课时训练2 碳和碳的氧化物
夯实基础
1．[2017·兰州]下列有关碳单质的性质和结构，说法正确的是( ) A．金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子大小不同 B．用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为碳的化学性质不活泼 C．C60表示一个C60分子
D．所有碳单质燃烧只生成二氧化碳
2．[2016·泉州]石墨烯是由碳元素组成的非常优良的纳米材料，具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是( )
A．可作散热材料 B．是一种化合物 C．可作新型电池的电极 D．完全燃烧生成二氧化碳
3．如图K2－1所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，说法不正确的是( )
图K2－1
A．甲、乙两处的现象分别是：黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红 B．甲处发生的反应是典型的吸热反应 C．丙处试管可防止液体倒吸
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
4．如图K2－2是实验室制取二氧化碳的实验装置图，请回答下列问题。
图K2－2
(1)写出带标号仪器名称： a________，b________。 (2)
实
验
室
制
取
二
氧
化
碳
的
药
品
是
________________________________________________________________________，化学方程式是
________________________________________________________________________。 (3)采用________法收集二氧化碳，其原因是________________________________________。
(4)收集二氧化碳________(填“能”或“不能”)用排水法，其原因是________________________________________________________________________。
(5)
这
套
装
置
还
可
以
制
取
________
，
化
学
方
程
式
为
________________________________________________________________________。
5．小组同学分别用如图K2－3所示装置(夹持仪器已略去)做收集并检验二氧化碳性质的实验。
图K2－3
(1)实验中，连接A、B装置时，应将A装置中的e连接B装置中的________(填“a”或“c”)。
(2)在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸。则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)打开a、c，关闭b，向B中集气瓶内充入气体；关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中烧杯内液面________(填“上升”“下降”或“不变”)。
6．[2017·宜昌]碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关，请依据图K2－4回答问题。
图K2－4
(1)图甲是碳原子结构示意图，其原子核内质子数为____，该元素在元素周期表中位于第____周期。
(2)碳元素组成的不同碳单质有广泛的用途。图乙中用到的碳单质是________，图丙中用到的碳单质是________，图丁中用到的碳单质是________；不同碳单质物理性质存在明显差异的原因是________________________________________。
(3)CO和CO2是碳的两种氧化物。CO可作燃料，在空气中燃烧的化学方程式是__________________________。CO2
可制作饮料，和水反应的化学方程式是__________________________。
能力提升
1．木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图K2－5所示。下列说法正确的是( )
图K2－5
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应 B．两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变 C．两个实验中都可观察到红色固体变黑 D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
2．如图K2－6是某同学对二氧化碳部分知识构建的网络图(部分反应条件和部分生成物已省略)。
图K2－6
(1)写出a燃烧的化学方程式________________________________________________________________________。 (2)物质b主要成分中的阳离子是________(填离子符号，下同)，阴离子是________。 (3)物质c中C、H、O三种元素的质量比是________。
(4)d的化学式为________，标出物质e化学式中带点元素的化合价________。 (5)自然界消耗二氧化碳的途径是________。
3．下列是实验室制备CO2并验证CO2性质的实验装置图，按要求回答下列问题：
图K2－7
(1)写出仪器名称：①_________，②__________。
(2)在检查装置A的气密性操作时，当关闭活塞M和N，向仪器②中注水，观察到________________________的现象时，说明装置漏气。
(3)关闭活塞N，打开活塞M，向仪器②中加入稀盐酸，装置B处观察到的现象是________、________，当观察到C处
的
石
灰
水
变
浑
浊
时
，
则
C
中
发
生
反
应
的
化
学
方
程
式
是
________________________________________________________________________
______________。
(4)关闭活塞M，打开活塞N，用A、D、E、F制取纯净干燥的CO2气体，装置D的作用是________________，装置E中盛装________，用于除去CO2气体中的水分；当观察到________时，说明F中已收集满二氧化碳气体。
(5)若关闭活塞M，打开活塞N，实验室要制取干燥的氧气，在A、D、E、F、G中，只需选用的装置是________(填序号)，化学反应方程式是______________________________。
4．[2016·遂宁]某校学习小组的同学为了测定某石灰石中碳酸钙的质量分数，他们取该石灰石样品10 g加入烧杯中，再把80 g稀盐酸分四次加入，实验过程所得数据如下表(已知石灰石样品中含有的杂质既不溶于水，也不与稀盐酸反应)：
实验次数 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g 分析表中数据，完成下列问题： (1)表中m的数值为________。
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为________。
(3)计算第一次实验反应结束后所得溶液中溶质质量分数。(计算结果精确到0.1%)
参考答案
夯实基础
1．C [解析] 由于碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异很大；常温下碳的化学性质不活泼，古代用墨绘制的字画能保存很长时间而不变色；氧气充足时，碳燃烧生成二氧化碳，氧气不足时，碳燃烧生成一氧化碳。
2．B [解析] 石墨烯是由碳元素组成的，属于单质，不属于化合物。
3．D [解析] 高温下碳粉能与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳在加热条件下能与黑色氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳；二氧化碳与碳粉高温条件下的反应是吸热反应；即使液体倒吸到丙处试管内，也不会再被倒吸到硬质玻璃管中，故丙装置可防止液体倒吸；该装置通过丁吸收二氧化碳并收集一氧化碳，已有尾气处理装置。
4．(1)长颈漏斗 集气瓶 (2)大理石(或石灰石)和稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(3)向上排空气 二氧化碳的密度比空气大 (4)不能 二氧化碳能溶于水
第1次 20 7 第2次 20 4 第3次 20 2.6 第4次 20 m MnO2
(5)氧气(或O2) 2H2O2=====2H2O＋O2↑ 5．(1)a
(2)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ (3)下降
[解析] (1)将A、B装置连接时，应将A装置的导管e与B装置的导管a相连，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，瓶中的空气从c排出。(2)大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。(3)用冷毛巾捂住B中集气瓶，瓶内二氧化碳气体遇冷收缩压强减小，烧杯内的氢氧化钠溶液在大气压作用下进入集气瓶，进入瓶内的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而使瓶内气体减少，烧杯内氢氧化钠溶液则会更多地流入集气瓶，烧杯内的液体减少，液面下降。
6．(1)6 二
(2)金刚石 石墨 活性炭 碳原子的排列方式不同 点燃
(3)2CO＋O2=====2CO2 CO2＋H2O===H2CO3 能力提升
1．D [解析] 置换反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，一氧化碳是化合物；两个实验中，铜元素化合价由＋2价变为0价；两个实验中都是氧化铜被还原成铜，所以都可观察到黑色固体变红；两个实验都是在加热条件下进行的，热的试管遇冷水易炸裂，所以都要防止液体倒吸。
点燃
2．(1)CH4＋2O2=====CO2＋2H2O (2)Ca CO3 (3)6∶1∶8
＋4
2＋
2－
(4)H2CO3 Na2CO3 (5)光合作用 3．(1)锥形瓶 长颈漏斗 (2)长颈漏斗中有液体滴下 (3)导管口有气泡产生 溶液变红 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(4)除去CO2中混有的HCl 浓硫酸 装置G中下层的蜡烛熄灭 MnO2
(5)AEFG 2H2O2=====2H2O＋O2↑ 4．(1)2.6 (2)74%
(3)解：设第1次实验中反应生成CaCl2的质量为x，生成CO2的质量为y。 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 100 111 44 3 g x y