1选择题
某自然保护区为治理水体富营养化，利用水生植物吸收水中的氮、磷元素；同时在湿地周边种植大量林木以固定大气中的二氧化碳。下列关于碳及其氧化物的说法中，错误的是（ ）
- A. 金刚石、石墨和C₆₀都是碳元素组成的单质，它们的物理性质差异较大，是因为碳原子的排列方式不同
- B. 活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可用于除去水中的色素和异味
- C. C₆₀是由碳元素和氧元素组成的新型化合物，可用于超导材料研究
- D. 常温下碳的化学性质不活泼，因此古代字画能长久保存
答案：C
解析：A项：金刚石、石墨、C₆₀都是碳元素形成的单质（同素异形体），结构不同导致物理性质差异大，正确。B项：活性炭的吸附性属于物理性质，可用于净水脱色除味，正确。C项：C₆₀只含碳元素，是碳的一种单质，不是化合物，更不含氧元素，说法错误。D项：常温下碳化学性质稳定，故古代墨书字画可长期保存，正确。易错点：①误把C₆₀当作化合物；②混淆“吸附性（物理性质）”与“还原性（化学性质）”。故选C。
2选择题
某湿地公园为防止游客溺水，在岸边设置了安全提示牌。下列与水和碳的氧化物有关的说法中，正确的是（ ）
- A. 冰水混合物是由水和冰两种物质组成的混合物
- B. 检验二氧化碳气体的方法是将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳
- C. 一氧化碳能溶于水，因此可用排水法收集一氧化碳
- D. 二氧化碳有毒，进入久未开启的菜窖前必须做灯火试验
答案：B
解析：A项：冰和水都是由水分子构成的同一种物质，冰水混合物属于纯净物，不是混合物，错误。B项：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O），这是检验二氧化碳的常用方法，正确。C项：一氧化碳难溶于水，可用排水法收集；有毒、不能溶于水的说法混淆，且“能溶于水”与“可用排水法收集”矛盾，错误。D项：有毒的是一氧化碳，二氧化碳没有毒性；久未开启的菜窖中二氧化碳含量高、氧气少，做灯火试验是检验氧气是否充足，而不是因为二氧化碳有毒，错误。易错点：①二氧化碳与一氧化碳性质混淆；②受生活经验影响误判冰水混合物为混合物。故选B。
3选择题
为响应「低碳护林」倡议，某自然保护区开展森林防火与生态监测。小林同学根据所学碳和碳的氧化物知识，对下列做法进行分析，其中说法正确的是（ ）。
- A. 金刚石、石墨和碳六十（C₆₀）都是碳的单质，物理性质不同，化学性质相似
- B. 进入久未开启的菜窖前做「灯火试验」，蜡烛火焰熄灭说明窖内二氧化碳含量低，可放心进入
- C. 二氧化碳能溶于水且有毒，因此森林火灾中可用二氧化碳灭火器灭火，同时要防止人中毒
- D. 一氧化碳能与澄清石灰水反应生成白色沉淀，因此可用澄清石灰水检验一氧化碳
答案：A
解析：本题把碳单质、CO₂与CO的性质放进森林防火与生态监测情境中，考查知识迁移。逐项分析：A项，金刚石、石墨、C₆₀都是由碳元素组成的不同单质，由于碳原子排列方式不同，物理性质差异很大（如金刚石最硬、石墨能导电），但都是碳元素组成的单质，化学性质相似（如都能在氧气中燃烧生成CO₂），说法正确。B项，「灯火试验」中蜡烛熄灭，恰恰说明窖内CO₂含量高、氧气不足，人不能进入，该说法把结论说反了，错误。C项，二氧化碳确实可用于灭火（不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大），但CO₂无毒，有毒的是一氧化碳CO，该说法混淆了CO₂与CO的性质，错误。D项，能使澄清石灰水变浑浊的是CO₂（CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O），CO不能使石灰水变浑浊，检验CO₂的方法被误用到CO上，错误。易错点：一是CO₂与CO性质混淆（CO₂无毒、CO有毒；CO₂使石灰水变浑浊、CO不能）；二是碳的单质物理性质差异大但化学性质相似这一结论记忆不牢；三是「灯火试验」现象与结论因果颠倒。故选A。
4选择题
某湿地自然保护区在开展水体与大气监测时，采集到下列几组信息：
① 取湿地水样进行电解，与电源正极相连的玻璃管内收集到的气体能使带火星的木条复燃，与负极相连的玻璃管内气体体积约为正极管内气体体积的 2 倍；
② 保护区内一座小型燃煤锅炉的尾气中含有 CO₂、SO₂ 和 CO；
③ 工作人员将尾气先通过足量澄清石灰水，石灰水变浑浊；再将剩余气体通过灼热的氧化铜粉末，黑色粉末逐渐变为红色。
下列说法中正确的是（ ）
- A. 电解水实验说明水是由氢气和氧气组成的，正极与负极产生的气体体积比约为 2∶1
- B. 澄清石灰水变浑浊，说明尾气中含有 CO₂，反应的化学方程式为 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O
- C. 尾气中的 SO₂ 是导致温室效应的主要气体，可用 NaOH 溶液吸收 CO₂ 来消除酸雨
- D. 黑色氧化铜变为红色，说明剩余气体中含有 CO₂，CO₂ 在加热条件下能还原氧化铜
答案：B
解析：逐项分析：
A 项：电解水生成氢气和氧气，只能说明水是由氢元素和氧元素组成的，不能说水由氢气和氧气组成（水是纯净物）；且正极产生氧气、负极产生氢气，体积比为 V(O₂)∶V(H₂) = 1∶2，而非 2∶1。故 A 错误。
B 项：CO₂ 能使澄清石灰水变浑浊，生成白色沉淀 CaCO₃，化学方程式 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O 书写正确，这是检验 CO₂ 的方法。故 B 正确。
C 项：导致温室效应的主要气体是 CO₂，SO₂ 是形成酸雨的主要气体，二者混淆；且酸雨由 SO₂（及氮氧化物）造成，吸收 CO₂ 不能消除酸雨。故 C 错误。
D 项：黑色 CuO 变红是被还原为 Cu，具有还原性的是 CO（CO + CuO = Cu + CO₂，加热条件），CO₂ 没有还原性，不能还原 CuO。故 D 错误。
易错点：① 混淆「水的元素组成」与「水由氢气、氧气混合而成」；② 记错电解水气体体积比（应为氢二氧一）；③ CO 与 CO₂ 的还原性、毒性张冠李戴；④ 混淆 SO₂（酸雨）与 CO₂（温室效应）的环境影响。
故选 B。
5填空题
我国某湿地自然保护区开展生态修复工程，工程中用到多种含碳物质。请用所学化学知识回答下列问题：
（1）保护区工作人员利用金刚石切割工具开凿引水渠，利用石墨电极进行水下焊接作业。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差异很大，其根本原因是______。
（2）为监测湿地水体是否被有机物污染，工作人员向水样中通入某种气体进行检测：若观察到澄清石灰水变浑浊，则该气体是______（写化学式），反应的化学方程式为______。
（3）某化工厂排放的尾气中含有少量一氧化碳，为防止其污染空气，可用一氧化碳还原氧化铁的方法将其转化处理：Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂。该反应中一氧化碳表现出______性，此性质可用于______。
答案：（1）碳原子的排列方式不同。
（2）CO₂；CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。
（3）还原；冶炼金属（或炼铁）。
解析：（1）金刚石、石墨、碳六十都是碳的单质，化学性质相同，但物理性质不同，原因是碳原子的排列方式不同。易错点：误答为「碳原子的数目不同」或「碳原子的大小不同」，应从结构角度作答。
（2）能使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳的特征性质，也是检验二氧化碳的方法，故气体为CO₂；方程式为 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。易错点：写成 CO + Ca(OH)₂ 或漏写沉淀符号 ↓。
（3）一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，表现出还原性，工业上利用这一性质冶炼金属（炼铁）。易错点：把一氧化碳的「还原性」与「毒性」混淆，本题情境是还原反应，应答还原性。
6填空题
为响应「绿色校园」号召，某中学化学兴趣小组开展了以碳循环为主题的探究活动，活动记录如下：
【资料】植物通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气；汽水厂利用二氧化碳溶于水并可与水反应的性质制汽水；消防员常用二氧化碳灭火器扑灭图书、档案等火灾。
【任务一】小组同学设计实验验证某气体样品是否为二氧化碳：将气体通入澄清石灰水中，观察到______，说明该气体是二氧化碳。
【任务二】为探究一氧化碳的性质，同学查阅资料得知：一氧化碳有剧毒，能与血液中的血红蛋白结合，使用时必须保持通风、防止中毒；一氧化碳还具有可燃性，燃烧时发出______色火焰，放出热量，其燃烧的化学方程式为______。
【任务三】小组同学用托盘天平称取 12.5 g 石灰石样品（主要成分为碳酸钙），加入足量稀盐酸，完全反应后收集到 4.4 g 二氧化碳。请计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）。
答案：【任务一】澄清石灰水变浑浊。
【任务二】蓝；2CO + O₂ = 2CO₂（点燃）。
【任务三】设石灰石样品中碳酸钙的质量为 x。
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
100 44
x 4.4 g
100/44 = x/4.4 g，解得 x = 10 g。
碳酸钙的质量分数 = 10 g ÷ 12.5 g × 100% = 80%。
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 80%。
解析：【任务一】检验二氧化碳的唯一常用方法是通入澄清石灰水，现象是澄清石灰水变浑浊。易错点：答「木条熄灭」，那是验满或验纯的操作，不是检验方法。
【任务二】一氧化碳燃烧发出蓝色火焰，生成二氧化碳，方程式为 2CO + O₂ = 2CO₂（点燃）。易错点：把一氧化碳燃烧现象写成「淡蓝色火焰」（那是氢气、硫等的描述），或写成 CO + O₂ = CO₂ 未配平。
【任务三】依据化学方程式计算，设、写、找、列、解、答六步要齐全。质量关系 100∶44 = x∶4.4 g，得 x = 10 g，再求质量分数 10 g ÷ 12.5 g × 100% = 80%。易错点：① 直接把 4.4 g 当作碳酸钙质量；② 计算质量分数时忘记乘 100%，或误用 4.4 g ÷ 12.5 g；③ 设 x 不带单位、方程式未配平导致比例错误。
7解答题
某山区生态研学小组在「保护水源·低碳生活」实践活动中，采集了一瓶含有泥沙和异味的山泉水样品，欲在实验室里净化并研究碳的氧化物，请你协助完成下列问题。
（1）净化该水样时，小组设计了如下流程：静置沉淀 → 加入明矾 → 过滤 → 用活性炭处理 → 煮沸。请回答：①明矾在该流程中的作用是什么？②用活性炭处理时发生的是物理变化还是化学变化？③煮沸山泉水除了杀菌消毒外，对水的硬度有何影响？
（2）研学中，同学们用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，并用澄清石灰水检验该气体。请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式，并说明检验二氧化碳时观察到的实验现象。
（3）为倡导低碳，同学们测得某次实验中，含碳酸钙质量分数为80%的石灰石样品10.0 g与足量稀盐酸反应。请计算：①该样品中碳酸钙的质量；②反应生成二氧化碳的质量（写出计算过程，结果保留一位小数）。
（4）研学基地的木屋取暖使用含碳燃料，若通风不良会生成一氧化碳。请用一句话说明一氧化碳使人中毒的原因，并写出一条防止一氧化碳中毒的具体措施。
答案：（1）①明矾溶于水形成胶状物，能吸附水中悬浮杂质并使其沉降（起吸附沉降作用）。②活性炭具有疏松多孔的结构，吸附色素和异味，该过程没有生成新物质，属于物理变化。③煮沸可使水中可溶性钙、镁化合物转化为沉淀析出，从而降低水的硬度（同时杀菌消毒）。
（2）化学方程式：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。检验现象：将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊（CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O）。
（3）①样品中碳酸钙的质量 = 10.0 g × 80% = 8.0 g。
②设生成二氧化碳的质量为 x。
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
100 44
8.0 g x
100/44 = 8.0 g/x
x = 44 × 8.0 g ÷ 100 = 3.52 g ≈ 3.5 g。
答：样品中碳酸钙的质量为8.0 g，反应生成二氧化碳的质量约为3.5 g。
（4）一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能很好地与氧气结合，导致人体缺氧中毒。措施：保持室内通风（或安装排气扇、使用燃气热水器时保持通风、安装一氧化碳报警器等，合理即可）。
解析：本题以山区生态研学为情境，把水的净化、CO₂的制取与检验、化学式（方程式）计算和CO的毒性串联起来，属于知识迁移型综合题，整体偏基础，第（3）②问计算为中档。
（1）易错点：把活性炭吸附误判为化学变化（吸附无新物质生成，是物理变化）；混淆「吸附」与「杀菌消毒」（明矾、活性炭只做吸附，煮沸才有杀菌作用）；认为过滤或煮沸能降低水的硬度（过滤只除不溶性杂质，煮沸才降低硬度）。
（2）易错点：药品误写为稀硫酸或浓盐酸（稀硫酸与CaCO₃反应生成微溶CaSO₄覆盖在固体表面使反应停止，浓盐酸挥发出HCl使气体不纯）；方程式未配平或漏写CO₂↑；检验现象描述不准确，应写「澄清石灰水变浑浊」而非「产生白色沉淀」。
（3）易错点：直接把10.0 g当作CaCO₃质量进行计算，忽略80%的质量分数；相对分子质量计算错误（CaCO₃应为100，CO₂应为44）；比例式列错或忘记单位与有效数字。解题关键是先求纯净物质量，再按方程式列比例。
（4）易错点：把CO中毒说成「CO有毒，使人窒息」而不指出与血红蛋白结合的原理；只写「小心」等空泛表述，改进措施必须具体（通风、报警器等）。
8解答题
某山区利用废弃石灰窑尾气（主要含 CO₂，混有少量 CO 和水蒸气）进行资源化利用，同时监测周边河流水质。请回答下列问题：
（1）检验该尾气中含有 CO₂ 的方法是：将气体通入________，若________，则证明含有 CO₂，反应的化学方程式为________。
（2）欲除去 CO₂ 中混有的少量 CO，某同学提出「直接点燃尾气」的方案。请判断该方案是否可行，并说明理由。
（3）请设计一个可行的方案除去 CO₂ 中混有的少量 CO，写出所用试剂（或方法）及反应的化学方程式。
（4）若要获得纯净、干燥的 CO₂，还需增加一步干燥操作，可选用的干燥剂是________（写名称）。
（5）监测人员取河水水样进行电解，与电源负极相连的试管内收集到的气体体积为 12 mL，则与正极相连的试管内收集到的气体体积约为________mL，该气体是________（写名称），可用________检验；电解水的实验证明水是由________组成的。
答案：（1）澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊；CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。
（2）不可行。理由：CO₂ 不支持燃烧，也不能燃烧，当尾气中 CO₂ 含量较高而 CO 含量很少时，混合气体无法被点燃，因此不能用点燃的方法除去 CO₂ 中的 CO。
（3）将混合气体通过灼热的氧化铜，CO 与 CuO 在加热条件下反应生成 Cu 和 CO₂，既除去杂质 CO，又不引入新杂质，且增加了所需的 CO₂。化学方程式：CO + CuO = Cu + CO₂（加热条件）。
（4）浓硫酸（或写「无水氯化钙」等合理干燥剂）。
（5）6；氧气；带火星的木条（木条复燃证明是氧气）；氢元素和氧元素。
解析：（1）CO₂ 能使澄清石灰水变浑浊，这是检验 CO₂ 的特征反应，方程式为 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。易错：写成 CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + H₂O 而漏标「↓」；或误用燃着的木条检验（只能验满，不能确证）。
（2）除杂原则是「不增、不减、易分」。点燃法除去 CO₂ 中的 CO 不可行：CO₂ 本身不燃烧、不支持燃烧，大量 CO₂ 存在时少量 CO 无法被点燃；即使点燃也难以保证 CO 完全反应，且无法控制。易错：把「CO 可燃」直接当成「可用点燃法除杂」，忽略主体气体 CO₂ 不支持燃烧这一前提。
（3）利用 CO 的还原性，通过灼热 CuO，CO + CuO = Cu + CO₂（加热）。该法不引入新杂质，且把杂质转化为主要物质。易错：① 写方程式漏写加热条件；② 用 NaOH 溶液反而把主要物质 CO₂ 吸收掉（违反「不减」原则）；③ 除杂后忘记需要干燥。
（4）浓硫酸具有吸水性，可干燥 CO₂（酸性、中性气体）。易错：用碱石灰或生石灰干燥 CO₂，二者会与 CO₂ 反应，导致主要物质损失。
（5）电解水「正氧负氢、氢二氧一」，负极（氢气）∶正极（氧气）= 2∶1，故正极气体约 12 mL ÷ 2 = 6 mL；正极气体是氧气，能使带火星的木条复燃。电解水生成 H₂ 和 O₂，证明水由氢元素和氧元素组成。易错：① 体积比记反，误算成 24 mL；② 说「水由氢气和氧气组成」（错，应从元素角度表述）；③ 检验方法与电极对应混淆（氧气助燃、氢气可燃）。