6.1-金剛石石墨和C60（含培優(yōu)競(jìng)賽試題）

6.1金剛石、石墨和C60學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1.了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途2.掌握碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)3.知道不同元素可以組成不同的物質(zhì)，同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)重點(diǎn)：1.碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)2.還原反應(yīng)和還原劑的判定難點(diǎn)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的判定知識(shí)01碳的單質(zhì)一、金剛石、石墨和C60金剛石、石墨和C60名稱金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)模型色、態(tài)、形無(wú)色透明、正八面體形狀的固體深灰色、有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體形狀似足球，又叫足球烯硬度天然存在的最硬的物質(zhì)質(zhì)軟，有滑膩感導(dǎo)電性不導(dǎo)電具有良好的導(dǎo)電性常溫下不導(dǎo)電用途用作鉆探機(jī)鉆頭、玻璃刀頭、裝飾品制鉛筆芯、用作電極材料、潤(rùn)滑劑等有可能廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)、催化、材料、醫(yī)學(xué)及生物學(xué)等領(lǐng)域區(qū)別與聯(lián)系都是由碳元素組成的單質(zhì)，但是由于碳原子排列方式不同，因此它們的物理性質(zhì)存在著明顯差異二、木炭、活性炭、焦炭和炭黑1.無(wú)定形碳種類和用途①木炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有吸附性，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業(yè)。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等。2.無(wú)定形碳種類和用途在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過(guò)的木炭（成活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，紅色溶液變成無(wú)色溶液。因?yàn)榛钚蕴烤哂形叫?，能吸附水中的有色物質(zhì)。三、本專題的一些細(xì)節(jié)（1）C60由分子構(gòu)成，C60可以表示一個(gè)C60分子，每個(gè)分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成。（2）碳：指碳元素、碳原子、碳的單質(zhì)及化合物，在物質(zhì)組成中寫“碳”。（3）炭：指的是具體的物質(zhì)，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，這些碳的單質(zhì)的名稱中寫“炭”。（4）一種元素可以組成不同種單質(zhì)；（5）石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為化學(xué)變化；（6）活性炭的吸附性是物理性質(zhì)。（7）金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)差異較大的原因：碳原子排列方式不同1．（2023秋·廣西賀州·九年級(jí)統(tǒng)考期末）下列關(guān)于金剛石、石墨、C60的說(shuō)法不正確的是A．它們都是電的良導(dǎo)體 B．石墨質(zhì)軟，可作鉛筆芯C．C60是一種新型的單質(zhì) D．金剛石硬度大，可切割玻璃【答案】A【解析】A、金剛石不能夠?qū)щ姡珹說(shuō)法錯(cuò)誤；B、石墨質(zhì)軟、有滑膩感，可以做鉛筆芯，B說(shuō)法正確；C、C60是由碳元素組成的單質(zhì)，它的結(jié)構(gòu)酷似足球，C說(shuō)法正確；D、金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以做鉆頭，切割玻璃大理石等，D說(shuō)法正確。故選A。2．（2023秋·山東德州·九年級(jí)統(tǒng)考期末）化學(xué)學(xué)習(xí)要建構(gòu)若干基本觀念，以下四類化學(xué)基本觀念中認(rèn)識(shí)不正確的是A．元素觀：金剛石和石墨均由碳元素組成B．分類觀：金剛石和石墨是兩種碳單質(zhì)C．變化觀：石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于物理變化D．微粒觀：金剛石和石墨中碳原子的排列方式不同【答案】C【解析】A、宏觀對(duì)應(yīng)元素，金剛石、石墨都是由碳元素組成的物質(zhì)，A表述正確，不符合題意；B、由同種元素組成的純凈物叫做單質(zhì)，金剛石、石墨都是由碳元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)，B表述正確，不符合題意；C、有新物質(zhì)生成的變化是化學(xué)變化，石墨、金剛石是兩種不同的物質(zhì)，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過(guò)程中，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，C表述錯(cuò)誤，符合題意；D、金剛石中，碳原子排列成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，石墨中，碳原子排列成平面的層狀結(jié)構(gòu)，D表述正確，不符合題意。故選C。3．石墨和金剛石的物理性質(zhì)差異很大的原因是A．原子的大小不同 B．原子的種類不同C．原子的數(shù)目不同 D．原子排列方式不同【答案】D【分析】本題考查碳的性質(zhì)?！窘馕觥渴徒饎偸际翘嫉膯钨|(zhì)，但是它們物理性質(zhì)存在差異的原因是碳原子的排列方式不同，故選D。4．（2023春·黑龍江大慶·八年級(jí)統(tǒng)考期末）金剛石和石墨是常見(jiàn)的碳單質(zhì)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．構(gòu)成金剛石和石墨的碳原子的大小是不同的B．金剛石和石墨中碳原子的排列方式不同C．金剛石和石墨都是黑色的固體D．金剛石和石墨都沒(méi)有可燃性【答案】B【分析】金剛石、石墨是由同種碳原子構(gòu)成的不同種單質(zhì)。【解析】A、構(gòu)成金剛石、石墨的原子大小相同，故選項(xiàng)A說(shuō)法錯(cuò)誤；B、金剛石和石墨中碳原子的排列方式不同，故選項(xiàng)B說(shuō)法正確；C、金剛石是無(wú)色的固體，石墨是深灰色固體，故選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤；D、金剛石、石墨是由碳元素組成的，都具有可燃性，故選項(xiàng)D說(shuō)法錯(cuò)誤；故選：B。5．（2023秋·新疆阿克蘇·九年級(jí)統(tǒng)考期末）石墨烯是一種非常優(yōu)良的納米材料，由碳元素組成，化學(xué)性質(zhì)和石墨相似，還具有超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的性能。關(guān)于石墨烯的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是A．可作散熱材料 B．是一種單質(zhì)C．石墨烯和金剛石的碳原子排列方式相同 D．可作新型電池的電極【答案】C【解析】A、石墨烯具有超強(qiáng)導(dǎo)熱的性能，則可作散熱材料，故選項(xiàng)A正確；B、石墨烯是一種由同種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)，故選項(xiàng)B正確；C、石墨烯和金剛石的碳原子排列方式不同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、石墨烯具有超強(qiáng)導(dǎo)電性能，則可作新型電池的電極，故選項(xiàng)D正確。故選：C。知識(shí)02碳的化學(xué)性質(zhì)1．常溫下，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。碳受日光照射或與空氣、水等接觸都不容易起變化。實(shí)際生活中利用這一性質(zhì)有以下應(yīng)用：（1）需要長(zhǎng)期保存的檔案材料一般用碳素墨水書寫。（2）木質(zhì)電線桿埋入地下部分用火燒焦。2．碳能與氧氣反應(yīng)——可燃性在點(diǎn)燃的條件下，碳可以在氧氣（或空氣）里燃燒，放出熱量。（1）氧氣充足時(shí)，完全燃燒：C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===,====))CO2（2）氧氣不充足時(shí)，不完全燃燒：2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===,====))2CO無(wú)論碳燃燒是否充分，都會(huì)放出熱量，因此碳是生活生產(chǎn)中常用的燃料。3．碳能與某些氧化物反應(yīng)——還原性單質(zhì)碳在高溫下可以和某些氧化物反應(yīng)，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應(yīng)冶煉鐵：2Fe2O3+3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))4Fe+3CO2↑（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應(yīng)：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO（4）高溫下，木炭還能與水反應(yīng)：C（紅熱）+H2O（蒸汽）eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))CO+H2O注：工業(yè)上水煤氣的制取方法4．實(shí)驗(yàn)—木炭還原氧化銅(1)實(shí)驗(yàn)操作a．把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管；b．將試管固定在鐵架臺(tái)上。試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管；c．集中加熱；d．過(guò)幾分鐘后，先撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。(3)實(shí)驗(yàn)原理在碳還原氧化銅的反應(yīng)中，C在反應(yīng)中得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，具有還原性。CuO在反應(yīng)中失去氧，發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性。(4)實(shí)驗(yàn)操作目的及注意事項(xiàng)a．反應(yīng)開始的標(biāo)志：澄清的石灰水變渾濁。b．試管口應(yīng)略向下傾斜：防止冷凝水倒流使試管炸裂。c．在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：集中火焰、提高溫度。d．配制混合物時(shí)木炭粉應(yīng)稍過(guò)量的目的：防止已經(jīng)還原的銅被氧氣重新氧化。e．實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果：石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。1．（2023·江蘇連云港·統(tǒng)考中考真題）宋代許道寧用墨(主要成分為單質(zhì)碳)所畫的《關(guān)山密雪圖》保存至今而不變色，這是因?yàn)樵诔叵聠钨|(zhì)碳化學(xué)性質(zhì)不活潑 B．硬度高 C．導(dǎo)電性能好 D．吸附能力強(qiáng)【答案】A【解析】A、常溫下單質(zhì)碳化學(xué)性質(zhì)不活潑，不易發(fā)生反應(yīng)，所以所畫的畫能保存至今，故A正確；B、碳可作為墨，硬度較小，故B錯(cuò)誤；C、用碳畫的畫保存至今與導(dǎo)電性無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、用碳畫的畫保存至今與吸附能力無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選A。2．（2023·遼寧鐵嶺·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）下列關(guān)于碳單質(zhì)金剛石、石墨和的說(shuō)法正確的是A．都可以燃燒生成二氧化碳 B．硬度都很大C．常溫下化學(xué)性質(zhì)比較活潑 D．都是由原子構(gòu)成的【答案】A【解析】A、金剛石、石墨、C60都為碳單質(zhì)，燃燒都能生成二氧化碳，該選項(xiàng)說(shuō)法正確；B、金剛石硬度很大，但石墨很軟，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；C、常溫下，碳單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；D、金剛石和石墨是由原子構(gòu)成的，而C60是由分子構(gòu)成，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確。故選A。3．（2023·陜西咸陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖是探究物質(zhì)的變化與木炭還原性的綜合實(shí)驗(yàn)裝登。把繞成螺旋狀的銅絲一端固定在橡皮塞上，先加熱銅絲待表面變黑后再插入這支試管的木炭粉中，打開彈簧夾后加熱。下列說(shuō)法不正確的是A．銅絲加熱變黑是銅與氧氣反應(yīng)生成的新物質(zhì)B．銅絲表面及澄清石灰水的變化說(shuō)明木炭具有還原性C．試管向下傾斜的目的是防止反應(yīng)生成的水倒流D．反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)先加緊彈簧夾再熄滅酒精燈【答案】C【解析】A、銅絲加熱變黑是銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅是黑色的，故銅絲加熱變黑是銅與氧氣反應(yīng)生成的新物質(zhì)，故A正確，不符合題意；B、木炭會(huì)與氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，木炭還原了氧化銅，氧化銅變?yōu)榱算~，故銅絲表面由黑色又變紅，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故銅絲表面及澄清石灰水的變化說(shuō)明木炭具有還原性，故B正確，不符合題意；C、反應(yīng)為木炭與氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，故反應(yīng)中無(wú)水生成，故試管向下傾斜的目的是不是防止反應(yīng)生成的水倒流，而是防止冷凝水倒流引起試管炸裂，故C不正確，符合題意；D、反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)先加緊彈簧夾再熄滅酒精燈，防止熄滅酒精燈導(dǎo)致試管溫度降低，壓強(qiáng)變小，澄清石灰水倒流引起試管炸裂，故D正確，不符合題意。故選：C。4．（2023秋·廣東廣州·九年級(jí)統(tǒng)考期末）下圖是木炭與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列說(shuō)法不正確的是A．該實(shí)驗(yàn)需要較高溫度B．木炭發(fā)生了還原反應(yīng)C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束前應(yīng)先撤出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈D．該實(shí)驗(yàn)中的木炭粉換成石墨粉，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同【答案】B【解析】A、木炭與氧化銅反應(yīng)的條件是高溫，所以該實(shí)驗(yàn)酒精燈需要罩上網(wǎng)罩，獲得較高溫度。A正確；B、木炭與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，即木炭被氧化成二氧化碳，即木炭發(fā)生了氧化反應(yīng)。B不正確；C、為防止溫度降低，試管能壓強(qiáng)變小，石灰水倒流到熱試管，使試管炸裂，實(shí)驗(yàn)結(jié)束前應(yīng)先撤出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈。C正確；D、木炭粉和石墨粉成分相同，都是碳，化學(xué)性質(zhì)相同，所以該實(shí)驗(yàn)中的木炭粉換成石墨粉，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。D正確。綜上所述：選擇B。知識(shí)03氧化還原反應(yīng)氧化還反應(yīng)分析CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)C奪取氧元素，有還原性，是還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)：物質(zhì)結(jié)合氧元素的反應(yīng)。還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。氧化劑：在反應(yīng)中提供氧元素的物質(zhì)，具有氧化性，如CuO；還原劑：在反應(yīng)中得到氧元素的物質(zhì)，具有還原性，如C、CO、H2等；1．（2023春·吉林長(zhǎng)春·九年級(jí)統(tǒng)考期末）“中國(guó)高鐵，世界第一”，高鐵列車車體材料用的不銹鋼中加入了金屬鎳增強(qiáng)性能，工業(yè)上采用火法煉鎳的原理是：C+2NiOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Ni+CO2↑，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．化學(xué)反應(yīng)前后元素種類沒(méi)變B．反應(yīng)中NiO發(fā)生還原反應(yīng)C．反應(yīng)中碳元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化D．碳過(guò)量時(shí)，氣體產(chǎn)物中可能有CO【答案】C【解析】A、根據(jù)化學(xué)方程式可知，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類沒(méi)變，說(shuō)法正確；B、根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中NiO失去氧元素，發(fā)生還原反應(yīng)，說(shuō)法正確；C、反應(yīng)前碳元素化合價(jià)為0價(jià)，反應(yīng)后二氧化碳中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，反應(yīng)中碳元素化合價(jià)發(fā)生變化，說(shuō)法錯(cuò)誤；D、二氧化碳與碳在高溫條件下生成二氧化碳，碳過(guò)量時(shí)，氣體產(chǎn)物中可能有CO，說(shuō)法正確。故選C。2．（2023·重慶九龍坡·重慶實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校校考三模）鐵制的菜刀在生產(chǎn)時(shí)要通過(guò)“粹火”處理來(lái)增加刀的硬度，具體操作是將紅熱的菜刀浸入水中急速冷卻。此時(shí)發(fā)生反應(yīng)如下3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑，該反應(yīng)中屬于還原劑的是A．Fe B．H2O C．Fe3O4 D．H2【答案】A【解析】在反應(yīng)3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑中，F(xiàn)e得到氧生成為Fe3O4，是還原劑；H2O失去氧生成氫氣，是氧化劑。故選A。3．我國(guó)明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》已記載有煉錫（錫的元素符號(hào)為Sn）的方法，用化學(xué)方程式可表示為：2C+2SnO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Sn+2CO↑。下列關(guān)于該反應(yīng)的描述不正確的是A．該煉錫方法會(huì)污染環(huán)境B．CO在該反應(yīng)中表現(xiàn)出了還原性C．SnO2在反應(yīng)中提供氧，發(fā)生了還原反應(yīng)D．該化學(xué)反應(yīng)后，固體質(zhì)量減小【答案】B【解析】A、該煉錫方法生成了一氧化碳，其有毒，能污染空氣，選項(xiàng)說(shuō)法正確，故不符合題意；B、碳奪取了SnO2中的氧，碳在該反應(yīng)中作還原劑，表現(xiàn)出了還原性，并且被氧化成CO，即CO在該反應(yīng)中只是碳被氧化后的生成物，選項(xiàng)說(shuō)法不正確，故符合題意；C、SnO2在反應(yīng)中提供氧，被還原，發(fā)生了還原反應(yīng)，選項(xiàng)說(shuō)法正確，故不符合題意；D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，由于反應(yīng)后有氣體生成，所以該化學(xué)反應(yīng)后，固體質(zhì)量減小，選項(xiàng)說(shuō)法正確，故不符合題意。故選B。1.金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)差異較大的原因是設(shè)么？答：碳原子排列方式不同2.木炭燃燒一定生成二氧化碳嗎？答：不一定，燃燒的產(chǎn)物取決于氧氣的用量；具體情況如下表。反應(yīng)物氧氣充足，碳完全燃燒氧氣不足，碳不完全燃燒C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===,====))CO22C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===,====))2CO質(zhì)量比3：83：4生成物3.木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：①木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因：防止木炭與水蒸氣反應(yīng)生成的氫氣和一氧化碳與氧化銅反應(yīng)。②火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先撤出導(dǎo)氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。④待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。⑤木炭配比比理論值稍微多一點(diǎn)，因?yàn)槟咎繒?huì)和試管中的氧氣反應(yīng)。4.怎樣快速判斷是否屬于氧化還原反應(yīng)？答：凡是有化合價(jià)升降的反應(yīng)，一定是氧化還原反應(yīng)。（1）所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)，一定是還原劑。還原劑具有還原性，反應(yīng)中被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；（2）所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)，一定是氧化劑。還原劑具有氧化性，反應(yīng)中被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。題型一碳的單質(zhì)及用途例1.（2023秋·山西大同·九年級(jí)大同市第六中學(xué)校校考期末）近日，科學(xué)家在高溫高壓條件下合成了一種新形態(tài)的金剛石——次晶金剛石。次晶金剛石是目前發(fā)現(xiàn)的非晶材料中硬度和熱導(dǎo)率最高的材料，在高端技術(shù)領(lǐng)域和極端環(huán)境下具有重要的應(yīng)用前景。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．次晶金剛石是一種新型化合物 B．次晶金剛石中碳元素的化合價(jià)為+4C．次晶金剛石很堅(jiān)固，不能燃燒 D．石墨與次晶金剛石的碳原子排列方式不同【答案】D【解析】A、次晶金剛石是一種新形態(tài)的金剛石，與金剛石形態(tài)不同，金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)，次晶金剛石也是由碳元素組成的單質(zhì)，選項(xiàng)不正確；B、次晶金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)，碳元素的化合價(jià)為0，選項(xiàng)不正確；C、根據(jù)材料可知次晶金剛石硬度高，很堅(jiān)固；碳具有可燃性，次晶金剛石能燃燒，選項(xiàng)不正確；D、石墨與次晶金剛石都是碳元素組成的單質(zhì)，性質(zhì)不同是由于碳原子排列方式不同，選項(xiàng)正確；故選D。變式1．（2023秋·廣東·九年級(jí)校聯(lián)考期末）研究人員發(fā)明了世界上最黑的物質(zhì)“超級(jí)黑”，它是用比頭發(fā)絲細(xì)一萬(wàn)倍的碳納米管（碳單質(zhì)）制造的，其導(dǎo)熱效率為銅的七倍，堅(jiān)固程度為鋼的十倍。下列說(shuō)法正確的是A．“超級(jí)黑”說(shuō)明碳單質(zhì)都是黑色 B．“超級(jí)黑”的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與金剛石相似C．“超級(jí)黑”在一定條件下能夠燃燒 D．“超級(jí)黑”是一種新型的金屬材料【答案】C【解析】A、金剛石就是碳元素組成的單質(zhì)，但它不是黑色的；故說(shuō)法錯(cuò)誤；B、純凈的金剛石是無(wú)色，不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱；而“超級(jí)黑”是黑色的，能導(dǎo)熱，故說(shuō)法錯(cuò)誤；C、在一定條件下，“超級(jí)黑”能夠燃燒，故說(shuō)法正確；D、“超級(jí)黑”是一種新型的非金屬材料，故說(shuō)法錯(cuò)誤；故選C。變式2．（2022秋·四川綿陽(yáng)·九年級(jí)統(tǒng)考期末）性質(zhì)決定用途，下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與其用途不相符的是A．石墨有優(yōu)良的導(dǎo)電性能——用于制鉛筆芯B．C60分子很穩(wěn)定，有超導(dǎo)性——廣泛用于超導(dǎo)領(lǐng)域C．稀有氣體通電時(shí)會(huì)發(fā)出不同顏色的有色光——可用作電光源D．金剛石是天然存在的最硬物質(zhì)——用于裝在鉆探機(jī)的鉆頭上【答案】A【解析】A、石墨用于制鉛筆芯是因?yàn)槭|(zhì)軟，在紙上劃過(guò)后會(huì)留下劃痕，該選項(xiàng)性質(zhì)與用途不相符；B、C60分子很穩(wěn)定，有超導(dǎo)性，可用于超導(dǎo)領(lǐng)域，該選項(xiàng)性質(zhì)與用途相符；C、稀有氣體通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，則可作電光源，該選項(xiàng)性質(zhì)與用途相符；D、金剛石是天然存在最硬的物質(zhì)，則可用于作鉆探機(jī)的鉆頭上，該選項(xiàng)性質(zhì)與用途相符。故選A。變式3．（2022秋·四川廣安·九年級(jí)統(tǒng)考期末）下列物質(zhì)的性質(zhì)和用途對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是A．炭黑具有還原性，可制作墨水 B．石墨具有導(dǎo)電性，可制作鉛筆芯C．金剛石硬度大，可用于切割玻璃 D．木炭具有吸附性，可用作燃料【答案】C【解析】A、碳具有還原性，常用于冶鐵工業(yè)，說(shuō)法錯(cuò)誤；B、石墨具有導(dǎo)電性，常用作電極，石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰褐色痕跡，所以可用來(lái)制鉛筆芯，說(shuō)法錯(cuò)誤；C、金剛石硬度大，可用于切割玻璃，說(shuō)法正確；D、氫氣具有可燃性，可用作燃料，說(shuō)法錯(cuò)誤。故選C。變式4．（2022秋·安徽馬鞍山·九年級(jí)?？计谀┦┦悄壳翱茖W(xué)界最熱門的材料，它是厚度只有一個(gè)碳原子的單層石墨片。石墨烯具有薄、硬、結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定、強(qiáng)度大、透光性好、導(dǎo)電能力強(qiáng)等優(yōu)良性能。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．石墨烯是一種新型的化合物 B．石墨烯如果完全燃燒，生成物是二氧化碳C．石墨烯的硬度大于金剛石 D．石墨烯材料在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定【答案】A【解析】A、石墨烯是厚度只有一個(gè)碳原子的單層石墨片，因?yàn)槭翘紗钨|(zhì)，所以石墨烯也是碳單質(zhì)，不是化合物，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、石墨烯是碳單質(zhì)，碳單質(zhì)都有可燃性，在氧氣（或空氣）中完全燃燒都生成二氧化碳和水，故B選項(xiàng)正確；C、石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它是一種透明的良好導(dǎo)體，是目前最薄、最硬的納米材料，石墨烯的硬度大于金剛石，故C選項(xiàng)正確；D、石墨烯屬于碳單質(zhì)，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故D選項(xiàng)正確；故選項(xiàng)A。題型二單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)1.(廣西南寧市良慶區(qū)銀海三雅學(xué)校20232024上學(xué)期月考)下列關(guān)于碳單質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.金剛石、石墨和C60都具有可燃性B.焦炭能用于冶煉金屬，體現(xiàn)了碳單質(zhì)具有氧化性C.石墨具有良好的導(dǎo)電性，能用于制作電極D.使用碳素墨水書寫檔案，有利于保存更長(zhǎng)的時(shí)間【答案】B【解析】A、金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，它們都具有可燃性，故A說(shuō)法正確；B、焦炭能用于冶煉金屬，體現(xiàn)了碳單質(zhì)具有還原性，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；C、石墨具有良好的導(dǎo)電性，能用于制作電極，故C說(shuō)法正確；D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，所以使用碳素墨水書寫檔案，有利于保存更長(zhǎng)的時(shí)間，故D說(shuō)法正確；故選：B。2.（2023年湖南省長(zhǎng)沙市初中學(xué)業(yè)水平適應(yīng)性測(cè)試）2022年央視春晚的舞蹈詩(shī)劇《只此青綠》創(chuàng)作靈感來(lái)源于北宋王希孟創(chuàng)作的絹本設(shè)色畫《千里江山圖》。此畫保存至今而不變色的原因是A.碳很容易和空氣中氧氣反應(yīng)B.碳單質(zhì)不溶于水C.碳在空氣中能形成一層致密的Al2O3保護(hù)膜D.碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑【答案】D【解析】A、碳單質(zhì)常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，碳不容易和空氣中氧氣反應(yīng)，錯(cuò)誤；B、碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，所以畫保存至今而不變色，與碳單質(zhì)不溶于水無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤。C、碳只含有碳元素，不含有鋁元素，在空氣中不能能形成一層致密的Al2O3保護(hù)膜，錯(cuò)誤；D、碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，所以畫保存至今而不變色，正確。故選D。3.（2023上海松江統(tǒng)考一模）碳還原氧化銅如圖所示，判斷該反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象是A．被加熱試管的管口有無(wú)色液滴B．生成無(wú)色氣體C．導(dǎo)管口冒氣泡D．固體由黑色變紅色【答案】D【解析】A、氧化銅和碳高溫反應(yīng)生成銅和二氧化碳，無(wú)水生成，試管口無(wú)無(wú)色液滴，或無(wú)色液滴可能是藥品中所含的水蒸發(fā)后液化形成，不能說(shuō)明有新物質(zhì)生成，不能判斷該反應(yīng)發(fā)生，錯(cuò)誤；B、無(wú)法直接觀察到有無(wú)色氣體生成，可通過(guò)澄清石灰水變渾濁判斷有二氧化碳生成，從而判斷發(fā)生了該反應(yīng)。錯(cuò)誤；C、導(dǎo)管口冒氣泡，可能是試管內(nèi)空氣受熱膨脹溢出，不能判斷該反應(yīng)發(fā)生，錯(cuò)誤；D、固體由黑色變紅色，說(shuō)明有新物質(zhì)生成，能判斷該反應(yīng)發(fā)生，正確，故選D。4．（2021秋·江蘇無(wú)錫·九年級(jí)?？计谀└艚^空氣情況下，將按一定比例混合的木炭和氧化銅在高溫下充分反應(yīng)：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑，下列敘述不正確的是A．反應(yīng)過(guò)程中固體質(zhì)量逐漸變小B．反應(yīng)前后固體中銅元素質(zhì)量增加C．反應(yīng)前后碳元素化合價(jià)升高，銅元素化合價(jià)降低D．反應(yīng)后固體減輕的質(zhì)量等于生成二氧化碳的質(zhì)量【答案】B【解析】A、根據(jù)題干所給的方程式分析，反應(yīng)前固體的質(zhì)量應(yīng)該等于反應(yīng)后生成的銅的質(zhì)量與二氧化碳的質(zhì)量和，而二氧化碳是氣體，因此反應(yīng)后的固體的質(zhì)量應(yīng)該是減小的，故A正確；B、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后，同種元素元素的質(zhì)量不會(huì)改變，故B錯(cuò)誤；C、反應(yīng)前，碳元素以單質(zhì)形式存在，化合價(jià)為0，反應(yīng)后碳元素存在于二氧化碳中，化合價(jià)為+4，故碳元素化合價(jià)升高；反應(yīng)前，銅元素存在于氧化銅中，化合價(jià)為+2，反應(yīng)后，銅元素以單質(zhì)形式存在，化合價(jià)為0，故銅元素化合價(jià)降低，故C正確；D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，該反應(yīng)前后，固體減少的質(zhì)量等于反應(yīng)后生成的二氧化碳的質(zhì)量，故D正確；故選擇B題型三氧化還原反應(yīng)1．（2022·黑龍江·統(tǒng)考中考真題）我國(guó)古代將爐甘石(ZnCO3)、赤銅和木炭粉混合后加熱到約800℃，有如下反應(yīng)發(fā)生①eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))

②eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的（）A．X的化學(xué)式為CO2B．反應(yīng)前后鋅元素質(zhì)量不變C．②反應(yīng)中ZnO發(fā)生了還原反應(yīng)D．②反應(yīng)前后鋅元素化合價(jià)升高【答案】D【解析】A、化學(xué)反應(yīng)前后各原子的種類、數(shù)目都不變，②中反應(yīng)前有1個(gè)碳原子、2個(gè)鋅原子、2個(gè)氧原子，反應(yīng)后已有2個(gè)鋅原子，則X中有1個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子，所以X的化學(xué)式為CO2，故A不符合題意；B、化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，①反應(yīng)中反應(yīng)物ZnCO3和生成物ZnO中的鋅元素質(zhì)量相等，②反應(yīng)中反應(yīng)物ZnO和生成物Zn中的鋅元素質(zhì)量相等，所以反應(yīng)前后鋅元素質(zhì)量不變，故B不符合題意；C、含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)，②反應(yīng)中ZnO中的氧被C奪去生成了鋅，所以ZnO發(fā)生了還原反應(yīng)，故C不符合題意；D、②反應(yīng)前ZnO中鋅元素的化合價(jià)是+2，反應(yīng)后Zn的化合價(jià)是0，②反應(yīng)前后鋅元素化合價(jià)降低，故D符合題意。故選D。2．實(shí)驗(yàn)室里，可用火法制備錳的化學(xué)方程式為4Al+3MnO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Al2O3+3Mn，其中表現(xiàn)出還原性的物質(zhì)是A．Al B．MnO2 C．Al2O3 D．Mn【答案】A【分析】還原反應(yīng)是指含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)．其中的還原劑就是奪取氧的物質(zhì)?！窘馕觥坑苫瘜W(xué)方程式可知，在該反應(yīng)中，鋁奪取了二氧化錳中的氧元素，所以鋁表現(xiàn)出了還原性。故選：A。1．（2023·福建泉州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）單層石墨被稱為石墨烯，這種“只有一個(gè)碳原子厚的碳薄片”被公認(rèn)為是目前世界上最薄、最堅(jiān)硬、傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料。下列關(guān)于石墨烯的敘述中正確的是A．石墨烯沒(méi)有導(dǎo)電性B．石墨烯的硬度與石墨的一樣大C．石墨烯疊加過(guò)程中有新物質(zhì)產(chǎn)生D．常溫下，單層和雙層石墨烯的化學(xué)性質(zhì)均很穩(wěn)定【答案】D【解析】A、石墨為傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料，則具有導(dǎo)電性，該選項(xiàng)敘述不正確；B、石墨質(zhì)軟，但石墨烯硬度很大，該選項(xiàng)敘述不正確；C、石墨烯疊加的過(guò)程中沒(méi)有新物質(zhì)生成，該選項(xiàng)敘述不正確；D、常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，則單層和雙層石墨烯的化學(xué)性質(zhì)均很穩(wěn)定，該選項(xiàng)敘述正確。故選D。2．（2023·湖南長(zhǎng)沙·湖南師大附中博才實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考一模）2022年春晚上的舞蹈詩(shī)劇《只此青綠》的創(chuàng)作靈感來(lái)源于南宋的水墨畫《千里江山圖》（墨由炭黑等制成）。此畫保存至今而不變色的原因是A．炭黑具有很強(qiáng)的吸附能力 B．炭黑轉(zhuǎn)化了更穩(wěn)定的其它物質(zhì)C．常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑 D．碳單質(zhì)不溶于水【答案】C【解析】常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不易發(fā)生反應(yīng)，所以此畫保存至今而不變色，故選C。3．（2023·廣東汕頭·校考二模）淄博燒烤自3月初在全網(wǎng)走紅之后，已成為名副其實(shí)的“網(wǎng)紅頂流”。吃燒烤的時(shí)候人們經(jīng)常使用竹炭進(jìn)行加熱，竹炭也是碳單質(zhì)的一員，它身懷絕技，武功蓋世。以下不屬于它的絕技的是A．其結(jié)構(gòu)疏松多孔，可使紅墨水褪色B．把竹炭放入冰箱，可以吸附冰箱異味C．將其放入水中，可以殺菌消毒D．將其燃燒，可以產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體【答案】C【解析】A、竹炭與活性炭類似，結(jié)構(gòu)疏松多孔，具有吸附性，能吸附色素，可使紅墨水褪色，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；B、竹炭結(jié)構(gòu)疏松多孔，具有吸附性，能吸附異味，可以吸附冰箱異味，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；C、竹炭是碳單質(zhì)，具有吸附性，不具有殺菌消毒的功能，故選項(xiàng)說(shuō)法不正確；D、竹炭是碳單質(zhì)，完全燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故選項(xiàng)說(shuō)法正確。故選C。4．（2023?潼南區(qū)二模）“文房四寶”之一的墨是由炭黑和天然膠等制成。下列說(shuō)法不正確的是A．墨是多種物質(zhì)形成的混合物 B．含碳物質(zhì)完全燃燒可制炭黑 C．“磨墨”說(shuō)明炭黑質(zhì)地較軟 D．水墨畫能長(zhǎng)久保存說(shuō)明常溫下炭黑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定【答案】B【解析】A、墨是由炭黑和天然膠等制成，是多種物質(zhì)形成的混合物，該選項(xiàng)正確。B、含碳物質(zhì)不完全燃燒可制炭黑，該選項(xiàng)不正確。C、“磨墨”說(shuō)明炭黑質(zhì)地較軟，該選項(xiàng)正確。D、水墨畫能長(zhǎng)久保存說(shuō)明常溫下炭黑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，該選項(xiàng)正確。故選：B。5．（2022秋?醴陵市期末）碳家族的成員很多，用途很廣，下列關(guān)于碳的應(yīng)用與其性質(zhì)不對(duì)應(yīng)的是（）A．凈水器中利用活性炭除異味——活性炭具有吸附性 B．金剛石作鉆探機(jī)的鉆頭——在常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑 C．利用碳冶煉金屬——碳具有還原性 D．利用石墨作電極材料——石墨具有導(dǎo)電性【答案】B【解析】A、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和異味，故凈水器中可利用活性炭除異味，故不符合題意；B、金剛石的硬度大，可用作鉆探機(jī)的鉆頭，故符合題意；C、碳具有還原性，可用于冶煉金屬，故不符合題意；D、石墨具有導(dǎo)電性，可用作電極材料，故不符合題意；故選：B。6．（2023秋·廣東廣州·九年級(jí)統(tǒng)考期末）下圖是木炭與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列說(shuō)法不正確的是A．該實(shí)驗(yàn)需要較高溫度B．木炭發(fā)生了還原反應(yīng)C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束前應(yīng)先撤出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈D．該實(shí)驗(yàn)中的木炭粉換成石墨粉，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同【答案】B【解析】A、木炭與氧化銅反應(yīng)的條件是高溫，所以該實(shí)驗(yàn)酒精燈需要罩上網(wǎng)罩，獲得較高溫度。A正確；B、木炭與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，即木炭被氧化成二氧化碳，即木炭發(fā)生了氧化反應(yīng)。B不正確；C、為防止溫度降低，試管能壓強(qiáng)變小，石灰水倒流到熱試管，使試管炸裂，實(shí)驗(yàn)結(jié)束前應(yīng)先撤出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈。C正確；D、木炭粉和石墨粉成分相同，都是碳，化學(xué)性質(zhì)相同，所以該實(shí)驗(yàn)中的木炭粉換成石墨粉，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。D正確。綜上所述：選擇B。7．在C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是A．CuO B．CO2 C．C D．Cu【答案】A【分析】在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑失去了氧被還原，發(fā)生了還原反應(yīng)；還原劑得氧被氧化，發(fā)生了氧化反應(yīng)；據(jù)此進(jìn)行分析判斷即可?！窘馕觥吭贑+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑反應(yīng)中，在此反應(yīng)中碳得氧發(fā)生了氧化反應(yīng)，是還原劑；氧化銅失氧發(fā)生了還原反應(yīng)，是氧化劑。故選：A。8．取碳和氧化銅的混合物ag在一定條件下恰好完全反應(yīng)，相關(guān)量的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體物質(zhì)只有兩種 B．N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體為黑色C．反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量為bg D．0t2min內(nèi)，固體中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變【答案】C【分析】CuO與C在高溫下可以反應(yīng)生成Cu與CO2。【解析】A、圖中的M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻反應(yīng)正在持續(xù)發(fā)生，則固體的為CuO、C、Cu三種物質(zhì)的混合物，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；B、N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，則剩余的固體為Cu，Cu為紅色的固體，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；C、CuO與C完全反應(yīng)后生成CO2與Cu，則剩余的固體為Cu，根據(jù)圖示可知Cu的質(zhì)量為bg，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；D、化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不發(fā)生變化，反應(yīng)生成的CO2逸散到空氣中導(dǎo)致反應(yīng)后固體的質(zhì)量減小，反應(yīng)中銅元素的質(zhì)量不發(fā)生變化，則反應(yīng)過(guò)程中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸變大，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。故選C。9．（2023·遼寧撫順·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）碳家族在日常生活中有著廣泛的用途。(1)根據(jù)碳原子結(jié)構(gòu)示意圖可知碳原子內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是；(2)我們每個(gè)人都應(yīng)該傳播“低碳”理念，“低碳”是指較低的排放(3)鉆石是經(jīng)過(guò)琢磨的金剛石。一句廣告詞“鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”。該廣告詞能體現(xiàn)出金剛石所具有的化學(xué)性質(zhì)是。(4)高鐵被譽(yù)為中國(guó)“新四大發(fā)明”之一。高鐵動(dòng)車與電路連接處是石墨電刷，它主要利用石墨具有滑膩感和的物理性質(zhì)。(5)制糖工業(yè)中利用來(lái)脫色以制白糖。(6)石墨烯是一種革命性材料，它也是碳元素組成的一種單質(zhì)。如果它在氧氣中燃燒不充分，易產(chǎn)生的氣體是。實(shí)驗(yàn)室收集這種氣體可以用方法?！敬鸢浮?1)6；(2)二氧化碳/CO2；(3)在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑；(4)導(dǎo)電性；(5)活性炭；(6)一氧化碳/CO；排水法【解析】（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖中，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示原子的質(zhì)子數(shù)，則由圖可知，碳原子內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是6。（2）“低碳”是指較低的二氧化碳排放。（3）金剛石能流傳很久，說(shuō)明在常溫下，金剛石的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（4）石墨可作電刷，是因?yàn)槭哂谢伕泻蛯?dǎo)電性。（5）活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附性，能除去顏色和異味，則可用于脫色來(lái)制白糖。（6）石墨烯為碳單質(zhì)，碳在氧氣中不充分燃燒生成一氧化碳；一氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量為12+16=28，與29接近，則一氧化碳密度與空氣接觸，且一氧化碳難溶于水，則可選用排水法收集一氧化碳。10.(吉林省長(zhǎng)春市第一外國(guó)語(yǔ)中學(xué)20232024上學(xué)期10月月考)某同學(xué)在學(xué)習(xí)木炭和氧化銅反應(yīng)的知識(shí)后，產(chǎn)生了疑問(wèn)：木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體有哪些？同學(xué)們帶著疑問(wèn)進(jìn)行了下列探究：【提出猜想】（1）猜想一：只有______；猜想二：只有CO；猜想三：既有CO2又有CO?！静殚嗁Y料】a．浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無(wú)變化，但遇到微量一氧化碳會(huì)立即變成藍(lán)色。b．二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁【實(shí)驗(yàn)步驟】連接好實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示（夾持儀器已省）：步驟一：打開彈簧夾，先通一會(huì)兒純凈干燥的氮?dú)?；步驟二：關(guān)閉彈簧夾，點(diǎn)燃酒精噴燈對(duì)硬質(zhì)玻璃管加熱。步驟三：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，拆洗裝置和儀器?！緦?shí)驗(yàn)分析】（2）若觀察到氯化鈀試紙______，澄清石灰水變渾濁，則猜想一成立。（3）若觀察到______，則猜想三成立。（4）若猜想一成立則B中發(fā)生反應(yīng)的方程式：______?！緦?shí)驗(yàn)反思】（5）該實(shí)驗(yàn)開始前通一會(huì)兒N2的目的是______。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象是______。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，熄滅酒精噴燈的同時(shí)停止通入N2，有同學(xué)認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝置D沒(méi)有作用，可以去除，你認(rèn)為是否可行？______（填“可行”或“不可行”），請(qǐng)說(shuō)明理由______?！敬鸢浮浚?）CO2（2）無(wú)變化（3）氯化鈀試紙變藍(lán)，澄清石灰水變渾濁（4）2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑（5）排出實(shí)驗(yàn)器材內(nèi)的空氣黑色固體變紅（6）不可行如去掉D，熄滅酒精噴燈并停止通入氮?dú)夂驟中液體會(huì)倒吸入熱的玻璃管中，導(dǎo)致玻璃管炸裂【解析】（1）碳和氧化銅加熱反應(yīng)生成銅和二氧化碳，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)前后不變，銅、碳、氧能組成的常見(jiàn)氣體時(shí)一氧化碳、二氧化碳，結(jié)合猜想二、猜想三，可推測(cè)猜想一：只有CO2；（2）結(jié)論是猜想一成立，則無(wú)一氧化碳，浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無(wú)變化，但遇到微量一氧化碳會(huì)立即變成藍(lán)色，則觀察到氯化鈀試紙無(wú)變化；（3）猜想三成立則有二氧化碳和一氧化碳，所以觀察到的現(xiàn)象是氯化鈀試紙變藍(lán)且澄清石灰水變渾濁；（4）若猜想一成立，則B中發(fā)生反應(yīng)：碳和氧化銅高溫反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑；（5）通入氮?dú)饪梢耘懦鲈瓉?lái)裝置中的空氣，空氣中含有氧氣，能和碳點(diǎn)燃生成二氧化碳，所以通入氮?dú)獾哪康氖桥懦鲈b置中的空氣，避免碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn)造成影響；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中硬質(zhì)玻璃管中碳和氧化銅加熱反應(yīng)生成銅和氣體，則現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色；（6）通過(guò)D裝置中的兩個(gè)導(dǎo)管都是短管可知D是一個(gè)防倒吸裝置，同時(shí)停止加熱及通入氮?dú)?，則玻璃管內(nèi)的氣體收縮，如有D，則E中液體進(jìn)入D后不會(huì)繼續(xù)倒吸入C及B，如沒(méi)有D，則E中液體倒吸入C，C中長(zhǎng)導(dǎo)管與B相連，則進(jìn)入C中的液體會(huì)從導(dǎo)管進(jìn)入B中，會(huì)導(dǎo)致玻璃管遇冷炸裂，所以不可行，理由是如去掉D，熄滅酒精噴燈并停止通入氮?dú)夂驟中液體會(huì)倒吸入熱的玻璃管中，導(dǎo)致玻璃管炸裂。11.（2023上海虹口統(tǒng)考一模）某小組用碳、一氧化碳分別與等質(zhì)量的氧化銅反應(yīng)制取銅，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示?！緦?shí)驗(yàn)一】碳與氧化銅反應(yīng)制取銅（1）A處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是；B中的現(xiàn)象是。（2）加熱至不再產(chǎn)生氣體時(shí)，應(yīng)夾緊彈簧夾、熄滅酒精噴燈，待冷卻至室溫后取出剩余固體。按上述順序操作的目的是?！緦?shí)驗(yàn)二】一氧化碳與氧化銅反應(yīng)制取銅（3）開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作正確的順序是。a、通入一氧化碳一段時(shí)間b、點(diǎn)燃C處酒精燈c、點(diǎn)燃E處酒精燈d、檢驗(yàn)k處氣體純度（4）實(shí)驗(yàn)二有尾氣處理裝置，該裝置是（選填“C”“D”或“E”）。（5）經(jīng)測(cè)定，上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中氧化銅均全部轉(zhuǎn)化為銅、實(shí)驗(yàn)一中剩余固體的質(zhì)量大于實(shí)驗(yàn)二中剩余固體的質(zhì)量，則實(shí)驗(yàn)一剩余固體的成分是?！敬鸢浮浚?）C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑澄清石灰水變渾濁（2）防倒吸（3）dcab（4）E（5）C、Cu【解析】（1）A處是碳和氧化銅在高溫的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑；A中有二氧化碳生成，可以觀察到B中澄清石灰水變渾濁；（2）加熱至不再產(chǎn)生氣體時(shí)，應(yīng)夾緊彈簧夾、熄滅酒精噴燈，待冷卻至室溫后取出剩余固體，按上述順序操作的目的是防止B試管中的液體藥品倒吸入A試管中炸裂試管；（3）一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先檢查一氧化碳的純度，一氧化碳不純會(huì)發(fā)生爆炸，然后點(diǎn)燃E處的酒精等，防止之后通入一氧化碳泄露污染空氣，然后通入一氧化碳一段時(shí)間，最后才可以點(diǎn)燃C處的酒精燈，故正確的操作順序是dcab；（4）實(shí)驗(yàn)二中C裝置的酒精燈是加熱試管，D中的石灰水不與一氧化碳反應(yīng)，是用來(lái)檢驗(yàn)生成的二氧化碳，E裝置的酒精燈是燃燒一氧化碳，屬于尾氣處理裝置；（5）由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑CO+CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Cu+CO2121601288064反應(yīng)前后銅元素的質(zhì)量不變，生成銅的質(zhì)量相等，實(shí)驗(yàn)一剩余固體的質(zhì)量大于實(shí)驗(yàn)二剩余固體的質(zhì)量，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)一中碳有剩余，則實(shí)驗(yàn)一剩余固體的成分是C、Cu。12．如圖是木炭還原氧化銅的探究實(shí)驗(yàn)裝置?！咎岢鰡?wèn)題】木炭還原氧化銅產(chǎn)生什么氣體？【提出猜想】(1)產(chǎn)生的氣體有三種情況猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：。【設(shè)計(jì)方案】實(shí)驗(yàn)前后分別對(duì)兩支試管里的物質(zhì)進(jìn)行稱量，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)如下：稱量對(duì)象反應(yīng)前質(zhì)量反應(yīng)后質(zhì)量質(zhì)量差試管＋固體混合物M1M2△m1即（M1M2）試管＋澄清石灰水M3M4△m2即（M4M3）(2)若△m2=0，則猜想成立。(3)若猜想二正確，理論上△m1與△m2的關(guān)系是：△m1△m2（填“>”“<”或“=”）?！緦?shí)驗(yàn)并記錄】實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下表：稱量對(duì)象反應(yīng)前質(zhì)量反應(yīng)后質(zhì)量質(zhì)量差試管+固體混合物△m1試管+澄清石灰水△m2同學(xué)們對(duì)CO產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析：(4)原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)原因二：木炭和氧化銅在高溫條件下反應(yīng)中的一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭又發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！痉此寂c評(píng)價(jià)】(6)經(jīng)查閱資料知道：木炭還原氧化銅直接產(chǎn)生CO2氣體，該反應(yīng)類型屬于。(7)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與資料顯示不一致，對(duì)其可能原因有同學(xué)提出下列分析，其中合理的是___________（填選項(xiàng)序號(hào)）。A．裝置不漏氣 B．裝置內(nèi)還有CO2氣體未被吸收C．澄清石灰水吸收了空氣中部分CO2 D．生成的CO2部分與過(guò)量的C反應(yīng)生成了CO【答案】(1)CO（或一氧化碳）和CO2（或二氧化碳）(2)一(3)=(4)C+CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Cu+CO↑(5)CO2+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO(6)置換反應(yīng)(7)BD【詳解】（1）[提出猜想]木炭還原氧化銅產(chǎn)生什么氣體應(yīng)可能有：猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：CO和CO2三種情況；故填：CO和CO2；（2）因CO不溶于水，CO2溶于水，△m2=0，說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能被澄清石灰水吸收，是CO，所以猜想一成立；故填：一；（3）猜想二即反應(yīng)生成了二氧化碳，CO2能溶于水，且能與澄清石灰水的主要成分為氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，若猜想二正確，理論上試管＋固體混合物減少的質(zhì)量等于試管＋澄清石灰水增加的質(zhì)量，即△m1與△m2的關(guān)系是：△m1=△m2；故填：=；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，△m1；△m2；△m2≠0且△m1≠△m2，因此猜想一、二均不正確，應(yīng)該是猜想三成立，反應(yīng)有一氧化碳和二氧化碳生成；原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO和銅，該反應(yīng)方程式為C+CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Cu+CO↑；故填：C+CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Cu+CO↑；（5）原因二：木炭和氧化銅在高溫條件下反應(yīng)中的一種產(chǎn)物為二氧化碳，二氧化碳和反應(yīng)物木炭又發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了CO，該反應(yīng)方程式為CO2+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO；故填：CO2+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO；（6）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳碳，該反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；故填：置換反應(yīng)；（7）本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與資料顯示不一致。對(duì)其可能原因有同學(xué)提出下列分析，可能的原因是：A、若裝置漏氣，對(duì)△m1沒(méi)有影響，但生成的CO2部分漏出，造成△m2偏低，故A不合理；B、若裝置內(nèi)還有CO2氣體未被吸收，會(huì)造成△m2偏低，故B合理；C、澄清石灰水吸收了空氣中部分CO2，會(huì)造成△m2偏高，故C不合理；D、若生成的CO2部分與過(guò)量的C反應(yīng)生成了CO，會(huì)造成CO2偏低，△m2偏低，故D合理。故選BD。13．我國(guó)早在五千年前就會(huì)使用木炭煉銅。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里模擬煉銅，既可用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置（圖甲），又能用改進(jìn)的微型實(shí)驗(yàn)裝置（圖乙）。某化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動(dòng)?！咎岢鰡?wèn)題】木炭與CuO反應(yīng)所得紅色固體中含有什么物質(zhì)？【查閱資料】若木炭與CuO的反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，產(chǎn)物中還有氧化亞銅（Cu2O）。Cu2O是紅色固體，能與稀硫酸反應(yīng)（反應(yīng)方程式為Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O），硫酸銅溶液呈藍(lán)色。銅不與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)?！咀龀霾孪搿?1)紅色固體的成分：①全部是Cu；②全部是Cu2O；③?！緦?shí)驗(yàn)探究】①取木炭、CuO兩種黑色粉末適量均勻混合，然后將黑色粉末裝入長(zhǎng)柄V形玻璃管的直管內(nèi)。②按圖乙連接好實(shí)驗(yàn)裝置，然后加熱反應(yīng)物；2分鐘后，黑色粉末出現(xiàn)紅熱，同時(shí)澄清石灰水變渾濁，此時(shí)停止加熱。(2)待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進(jìn)行如下表所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：步驟現(xiàn)象結(jié)論a、取紅色固體裝入試管中，滴入過(guò)量的，充分反應(yīng)。紅色固體部分溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色。猜想錯(cuò)誤。b、濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質(zhì)量為／猜想③正確【拓展與應(yīng)用】(3)根據(jù)上述探究（2）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，紅色固體中Cu2O的質(zhì)量g【答案】(1)Cu和Cu2O的混合物(2)稀硫酸/稀H2SO4①【解析】（1）【做出猜想】由于Cu2O是紅色固體，若木炭與CuO的反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，產(chǎn)物中有Cu還應(yīng)有氧化亞銅（Cu2O）。所以猜想③是Cu和Cu2O的混合物。（2）【實(shí)驗(yàn)探究】由于Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)（反應(yīng)方程式為Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O），硫酸銅溶液呈藍(lán)色。銅不與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。所以步驟a、取紅色固體裝入試管中，滴入過(guò)量的稀硫酸，充分反應(yīng)。結(jié)論：猜想①全部是Cu，錯(cuò)誤。（3）【拓展與應(yīng)用】設(shè)：紅色固體中Cu2O的質(zhì)量為x。Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu△m1446480xggeq\f(144,80)＝eq\f(x,13g)xg所以紅色固體中Cu2O的質(zhì)量是1.44g。培優(yōu)競(jìng)賽1．下列物質(zhì)的用途，既利用了物理性質(zhì)，又利用了化學(xué)性質(zhì)的是()A．農(nóng)村用沼氣作燃料 B．用活性炭來(lái)除掉冰箱中的異味C．CO2用來(lái)滅火 D．鹽酸用于除水垢【答案】C【解析】A、用沼氣作燃料，是因?yàn)檎託饩哂锌扇夹?，可燃性是沼氣的化學(xué)性質(zhì)。B、用活性炭來(lái)除掉冰箱中的異味，是利用了活性炭的吸附性，吸附性是活性炭的物理性質(zhì)。C、CO2用來(lái)滅火的原因一是二氧化碳密度比空氣大，這是物理性質(zhì)；二是不燃燒也不支持燃燒，這是化學(xué)性質(zhì)。D、鹽酸用于除水垢，是鹽酸能與水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是利用了鹽酸的化學(xué)性質(zhì)。故答案為：C。2.(2022年江蘇省“金鑰匙”科技競(jìng)賽(CESL)決賽)商店里出售的橡膠運(yùn)動(dòng)鞋，鞋底有黑、白兩種，黑色橡膠鞋底耐磨，這是因?yàn)樵谙鹉z中加入了一種耐磨的填料，這種耐磨的填料是()A.石墨粉 B.活性炭 C.炭黑 D.木炭粉【答案】C【解析】橡膠中加入炭黑能夠增強(qiáng)其耐磨性，故選C。3.科學(xué)家在制備碳納米管時(shí)得到了一種由碳原子構(gòu)成的副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品外觀類似泡沫、質(zhì)地輕盈，被稱為碳納米泡沫，它的發(fā)現(xiàn)極大地推動(dòng)了碳素材料的研究。下列說(shuō)法不正確的是（）A．碳納米泡沫和碳納米管屬于同種物質(zhì)B．碳納米泡沫是一種單質(zhì)C．碳納米泡沫在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳D．碳納米泡沫在一定條件下可以還原氧化銅【答案】A【解析】A、根據(jù)題意，碳納米泡沫外觀類似泡沫、質(zhì)地輕盈；而碳納米管呈管狀，碳納米泡沫和碳納米管屬于不同種物質(zhì)，故A說(shuō)法符合題意。B、根據(jù)題意，碳納米泡沫外觀類似泡沫、質(zhì)地輕盈，由碳的微小顆粒組成，是由碳元素一種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)，故B說(shuō)法不符合題意。C、碳納米泡沫屬于碳的單質(zhì)，具有可燃性，完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳，故C說(shuō)法不符合題意。D、碳納米泡沫屬于碳的單質(zhì)，具有還原性，在一定條件下可以還原氧化銅，故D說(shuō)法不符合題意。故答案為：A。3.石墨烯可用機(jī)械剝離法從石墨中剝離制得。它是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體（如圖），圖中每一個(gè)小球代表一個(gè)碳原子。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料?？茖W(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。關(guān)于石墨烯，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．石墨烯和金剛石都由碳元素組成B．石墨烯的導(dǎo)電性比銀強(qiáng)C．石墨烯中每個(gè)碳原子為三個(gè)六元環(huán)共用D．從石墨中剝離出石墨烯屬于物理變化【答案】D【解析】A.石墨烯和金剛石都由碳元素組成，故A說(shuō)法正確，不符合題意；B.由題意可知，石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，所以石墨烯的導(dǎo)電性比銀強(qiáng)，故B說(shuō)法正確，不符合題意；C.由石墨烯的結(jié)構(gòu)可知，石墨烯中每個(gè)碳原子為三個(gè)六元環(huán)共用，故C說(shuō)法正確，不符合題意。D.石墨與石墨烯是不同種物質(zhì)，因此從石墨中剝離出石墨烯屬于化學(xué)變化，故說(shuō)法錯(cuò)誤，符合題意。故該題選D。4.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，我們不但要考慮加入的試劑，還要考慮環(huán)境中的其他物質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。教材中“木炭還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)（如圖），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．試管A中，除C、CuO外，還可能有氧氣參與反應(yīng)B．除木炭可以還原氧化銅外，經(jīng)反應(yīng)生成的一氧化碳不能還原氧化銅C．要排除環(huán)境對(duì)該反應(yīng)的影響，還可以采取抽成真空（或充入氮?dú)獾缺Ｗo(hù)氣體）等措施D．進(jìn)入試管B的氣體，除二氧化碳外，還可能有氧氣或空氣、氮?dú)?、一氧化碳【答案】B【解析】A.試管A中，除C、CuO外，還可能有空氣中的氧氣參與反應(yīng)，選項(xiàng)說(shuō)法不符合題意。B.除木炭可以還原氧化銅外，經(jīng)反應(yīng)生成的一氧化碳能還原氧化銅，選項(xiàng)