初中化学课题1 金刚石、石墨和C60达标测试

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6.1金刚石、石墨和C60   同步练习人教版初中化学九年级上册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是

A. 填写“毕业登记表”时要用碳素笔
B. 钻石恒久远，一颗永流传
C. 木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D. 防毒面具上的滤毒罐要用活性炭装填

2. 高铁被誉为中国“新四大发明”之一。高铁动车与电路连接的是石墨电刷，它没有体现出石墨具有的性质是

A. 导电性 B. 滑腻感 C. 还原性 D. 稳定性

3. 我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是   

A. 分子 B. 原子 C. 离子 D. 中子

4. 如图是碳还原氧化铜的实验，有关说法正确的是

A. 该实验体现了碳的氧化性
B. 反应开始的标志是：导管口有气泡产生
C. 该反应的实验现象是黑色固体变红色，澄清石灰水变浑浊
D. 实验结束时应先熄灭酒精灯，待试管冷却后再将导管从澄清石灰水中移出

5. 中国年轻学者曹原，因对石墨烯超导的重大发现，成为年度影响世界的十大科学人物榜首。单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中不正确的是

A. 石墨烯完全燃烧的产物为 B. 石墨烯属于单质
C. 石墨烯具有导电性 D. 石墨烯中碳元素的化合价为

6. 工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是

A.  B.  C.  D.

7. 石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是   
    

石墨烯是一种新型化合物

三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同

金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质

石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似

A.  B.  C.  D.

8. 通过一步化学反应，不能实现下列物质间转化的是

A.  B.
C.  D.

9. 如图所示是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是

A. 烘干的木炭粉末须与粉末混合均匀
B. 实验过程中可观察到澄清石灰水变浑浊
C. 碳在反应中发生了氧化反应表现出还原性
D. 产生的气体一定没有

10. 按如图进行实验，下列分析或结论正确的是

A. 导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B. 实验结束应立即倒出粉末
C. 木炭能使氧化铜还原为铜
D. 固体减少的质量一定等于生成的质量

二、填空题（本大题共5小题，共40.0分）

11. 自来水的生产过程要经过过滤池，过滤池中有活性炭层，活性炭起______作用．处理水时，通常通入一定量氯气或加入漂白粉，其作用是______．
    长期饮用硬水对人体健康不利，降低水的硬度的方法有______．
12. 碳的还原性即碳跟某些氧化物的反应
    木炭还原氧化铜。现象：          ，          。化学方程式为          。
    炽热的炭层还能使二氧化碳还原成一氧化碳，化学方程式为          吸收热量。
    木炭还原氧化铁：化学方程式为          。
13. 如图所示中、分别为金刚石和石墨的结构模型图中的小球均代表碳原子。

金刚石属于      填“单质”或“化合物”，判断的依据是      。

下列是金刚石和石墨的部分性质：

切割玻璃的玻璃刀应该选用      填“金刚石”或“石墨”作为材料。

根据金刚石和石墨的结构和性质推断，下述观点不正确的是      填字母。

A.不同物质具有不同的结构

B.不同物质的组成元素一定不同

C.不同物质具有不同的性质

D.物质的结构决定物质的性质

14. 水煤气厂生产水煤气的原理是先将水加热，使之变成水蒸气，然后通过炽热的碳，得到氢气和一氧化碳。王老师为了说明其化学原理，画出了如图所示的卡通图片，其中表示          填化学式，发生          反应表示          填化学式，发生          反应写出该反应的化学方程式：                   。

．

15. 碳在地壳中的含量不高，但它的化合物数目众多，而且分布极广。根据所学知识回答：

图为碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数为          。

图、、对应三种碳单质，图单质的名称是          ，图单质的名称是          ，图单质的化学式是          。

由碳元素和氯元素组成的一种化合物中碳元素为价，氯元素为价，其化学式为          。

三、推断题（本大题共1小题，共10.0分）

16. 已知、为两种黑色粉末，为红色单质，、、、、五种物质之间的转化关系如图所示。请回答下列问题：
    
    的化学式为          的化学式为          。
    中金属元素的化合价是          。
    反应的化学方程式为          。

四、实验题（本大题共2小题，共20.0分）

17. 某同学设计了如下实验装置，进行碳还原性性质验证，对实验进行分析并回答：

本实验建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，目的是                                                       。

证明碳具有还原性的实验现象是                                    ，                                  。

发生             填“氧化”或“还原”反应，写出大试管中发生反应的化学方程式：                                                                                                   。

酒精灯加上网罩的作用是                                                              。

停止加热时，应先将导管从石灰水中取出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待大试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是                                                              。

18. 某同学设计如图所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验．试回答：
    
    该装置存在的一个主要问题是______，你的改进方法是______，
    实验开始时，是先给氧化铜加热，还是先通入一氧化碳？______．
    实验过程中，图中处能观察到的实验现象是______发生反应的化学方程式为______处观察到的实验现象是______．
    实验过程中，一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜化学式为如果要对反应后处残留固体的组成进行探究，试猜想残留固体的组成有哪几种可能？______．

五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

19. 将木炭和氧化铜的混合物，加热一段时间后冷却、称量，剩余固体的质量为，试计算：

生成二氧化碳的质量。

有多少克氧化铜参加反应

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】解：、填写“毕业登记表”时要用碳素笔，是因为碳素墨水的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，故选项错误。
B、钻石恒久远，一颗永流传，钻石是经过琢磨的金刚石碳的单质，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，故选项错误。
C、木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦，生成了木炭，在常温下碳的化学性质不活泼，不容易与其它物质发生化学反应，可以使用更长的时间，故选项错误。
D、防毒面具上的滤毒罐要用活性炭装填，利用了活性炭具有吸附性，能吸附有毒气体，不是体现单质碳的稳定性，故选项正确。
故选：。
根据碳在常温下化学性质稳定，进行分析判断。
本题难度不大，了解碳在常温下化学性质稳定及其应用是正确解答本题的关键。
 

2.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，掌握石墨的性质与用途并能灵活运用是正确解答本题的关键。
【解答】
高铁动车的运行是依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电源，使用石墨制作电刷，是因为石墨能导电、耐高温、化学性质稳定、具有润滑性，与碳单质的还原性无关。
故选C。  

3.【答案】
 

【解析】金刚石是由原子构成的，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，因此碳化硅也是由原子构成的，故选B。
 

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查实验的条件、装置、注意事项、生成物的性质，考查知识点多，需要同学们全面掌握关于还原实验问题，方可做好此题。
【解答】
A、碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，该实验体现了碳的还原性，故A错误；
B、反应开始的标志是：有红色物质生成，故B错误；
C、碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以该反应的实验现象是黑色固体变红色，澄清石灰水变浑浊，故C正确；
D、实验结束时应先将导管从澄清石灰水中，然后再熄灭酒精灯，故D错误。
故选C。  

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途，根据提供的信息可知石墨烯为碳单质，根据碳单质的性质及化合价原则分析。
【解答】
A、石墨烯是由碳元素组成的物质，石墨烯在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，说法正确；
B、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法正确；
C、“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上传导电子速度最快的新型材料，说明石墨烯具有良好的导电性，说法正确；
D、石墨烯是单质，单质中元素化合价为，D错误；
故选：。  

6.【答案】
 

【解析】解：一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，在此反应中一氧化碳得氧发生了氧化反应，是还原剂；氧化铁失氧发生了还原反应，是氧化剂。
故选：。
在氧化还原反应中，氧化剂失去了氧被还原，发生了还原反应；还原剂得氧被氧化，发生了氧化反应；据此进行分析判断即可。
在化学反应中氧化剂与还原剂往往同时存在，初中阶段一般利用得氧失氧的方法判断，得氧的是还原剂，失氧的是氧化剂。
 

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题主要考查学生对碳单质及其构成等有关知识的考查。
【解答】
石墨烯是一种由碳元素组成的单质，错误；
这三种物质都是由碳元素组成的，完全燃烧后的产物都是，正确；
金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质，正确；
石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，错误；
故选：。  

8.【答案】
 

【解析】解：、碳不充分燃烧生成一氧化碳，物质间转化能一步实现，故选项错误。
B、过氧化氢分解生成水和氧气，物质间转化能一步实现，故选项错误。
C、氯化钡转化为氢氧化钡，假设能行，对应的生成物应为氢氧化钡和氯化银，反应物为氯化钡和氢氧化银，氢氧化银常温下极不稳定，在水溶液中是不存在的，物质间转化不能一步实现，故选项正确。
D、氯化钠能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，物质间转化能一步实现，故选项错误。
故选：。
本题有一定难度，熟练掌握所涉及物质的性质、抓住关键词“能否一步实现”是解决此类问题的关键。
 

9.【答案】
 

【解析】解：、烘干的木炭粉末须与粉末混合均匀，这样能使反应更快、更充分，该选项说法正确；
B、高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，该选项说法正确；
C、碳在反应中发生了氧化反应表现出还原性，该选项说法正确；
D、产生的气体中可能含有一氧化碳，例如高温条件下碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，该选项说法不正确。
故选：。
A、烘干的木炭粉末须与粉末混合均匀，这样能使反应更快、更充分；
B、高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
C、碳在反应中发生了氧化反应表现出还原性；
D、高温条件下碳和二氧化碳反应生成一氧化碳。
本题主要考查物质的性质，解答时要根据物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
 

10.【答案】
 

【解析】解：、导管口刚有气泡冒出不能说明反应开始，因为刚开始排出的是试管内的空气，故选项说法错误。
B、实验结束应不能立即倒出粉末，因为铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，故选项说法错误。
C、木炭具有还原性，能使氧化铜还原为铜，故选项说法正确。
D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，故选项说法错误。
故选：。
根据碳具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，结合实验注意事项，进行分析判断。
本题难度不大，掌握碳具有还原性、还原氧化铜的实验注意事项等是正确解答本题的关键。
 

11.【答案】吸附  消毒  煮沸
 

【解析】解：
活性炭具有吸附性，在过滤池中加入活性炭，能除去水中的色素和异味，起到吸附的作用，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有消毒性，漂白粉的主要成分是次氯酸钙，具有消毒性，故填：吸附，消毒；
硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物，受热易分解产生不溶性钙镁化合物，在日常生活中可以采用加热煮沸的方法降低水的硬度，故填：加热煮沸；
答案：
吸附  消毒 
煮沸
根据已有的净水知识进行分析，活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有消毒性，漂白粉的主要成分是次氯酸钙，具有消毒性解答；
根据硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物，受热易分解产生不溶性钙镁化合物解答．
本题考查了净水的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．
 

12.【答案】黑色固体变为红色

产生能使澄清石灰水变浑浊的气体

【解析】解：木炭还原氧化铜。现象：黑色固体变为红色、产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。化学方程式为。
炽热的炭层还能使二氧化碳还原成一氧化碳，化学方程式为。
木炭还原氧化铁：化学方程式为。
 

13.【答案】单质

金刚石是纯净物且只由一种原子构成

金刚石

【解析】因为金刚石中的原子只有碳原子一种，且金刚石是纯净物，所以金刚石属于单质。
金刚石的硬度大，切割玻璃的玻璃刀应该选用金刚石作为材料。
金刚石和石墨是由同种元素组成的不同物质，故B不正确。
 

14.【答案】；还原；；氧化；
 

【解析】本题考查证据推理与模型认知素养，能建立认知模型，并能运用模型描述变化的本质。图中物质提供氧，物质得到氧，则是， 是。物质与氧发生的反应是氧化反应，含氧化合物里的氧被夺去的反应是还原反应，故 A物质发生还原反应， 物质发生氧化反应。
 

15.【答案】

金刚石

石墨

【解析】解：图为碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数为。
图、、对应三种碳单质，图单质的名称是金刚石，图单质的名称是石墨，图单质的化学式是。
由碳元素和氯元素组成的一种化合物中碳元素为价，氯元素为价，其化学式为。
 

16.【答案】；       
       

 

【解析】解：、为两种黑色粉末，为红色单质，则为铜，能使石灰水变浑浊，则为二氧化碳，则和应该分别为氧化铜和碳，为碳酸钙；
氧化铜中铜的化合价为价；
反应的化学方程式为。
 

17.【答案】增大反应物的接触面积
试管内黑色粉末变红；澄清石灰水变浑浊
还原；
集中火焰，提高加热温度
防止石灰水倒吸使大试管炸裂，防止高温时生成的铜又被氧化
 

【解析】解：本实验建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，目的是增大反应物的接触面积。
证明碳具有还原性的实验现象是试管内黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊。
发生还原反应，大试管中发生反应的化学方程式为：。
酒精灯加上网罩的作用是集中火焰，提高加热温度。
停止加热时，应先将导管从石灰水中取出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待大试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是防止石灰水倒吸使大试管炸裂，防止高温时生成的铜又被氧化。
 

18.【答案】缺少尾气的处理装置   把尾气点燃   先通一氧化碳   黑色粉末变红     澄清石灰水变浑浊   全部为铜，铜和氧化铜的混合物，铜和氧化亚铜的混合物，氧化铜、氧化亚铜的混合物，铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物．
 

【解析】解：
通过观察可知该装置中缺少尾气的处理装置，把一氧化碳收集或点燃．
由于一氧化碳气体是可燃性气体，所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净，然后再加热，防止气体不纯，加热时发生爆炸．
处能观察到的实验现象是黑色粉末变红．发生反应的化学方程式为处观察到的实验现象是澄清石灰水变浑浊．
实验过程中，一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜，所以残留固体的组成可能是：全部为铜，铜和氧化铜的混合物，铜和氧化亚铜的混合物，氧化铜、氧化亚铜的混合物，铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物．
故答案为：
缺少尾气的处理装置，把尾气点燃．
先通一氧化碳．
黑色粉末变红． 澄清石灰水变浑浊．
全部为铜，铜和氧化铜的混合物，铜和氧化亚铜的混合物，氧化铜、氧化亚铜的混合物，铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物．
有污染的气体在装置的尾部必须有除去污染气体的装置，所以很容易看出该装置没有除去尾气的设计，根据尾气的性质进行处理．
根据可燃性气体在点燃时，如果气体不纯会发生爆炸的知识来作答．
根据氧化铜是黑色，铜单质是红色，产物二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊解答．
根据题中所给出的信息可知一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜，据此来推测固体的组成．
主要考查了一氧化碳的性质，一氧化碳还原氧化铜的实验，要掌握一氧化碳还原氧化铜的实验原理和实验中的一些注意事项．
 

19.【答案】根据质量守恒定律，固体减轻的质量即为生成的气体的质量。生成二氧化碳的质量为：。
设参加反应的氧化铜质量为。

                         
                             
，解得
答：生成二氧化碳；有氧化铜参加反应。
 

【解析】本题运用守恒法解答。分析木炭还原氧化铜的反应，反应后固体减轻的质量就是生成的二氧化碳气体的质量。然后再利用二氧化碳的质量求参加反应的氧化铜的质量。