酒精灯的作用是 。
2.实验开始时，要先 ，一段时间后再 ，目的是 。
3.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是 。
4.在CO还原Fe2O3的反应中，CO具有 性，作 剂。
5.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止 。
6.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使 ，提高 。
倾倒二氧化碳
溶解性实验
实验装置图
实验操作
向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。
向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。
实验现象
蜡烛
塑料瓶
实验分析
二氧化碳 （物理性质）；
二氧化碳 ，也 （化学性质）。
原因： 。
实验操作
喷稀醋酸
直接喷水
直接放入CO2中
喷水后放入CO2中
烘干第四朵花
现象
小花变红色
小花不变色
小花不变色
小花变红色
红色褪去
分析

水不能使紫色石蕊变色
二氧化碳不能使紫色石蕊变色


结论
a.二氧化碳能与水反应生成碳酸， ，显酸性。
b.生成的碳酸 ，很容易分解生成 和 。
实验改进
①操作示意图（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，垂直固定装璃管的装置末画出）；
②现象：d处棉花比a处棉花 ，b、c处棉花 ；
③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 ，温润的棉花 ，干燥的棉花 ，可得出二氧化碳能与水反应。
一氧化碳
二氧化碳
物理性质
色态味
无色、无臭气体
无色、无臭气体
密度
比空气
比空气
水溶性
溶于水
溶于水
化学性质
可燃性

在一般情况下，既
与某些氧化物反应
CO+CuOCu+CO2
不反应
与水反应
不反应

与石灰水反应
不反应

毒性

无毒
主要用途
燃料、冶炼金属
灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化
；
装置
类型
选择依据
拓展装置
发生装置
固体加热型
反应物是固体；
反应条件需要加热。
——
固液不加热型
反应物是固体和液体；
反应条件不加热。
分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。
收集装置
排水法
适合溶解性小；
不与水反应的气体
气体从短管进集气瓶，水从长管排出
向上排空气法
适合密度大于空气的气体；
且不与空气各成分反应
气体从长管进集气瓶，空气从短管排出
向下排空气法
适合密度小于空气的气体；
且不与空气各成分反应
气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
各种装
置气密
性检查
将导管伸入
中，手紧握容器外壁，观察导管口有
冒出，松手后 ，则装置不漏气，反之漏气
用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入 ，若长颈漏斗下端形成 ，则装置不漏气
向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好
当缓缓拉活塞时，观察到 ，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到 ，则气密性良好
关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后， ，说明装置气密性良好
装置拓展
固液常温型装置
制取方法
实验室制法
工业制法
制取试剂
大理石(或石灰石)与稀盐酸

反应原理

CaCO3CaO+CO2↑
装置
依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度
型
（反应物状态为固体和液体，反应条件为常温）
法
（二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大）
实验步骤
（1）“组”：组装仪器。
（2）“查”：检查装置的气密性。
（3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。
（4）“集”：用向上排空气法收集。
（5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。
（6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法
把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变 ，证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法
将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到 ，证明二氧化碳已经收集满。
净化装置
制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过
除去HCl气体，再通过 除去水蒸气。
二氧化碳的实验室制法
氧气的实验室制法
反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2H2O22H2O+O2↑
发生装置
过氧化氢制氧气
收集方法
向上排空气法
向上排空气法或排水法
检验
将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2
用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2
验满
将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满
将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满
所收集气体的性质
难溶(或不溶)于水
密度小于空气的(相对分子质量小于29)
密度大于空气的(相对分子质量大于29)
收集装置
收集方法的特点[
所收集气体较纯，但有少量水蒸气
所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单
注意事项
集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处
导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满
操作要点
操作说明
未规范操作可能产生的后果
一贴
滤纸紧贴漏斗内壁
如果滤纸未贴紧(留有气泡)，会造成过滤速度慢
二低
滤纸边缘低于漏斗口
如果滤纸边缘高于漏斗口，液体可能会从漏斗外流下
漏斗内液面低于滤纸边缘
如果液面高于滤纸边缘，液体会不经滤纸过滤而流下
三靠
倾倒液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒
如果没有用玻璃棒引流，可能造成液滴飞溅
玻璃棒末端轻靠在三层滤纸的一边
如果玻璃棒靠在单层滤纸这边，可能造成滤纸破损
漏斗下端紧靠烧杯内壁
如果没有紧靠，过滤速度变慢，同时可能造成液滴飞溅
仪器、试剂
水电解器、直流电源、导线、木条、火柴
实验原理
2H2O2H2↑+O2↑（分解反应）。
实验装置
实验步骤
a.在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源；
b.接通直流电源，观察玻璃管内的现象并记录；
c.切断上述装置的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应中产生的气体；
实验现象
通电后，两电极上都有大量的气泡产生，液面下降，一段时间后，正极所产生的气体与负极所产生的气体体积之比约为1：2。
产物检验
（1）正极：用带火星的木条，带火星的木条复燃，证明正极产生的气体是氧气；
（2）负极：用燃着木条，气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明负极生成的气体是氢气。
实验结论
及推论
①水是由氢元素和氧元素组成的。
②验证了化学变化中分子可再分而原子不可再分。
③电解水产生气体的体积和质量的坐标曲线如图所示，通过生成氢气和氧气的体积比约为 2∶1，推出它们的质量比约为1∶8。
微观认识水
的电解过程
a.电解水的过程可用图2表示，粒子运动变化的先后顺序是④③①② 。
b.图3表示电解水的微观示意图，该反应中属于单质的是H2、O2 ，该化学反应的实质是水分子分裂成氢原子和氧原子,氢原子重新组合成氢分子,氧原子重新组合成氧分子 。
问题讨论
电解水时，若氧气与氢气的体积比小于1:2，可能的原因有：氧气在水中的溶解性比氢气稍大；氧气具有氧化性，部分氧气将电极氧化而消耗；正极未完全放入玻璃管中，使氧气泄漏等。
简易装置
装置改进
改变电解容器
使用注射器或量筒，优点是带刻度，直接获取气体体积比。
改变检验气体方式
改进后的优点是检验装置气密性、检验收集气体简单，且防止氢氧化钠沾皮肤上及可用秒表精确测量一定电压，浓度时产生氢气、氧气的体积
增加便利性
改进后的优点：携带方便，实验时可直接摆放在讲台上，无须固定；操作简单，安全方便，便于观察，所需电解液的量少；电解速度快；取材简单广泛，充分利用了生活资源如饮料瓶，一次性注射器等。针筒有刻度，易于观察气体体积。用保险丝做电极，减小用石墨棒做电极时对氧气的吸附，或因电极被氧化而消耗氧造成误差。