人教版课题1 金刚石、石墨和C60课后复习题

这是一份人教版课题1 金刚石、石墨和C60课后复习题，共31页。

一、金刚石、石墨和C60
二、无定形碳
无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。其主要成分都是 碳单质 ，它们的结构与 石墨类似。
①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附 色素和异味
②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附 色素和异味 。
③焦炭：用于冶金工业 。
④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料 等。
【特别提醒】
① 一种元素可以组成不同单质
② 石墨在一定条件下可以转化为金刚石，属于化学变化
三、碳单质的化学性质
1.常温下具有稳定性
在常温下，碳的化学性质 稳定 。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。实际生活中利用这一性质有以下应用：
（1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。
（2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。
2.可燃性——碳能和氧气反应
在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。
（1）氧气充足时，完全燃烧： C+O2点燃===CO2
（2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O2点燃===2CO
3.还原性——能与某些氧化物反应
①与氧化铜反应：C+2CuO高温===2Cu+CO2 ↑ ②与氧化铁反应：3C+2Fe2O3高温===4Fe+3CO2↑
③与二氧化碳反应：C+CO2高温===2CO ④与水反应：C+H2O高温===CO+H2
五、碳单质的用途：
① 碳素墨水书写档案 ② 作燃料 ③ 冶炼金属
六、木炭还原氧化铜实验
（1）实验装置
（2）实验操作
①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
②将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管
③集中加热
④过几分钟后，先 撤出导气管 ，待试管冷却 后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析
实验现象： 试管中黑色固体变红 ； 澄清石灰水变浑浊
实验原理：C+2CuO高温===2Cu+CO2 ↑
总结：在碳还原氧化铜的反应中，C在反应中得到氧，发生氧化 反应，具有还原性。CuO在反应中失去氧，发生还原 反应，具有 氧化性 。
（6）实验操作目的及注意事项
反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊
b．试管口应略向下倾斜： 防止冷凝水倒流使试管炸裂 。
c．在酒精灯上加网罩的目的： 集中火焰、提高温度
d．配制混合物时木炭粉应稍过量的目的： 防止已经还原的铜被氧气重新氧化
e．实验完毕后先熄灭酒精灯的后果： 石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
七、氧化还原反应
1.还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应 称为还原反应。即失去氧的反应
2.氧化反应：物质与氧发生的反应称为氧化反应，即得到氧的反应
其本质区别是： 得氧和失氧
3.氧化剂：具有氧化性 的物质称为氧化剂，它在化学发应中失去氧元素 ，使别的物质发生 氧化反应，自身发生 还原反应 。
4.还原剂：具有 还原性，它在化学发应中 得到氧元素 ，使别的物质发生还原反应，自身发生氧化反应 。
以碳还原氧化铜为例，它们之间的关系为
①从得氧失氧角度
氧化铜作氧化剂 ， 失去氧，被 还原 ，自身发生 还原反应
碳作 还原剂 ， 得到 氧，被 氧化 ，自身发生 氧化反应
②从化合价升降角度
【题典精讲】
【例题1】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都有可燃性 B.都有导电性 C.都有滑腻感 D.都是由碳分子构成
【答案】A
【解析】A.都是由碳元素组成，具有可燃性，故A正确；B.金刚石不导电，故B错误；C.石墨具有滑腻感，金刚石没有，故C错误；D.都是由碳原子构成，故D错误
【变式题】有关金刚石和石墨说法的说法正确的是（ ）
A.都能导电 B.都是很色固体 C.化学性质相同 D.结构相同
【答案】C
【解析】A.金刚石不导电，故A错误；B.金刚石是无色透明的，故B错误；C.都是由碳原子构成，化学性质相同，故C正确；D.结构不同，故D错误
【例题2】C60在能、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。下列关于C60的叙述不正确的是（ ）
A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量是720 D.C60和C70是两种物质
【答案】B
【解析】C60是由分子构成，C60分子是由60个碳原子构成；故B错误；其相对分子质量为60×12=720，故C正确；D. C60和C70分子构成不同，是两种不同的物质，故D正确。
【例题3】下列有关碳的化学性质的描述中正确的是（ ）
碳具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳
碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热
木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧
C60在氧气中充分燃烧的化学方程式是C60+60O2点燃===60CO2
【答案】D
【解析】A.碳具有可燃性，当氧气浓度较低时，燃烧可能产生CO，故A错误；B.碳燃烧都会放热，故B错误；C.碳单质具有相似的化学性质，故金刚石也能燃烧，故C错误；D.C60在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，故D正确。故选D
【例题4】关于碳的燃烧，下列说法中不正确的是（ ）
价值不菲的钻石，默默无闻的碳棒，在氧气中充分燃烧后，产物都是CO2
碳和氧气的质量比不同，燃烧产物可能不同
C．碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热
D．碳在氧气中燃烧的产物可能是混合物
【答案】C
【解析】A.都属于碳单质，在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，故A正确；B.碳和氧气的质量比不同产物不同，当碳和氧质量比位3:8时，只生成二氧化碳，当碳和氧质量比是3:4时，只生成CO，故B正确；C.碳燃烧都会放热碳燃烧都会放热，故C错误；D.当碳和氧质量比介于3:8和3:4之间时，产物是CO和CO2混合物。故选C
【例题5】金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其主要原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同 B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨和C60由不同种原子构成 D．金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同
【答案】D
【解析】金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同，故选D。
【例题6】下列有关金刚石、石墨、C60、木炭的说法错误的是（ ）
A．金刚石是天然存在最硬的物质 B．C60是一种新型的化合物
C．石墨具有优良的导电性，可用作电极材料 D．木炭疏松多孔，具有吸附能力
【答案】B
【解析】金刚石是天然存在最硬的物质，故A正确；B.C60是碳单质，故B错误；C.石墨导电性好，可做电极，故C正确；D.木炭疏松多孔，具有吸附的作用，故D正确。故选B
【例题7】下图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ）
实验结束后立即倒出固体粉末
木炭发生了还原反应
导管口一有气泡冒出时说明反应已经开始
观察到试管中黑色粉末变红
【答案】D
【解析】A.实验结束，等试管冷却后再倒出粉末，防止铜再次被氧化，故A错误；B.木炭发生了氧化反应，故B错误；C.导管口一有气泡冒出不能说明反应开始，有可能是空气，故C错误；D.试管中黑色粉末变红，正确。故选D
【例题8】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二氧化碳质量
【答案】C
【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；
B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；
C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；
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，不符合题意。故选C。
【例题9】已知：C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑。如图表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量y随加热时间的变化趋势，其中纵坐标y表示（ ）
A．固体的质量 B．固体中氧化铜的质量
C．二氧化碳的质量 D．固体中铜元素的质量分数
【答案】D
【解析】A、氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，固体质量逐渐减小，错误；B、氧化铜的质量逐渐减小到零，错误；C、二氧化碳的质量应该从零开始不断增加，错误；D、铜元素质量不变，固体质量逐渐减小，所以固体中铜元素的质量分数逐渐增加，然后不变，正确。故选D
【例题10】用纯净的木炭粉还原氧化铜粉末时，可能发生的化学反应是：C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑，C+2CuOeq \\ac(\s\up5(△),\(===,====))Cu+CO↑．某同学设计实验，欲证明氧化铜中含有氧元素，实验装置如图。有关说法不正确的是（ ）
A．实验前先通入N2的目的是排尽玻璃管中的空气，防止干扰
B．本实验能证明含氧元素的证据是澄清石灰水变浑浊
C．硬质玻璃管中黑色固体变红，可以证明氧化铜含有氧元素
D．本实验的不足是没有处理尾气
【答案】C。
【解析】A、实验前先通入N2的目的是排尽玻璃管中的空气，防止氧气对证明氧化铜中含有氧元素造成干扰，故选项说法正确。
B、二氧化碳能使石灰水变浑浊，二氧化碳中含有氧元素，可以判断氧化铜中的确含有氧元素，故选项说法正确。
C、硬质玻璃管中黑色固体变红，说明生成了铜，不能证明氧化铜含有氧元素，故选项说法错误。
D、实验中可能由一氧化碳生成，一氧化碳有毒，会污染空气，本实验的不足是没有处理尾气，故选项说法正确。
【例题11】在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳：C+CO2eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2CO，下列说法不正确的是（ ）A．反应中碳发生了还原反应 B．产物是空气污染物之一
C．该反应为吸热反应 D．该反应中原子数目在反应前后不变
【答案】A
【解析】A、碳夺取了二氧化碳中的氧，发生了氧化反应，故选项说法错误；B、生成物是一氧化碳，是空气污染物之一，故选项说法正确；C、该反应在高温下进行，为吸热反应，故选项说法正确；D、由质量守恒定律，该反应中原子数目在反应前后不变，故选项说法正确。故选A。
【例题12】为除去氧化铜中混有的少量杂质碳，而又不增加新的杂质，可采取的措施是（ ）
A.在氧气流中加热混合物 B.在密闭容器中灼热混合物
C.过滤 D.蒸发
【答案】A
【解析】在氧气流中加热，达不到氧化铜与碳反应的条件。但是碳和氧气在加热的条件下，反应生成了二氧化碳，从而将碳杂质除去。故选A
【例题13】已知：2CuO+Ceq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑．如图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
【答案】C。
【解析】A、碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，由图示可知，t1时，开始发生反应，故选项说法正确。
B、碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变，故选项说法正确。C、图中b反应后减少至0，固体混合物的质量逐渐减少，但不可能减少至0，故选项说法错误。
D、碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：C+2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu+CO2↑，生成铜和二氧化碳的质量比为128：88，则d是二氧化碳的质量，故选项说法正确。故选C
【例题14】高炉炼铁核心反应Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2中，发生还原反应的物质是（ ）
A．Fe2O3B．COC．FeD．CO2
【答案】A。
【解析】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A
【例题15】化学上规定，有化合价升降的反应属于氧化还原反应。下列实验室制取气体的反应不属于氧化还原反应的是( )
A．加热高锰酸钾制O2 B．用双氧水和二氧化锰混合物制O2
C．用大理石和稀盐酸制CO2 D．用金属锌与稀硫酸反应制H2
【答案】C
【解析】本题考查了氧化还原反应，掌握氧化还原反应和化合价的关系是解答本题的关键。
A．加热高锰酸钾制O2中氧元素的化合价由﹣2价变为0价，锰元素的化合价由﹢7价变为﹢6价和﹢4价，化合价有升降，属于氧化还原反应。故A选项不符合题意；
B．用双氧水和二氧化锰混合物制O2中氧元素的化合价由﹣1价变为﹣2价和0价，化合价有升降，属于氧化还原反应。故B选项不符合题意；
C．用大理石和稀盐酸制CO2中各元素的化合价都没有改变，不属于氧化还原反应。故C选项符合题意；
D．用金属锌与稀硫酸反应制H2中锌的化合价由0价变为﹢2价，氢元素的化合价由﹢1价变为0价，化合价有升降，属于氧化还原反应。故D选项不符合题意。故选C
【例题16】将3g木炭和6g氧气至于密闭容器中点燃，恰好完全反应。产物可能是（ ）
A.CO B.CO2 C.CO和CO2 D.无法确定
【答案】C
【解析】3g木炭和6g氧气至于密闭容器中点燃，恰好完全反应，所得气体中碳元素和氧元素质量比是3g:6g=1:2，若是CO，则碳元素和氧元素质量比是3:4;若是CO2，则碳元素和氧元素质量比是3:8；而38<12<34，则产物是CO和CO2的混合气体。故选C
【例题17】某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时，a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。
【査阅资料】氧化亚铜（Cu2O）是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应：Cu2O＋H2SO4＝Cu＋CuSO4＋H2O。【提出问题】已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜（Cu2O）呢？
【实验验证】取a中的红色固体少量于试管中，加入____________溶液，试管中出现___________________________________，证明固体中确实含有Cu2O。
【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体是什么？
【提出猜想】猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：_________________。
【提出质疑】甲同学认为猜想二不正确，他的理由是____________________________。
【验证猜想】乙同学将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中，黑色固体变红，证明猜想______是正确的，该反应的化学方程式为____________________________________。
【交流反思】兴趣小组认为上图装置不够完善，为了防止尾气对空气的污染，应该把上图装置中的b部分装置换成下列______装置（填字母序号）。
A B C D
【答案】
【实验验证】稀硫酸；固体部分溶解，溶液由无色变成蓝色；
【提出猜想】CO2和CO；
【提出质疑】仅有一氧化碳时不能使澄清石灰水变浑浊；
【验证猜想】三；CO＋CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))Cu＋CO2；
【交流反思】A或B或D。
【解析】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
【实验验证】取a中的红色固体少量于试管中，加入稀硫酸，试管中出现固体部分溶解，溶液由无色变成蓝色，说明氧化亚铜和硫酸反应生成了硫酸铜，证明固体中确实含有Cu2O。
【提出猜想】猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：CO2和CO；
【提出质疑】甲同学认为猜想二不正确，理由是一氧化碳不能和氢氧化钙反应，因此b中的试管内不能产生白色沉淀。
【验证猜想】乙同学将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中，黑色固体变红，说明氧化铜和一氧化碳反应生成了铜和二氧化碳，证明猜想三是正确的；
【交流反思】为了防止尾气对空气的污染，应该把上图装置中的b部分装置换成如图2中的A、B、D都可以，这是因为A、B、D装置都能够防止一氧化碳进入空气中。
5．实验室可利用碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如图所示（省略夹持仪器）：

A B C D
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
B中发生反应的化学方程式为：___Cu2(OH)2CO3＝___CuO＋___H2O＋___CO2↑；
C中的试剂是________； A的作用是吸收空气中的_____________水蒸气和二氧化碳，防止对产物检验造成干扰。选择t3时停止加热的理由是____________________________________________________。
（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是____________________________；反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是___________________________。
（3）分析：若（1）中省略步骤三，对（2）中反应产物判断可能产生的影响及其原因：______________
_________________________________________________。
【答案】
（1）1、2、1、1；无水硫酸铜；水蒸气和二氧化碳；固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解；
（2）黑色粉末变成红色；F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂；
（3）不能确定炭粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳，因为可能有（1）中未分解的碱式碳酸铜在实验（2）中分解，产生二氧化碳气体，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断。
【解析】
（1）依据质量守恒定律配平化学方程式，配平后的系数依次为1、2、1、1；该反应是实验室利用碱式碳酸铜制备氧化铜，并检验产物，检验水常用无水硫酸铜，检验二氧化碳常用澄清石灰水，需要先检验水，再检验二氧化碳，所以C中试剂是无水硫酸铜，空气中的二氧化碳和水蒸气会对二氧化碳、水蒸气的检验造成干扰，所以A烧碱固体的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，固体质量不再变化时，可以认为碱式碳酸铜完全分解， t2，t3时固体质量不再改变，所以选择t3时停止加热的理由是：固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解；
（2）氧化铜是黑色粉末，氧化铜和木炭在高温的条件下会生成铜和二氧化碳，铜是红色固体，所以E中的现象是：黑色粉末变成红色，反应完全后，仅撤走酒精喷灯，会使试管内的温度降低，导致试管内压强骤然降低，澄清石灰水会倒流入试管内，造成试管炸裂，所以反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是：F中的液体通过导管流入E中，造成试管炸裂；
（3）通过步骤三中的数据比较，可以判断碱式碳酸铜是否分解完全，如果没有分解完全，在后面的加热过程中，碱式碳酸铜会生成二氧化碳，对氧化铜和木炭的还原产物的检验造成干扰，所以若（1）中省略步骤三，对（2）中反应产物判断可能产生的影响及其原因：不能确定炭粉还原氧化铜的生成物中是否含有二氧化碳。因为可能有（1）中未分解的碱式碳酸铜在实验②②中分解，产生二氧化碳气体，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断。
【考点训练】
1.文房四宝“笔墨纸砚”中，墨的主要成分是（ ）
A.碳 B.硅 C.磷 D.碘
【答案】A
【解析】利用碳的化学性质稳定性，故A正确，故选A
2.我国古代画家、书法家用墨（炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（ ）
A.碳在常温下化学性质不活波 B.炭黑具有很强的吸附能力
C.部分炭黑转变成了更稳定的物质 D.碳单质不溶于水
【答案】A
【解析】碳在常温下化学性质不活波，故可以长期保存，故A正确；都不合题意。故选A
3.木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于（ ）
A．是无定形碳B．它们的密度小
C．疏松多孔，表面积大D．金刚石不含杂质，而石墨含杂质
【答案】C
【解析】木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于疏松多孔，表面积大。故选C。
4.科学家已证实了有一种具有空心球状结构的N60分子，以下判断不正确的是（ ）
A．N60和N2都是氮元素的单质B．N60的相对分子质量是840
C．N60中含有30个氮分子D．N60中氮元素的化合价为0
【答案】C
【解析】A、N60和N2均是由氮元素组成的纯净物，所以两者均是氮元素的单质，故选项正确；B、N60的相对分子质量=14×60=840，故选项正确；
C、物质N60是由N60分子构成的，其中不含氮分子，故选项错误；D、N60是单质所以其中氮元素的化合价为0，故选项正确。故选C
5.下列说法正确的是（ ）
A．C60是一种由60个碳原子构成的分子，所以属于化合物
B．金刚石很硬，所以可以用作装饰品
C．石墨有良好的导电性，可以用作电极
D．石墨、金刚石、C60都是由碳元素组成的，所以它们的性质相同
【答案】C
【解析】A、C60是一种由60个碳原子构成的分子，但只含碳元素，所以该物质是单质不是化合物，故选项错误；B、金刚石很硬，可用作切割玻璃，用作装饰品与其硬度大小无关，故选项错误；C、石墨可以用作电极是因为石墨有良好的导电性，故选项正确；D、石墨、金刚石、C60都是由碳元素组成的，所以他们的化学性质相同，但物理性质不同，故选项错误。故选C
6.下列说法正确的是（ ）
A．一种元素只能形成一种单质B．由碳元素形成的单质都是黑色的
C．同种元素组成的不同种单质性质相同D．一种元素可能形成几种单质
【答案】D
【解析】A、一种元素可能形成几种单质，如氧气、臭氧，故原说法错误；B、由碳元素形成的单质不一定都是黑色的，如金刚石是无色透明的，故原说法错误；C、同种元素组成的不同种单质化学性质相同，物理性质不同，故原说法错误；D、一种元素可能形成几种单质，如石墨、金刚石，故原说法正确。故选D
7.“碳海绵”是目前已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是（ ）
A.碳海绵具有吸附性作用 B.碳海绵是灰黑色固体
C.碳海绵不能做还原剂 D.碳海绵燃烧会产生二氧化碳
【答案】C
【解析】A.碳海绵具有疏松多孔结构，具有吸附作用，故A正确；B.大多数碳单质都是灰黑色的，故B正确；C.碳海绵是碳单质，具有碳单质的化学性质还原性，可以做还原剂，故C错误；D.碳海绵充分燃烧生成二氧化碳，故D正确。故选C
8.下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ）

金刚石 石墨 C60 碳纳米管
A．这四种物质都很软，可作润滑剂 B．这四种物质碳原子的排列方式相同
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子
【答案】C
【解析】A．金刚石的硬度很大，石墨质软，石墨可用作润滑剂，但金刚石不行。故A选项错误；
B．由结构图可知，这四种物质碳原子的排列方式不同。故B选项错误；
C．这四种物质都是由碳元素组成的，完全燃烧后的产物都是CO2。故C选项正确；
D．在石墨、C60、碳纳米管中，每个碳原子是与另外3个碳原子相连；但在金刚石中，每个碳原子与其余4个碳原子相连，形成正四面体结构。故D选项错误。故选C
9.我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生①ZnCO3高温===ZnO+CO2↑ ②C+2ZnO高温===2Zn+X↑，下列有关说法错误的是（ ）
A.X的化学式是CO2 B.反应前后锌元素质量不变
C.②反应中 ZnO发生了氧化反应 D.②反应前后锌元素化合价降低
【答案】C
【解析】A.根据质量守恒配平，可知X是CO2；故A正确；B.质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，故B正确；C.②反应中 ZnO作氧化剂，失去氧，发生还原反应，故C错误；D.②反应前锌元素化合价是+2价，反应后生成锌单质，化合价是0价，化合价降低，故D正确。故选C
10.小青同学称取木炭和氧化铜的混合物17.2g，在高温下反应（只生成二氧化碳），冷却后称的固体质量12.8g。求参加反应的氧化铜质量是多少？
【答案】16g
【解析】根据质量守恒定律可知，生成二氧化碳质量是17.2g-12.8g=4.4g，设参加反应的氧化铜质量x
C＋2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu＋CO2
160 44
x 4.4g
16044=x4.4g,x=16g
答：参加反应的氧化铜质量16g
【培优训练】
1.经测定某物质中只含碳元素，关于该物质的说法正确的是（ ）
A.一定是单质 B.一定是化合物 C.一定是一种碳单质 D.一定不是化合物
【答案】D
【解析】某物质只含碳元素，他可能是一种单质，也可能是同种元素组成多种单质的混合物，如金刚石、石墨。故选D
2.下列变化属于化学变化的是（ ）
A.金刚石制成钻石 B.石墨制成金刚石 C.活性炭除色素 D.石墨制成铅笔芯
【答案】B
【解析】A.金刚石制成钻石，没有新物质出现，是外观的变化，是物理变化，故A错误；B.石墨制成金刚石，物质种类发生了改变，是化学变化，故B正确；C.活性炭除色素，属于物理变化，故C错误；D.石墨制成铅笔芯，没新物质产生，故D错误。故选B
3.一定条件下，下列物质不能与单质碳发生化学反应的是（ ）
A.CO B.CO2 C.Mg D.H2O
【答案】A
【解析】根据碳的化学性质可知，碳不能与CO反应，故选A
4.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，它没有体现石墨具有的性质的是（ ）
A.导电性 B.滑腻感 C.还原性 D.稳定性
【答案】C
【解析】石墨电刷，体现了导电性，滑腻感，以及稳定性，还原性未体现，故选C
5.下列实验能证明金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质的是（ ）
A．测量其密度 B．测量其熔点
C．用水溶解 D．分别燃烧验证燃烧产物
【答案】D
【解析】
A．由于二者是不同的物质，它们的密度不同，不能证明二者都是由碳元素组成的。故A选项错误；
B．由于二者是不同的物质，它们的熔点不同，不能证明二者都是由碳元素组成的。故B选项错误；
C．二者都不溶于水，是物理性质，不能证明二者都是由碳元素组成的。故C选项错误；
D．根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变。二者和氧气反应都得同一产物二氧化碳，说明二者都是由碳元素组成的单质。故D选项正确。
6.结构决定性质，性质决定用途，下列对应关系错误的是（ ）
A．石墨、金刚石的硬度不同，原因是碳原子排列方式不同 B．活性炭多孔，可用于制糖工业脱色
C．碳有还原性，常用焦炭冶炼金属 D．CO和CO2组成元素相同，化学性质相似
【答案】D
【解析】A、由于碳原子排列方式不同，石墨、金刚石的物理性质存在较大差异，选项对应关系正确；B、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可吸附色素和异味，可用于制糖工业脱色，选项对应关系正确；C、碳具有还原性，在高温下将金属从其化合物中还原出来，所以常用焦炭冶炼金属，选项对应关系正确；D、CO和CO2组成元素相同，一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，分子的构成不同，化学性质不同，选项对应关系不正确。故选D。
7.下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法，错误的是（ ）
A．璀灿夺目的天然钻石是由碳元素组成的
B．长期未用而难开启的铁锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯来作润滑剂
C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
【答案】C
【解析】A．金刚石是碳单质，所以璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的。故A选项正确；
B．铅笔芯的主要成分石墨具有润滑性，所以长期未用而难以开启的铁锁，可在锁孔里加入少量铅笔芯粉末做润滑剂。故B选项正确；
C．铅笔芯是由石墨和粘土按一定比例混合制成的，而不是用铅和少量炭粉制成的。故C选项错误；
D．活性炭具有吸附性，所以可用作防毒面具的滤毒剂。故D选项正确。
8.两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为（ ）
A．2:1B．1:2C．3:4D．3:8
【答案】A
【解析】碳充分燃烧时，C+O2eq \\ac(\s\up5(点燃),\(===,====))CO2，一个碳原子跟两个氧原子结合生成一分子二氧化碳，即一个碳原子消耗两个氧原子；碳不充分燃烧时，2C+O2eq \\ac(\s\up5(点燃),\(===,====))2CO，一个碳原子跟一个氧原子结合生成一分子一氧化碳，即一个碳原子消耗一个氧原子；由于两份碳的质量相等，碳原子的质量一定。设每份碳中碳原子的个数为x，则生成二氧化碳和一氧化碳时消耗氧气的质量之比为：（氧原子的质量×2x）：（氧原子的质量×x）=2：1前者与后者消耗氧气的质量之比2：1。故选A。
9.多彩的“碳”，多姿的物质。
（1）1﹣18号元素原子最外层电子数与原子序数的关系如图。
①碳属于_____（填“金属”或“非金属”）元素；请画出碳原子的结构示意图_____。
②图 1中与碳元素化学性质相似的元素是_____（填元素名称）。
③从图 1中你发现的规律是_____（写一条）。
（2）碳有几种不同的形式，如钻石、石墨等，它们物理性质不同的原因是_____，它们完全燃烧的产物_____（填“相同”或“不相同”）。
（3）近期化学家首次制造出纯碳环，将极大推动分子晶体管的发展。科学家在高真空的室内，操作“氧﹣碳”分子（C24O6），逐步除去其多余的含氧部分，最终得到环碳分子。C24O6eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C22O4eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C20O2eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C18（制备环碳的步骤）
①制备环碳的各步骤中，每次去除的物质X为_____（填化学式）。
②一个环碳分子是由_____个碳原子构成。
【答案】（1）非金属 硅 同一周期元素原子的最外层电子数从1递增到8
（2）碳原子排列方式不同 相同
（3）CO 18
【解析】（1）①碳属于非金属元素，碳原子核内有6个质子，核外有两个电子层，第一层2个电子，第二层4个电子，碳原子的结构示意图为 ；②最外层电子数相等的元素化学性质相似，故与碳元素化学性质相似的元素是硅；③从图中发现的一条规律是：同一周期元素原子的最外层电子数从1递增到8；
（2）金刚石和石墨的物理性质不同是由于碳原子排列方式不同；金刚石和石墨的化学式都可以用C表示，都是由碳元素组成，化学性质相同，在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳；
（3）①根据C24O6eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C22O4eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C20O2eq \\ac(\s\up7(—2X),\(===,====))C18（制备环碳的步骤）可知2X含有2个碳原子和2个氧原子，故X含有一个碳和一个氧，故X为CO；②由题意可知，一个环碳分子是由 18个碳原子构成。
10.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置(见图甲)，又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式________________________，其中发生还原反应的物质是________。(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是_________________________________________________。
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是__________(写出一条即可)。
(4)用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，可能引起的后果是__________________________。
【答案】（1）C＋2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu＋CO2↑ CuO
（2） 黑色粉末中逐渐有红色固体产生，澄清的石灰水变浑浊 操作简单(或其他合理答案)
（3）液体倒流，引起试管炸裂
【解析】（1）在高温的条件下，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C＋2CuOeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Cu＋CO2↑；其中氧化铜失去氧发生了还原反应，碳得到氧发生了氧化反应，氧化铜是氧化剂、碳是还原剂；
（2）碳和氧化铜均为黑色反应后生成铜和二氧化碳，铜是红色的，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，均证明发生了化学反应；
（3）微型实验装置药品用量较少，节约药品，现象明显，操作简单；
（4）用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，会导致液体到吸入试管，而造成试管的炸裂。
11．某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些?同学们带着疑问进行了下列探究：
[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。
[查阅资料]没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示（夹持仪器已省） ：
步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是_____。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立， 请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：_____。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想_____成立。
（3）若观察到氯化钯试纸_____，澄清石灰水_____，则猜想三成立。
[实验反思]
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：_____。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要?请说明理由。_____。
12. 为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：。②铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是 。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是 。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2——4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是 。
【答案】[提出猜想]既有CO2又有CO [实验步骤]黑色粉末逐渐变为红色
[实验结论] CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 二 变蓝 变浑浊
[实验反思]排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可） 不需要;实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可） 【解析】[提出猜想]木炭粉与氧化铜反应生成物有三种可能：①气体产物全部是CO2；②气体产物全部是CO；③气体产物是CO2和CO的混合物；
[实验步骤]玻璃管中氧化铜和碳反应生成铜和一氧化碳、二氧化碳，可观察到黑色粉末逐渐变为红色；
[实验结论]（1）二氧化碳能使C中澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝说明有一氧化碳；澄清石灰水不变浑浊说明没有二氧化碳，则猜想二正确；（3）因为浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇一氧化碳变量，若试纸变蓝，则有一氧化碳；如果澄清石灰水变浑浊，则有CO2，则猜想三成立；
[实验反思]（1）实验中要排除空气的影响，故氮气的作用是排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可）；
（2）CO有毒，是大气污染物，但本题不需要添加尾气处理装置，因为实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可）。
【拔尖训练】
1．对下列事实的微观解释错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】A、冰和水是同种物质，都由同种分子构成，选项正确；
B、金刚石和石墨物理性质差异较大是因为它们的原子排列方式不同，选项正确；
C、一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同是银为它们的分子构成不同，选项正确；
D、水银体温计测量体温，水银柱上升，是为温度升高，微粒间的间隔变大，而汞是由原子构成，故是原子间间隔不同，选项错误。故选D。
2．学习化学要用化学观念认识世界。下列选项正确的是（ ）
A．变化与守恒：依据X+2O2= 2CO2+2H2O可知，X是C2H4O
B．模型与推理：离子是带电的粒子，所以带电的粒子一定是离子
C．宏观与微观：金刚石和石墨的组成元素相同，但其原子的排列方式不同
D．实验与探究：证明CuO是H2O2分解的催化剂，只需验证CuO能加快反应速率
【答案】C
【解析】A、变化与守恒：在反应X+2O2=2CO2+2H2O中，根据质量守恒定律可知，反应前后的元素种类和原子的种类和个数不变，已知反应前：4个氧原子；反应后：2个碳原子、4个氢原子，6个氧原子，则反应前X中有2个碳原子、4个氢原子，2个氧原子，则X的化学式为C2H4O2，选项说法错误；
B、模型与推理：离子都是带电的粒子，但是带电的粒子不一定是离子，例如原子核是带电的微粒，选项说法错误；
C、宏观与微观：金刚石和石墨的组成元素相同，但其原子的排列方式不同，选项说法正确；
D、实验与探究：探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂，不仅需设计实验证明氧化铜能改变化学反应速率，还必须设计实验证明氧化铜本身的质量和化学性质不改变，选项说法错误。故选C。
3．《天工开物》中关于宝石的部分记载如下：“凡水晶出深山穴内瀑流石醇之中，水晶的主要成分为SiO2，其结构与金刚石相似，下列关于水晶的说法不正确的是（ ）
A．难溶于水
B．化学性质稳定
C．质地坚硬
D．其主要成分由分子构成
【答案】D
【解析】A、水晶的主要成分为SiO2，难溶于水，故选项说法正确；
B、二氧化硅结构类似于金刚石，化学性质与金刚石相似，常温下金刚石的化学性质稳定，则单质硅常温下化学性质稳定，故选项说法正确；
C、水晶的主要成分为SiO2，质地坚硬，故选项说法正确；
D、二氧化硅结构类似于金刚石，金刚石是由原子直接构成的，则二氧化硅是由原子构成的物质，故选项说法错误。故选：D。
4．研究表明，在相同温度和相同体积下，气体压强（p）与气体分子数目（n）成正比关系（p＝kn）。若ag碳和bg氧气放入一密闭容器中，测得容器内气体压强为p。在一定条件使容器内的物质充分反应，待温度复原后，测得容器内气体压强仍然为p。下列分析正确的是（ ）
A．反应后容器内气体一定有CO和CO2
B．碳一定耗尽，反应后原容器中只有CO2气体
C．氧气一定有剩余，反应后容器内是O2和CO2
D．a和b一定满足：
【答案】D
【解析】根据题意知反应后容器内气体压强仍为P，说明反应前后气体的分子总数不变。碳与氧气可能发生的反应是：；；分析两个反应前后气体分子数的变化可知：前者反应前后气体分子数没有变化，后者反应后气体分子数增加。所以反应只有第一个反应，据此分析。
A、根据分析可知，反应后容器内气体没有CO，故A错误；
B、根据生成的是二氧化碳，说明氧气充足，则碳一定耗尽，反应后原容器中一定有CO2气体，可能有氧气，故B错误；
C、氧气可能有剩余，反应后容器内是O2和CO2或CO2，故C错误；
D、当碳和氧气恰好完全反应时当氧气过量时反应仍按（1）进行，反应前后气体分子总数不变，则此时。综合上面的两种情况：，即。故D正确。故选：D。
5．某同学课堂笔记片段如下，其中记录不正确的一处是（ ）
A．a处B．b处C．c处D．d处
【答案】C
【解析】A、该反应中，碳单质的化合价为0，氧化铜中铜元素显+2价，氧元素显-2价，铜单质中铜元素化合价为0，二氧化碳中碳元素显+4价，氧元素显-2价，故铜元素的化合价降低，不符合题意；
B、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应条件是高温，不符合题意；
C、该反应中，碳得到氧，属于还原剂，发生了氧化反应，符合题意；
D、铜是红色固体，不符合题意。故选C。
6．“中国芯”的核心材料是单质硅，工业上制取粗硅的化学方程式为：。下列说法正确的是（ ）
A．Si 属于金属元素B．X 的化学式为 CO2
C．该反应属于还原反应D．Si 是地壳中含量最多的元素
【答案】C
【解析】A、硅带“石”字旁，属于固态非金属元素，故选项说法错误；
B、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前硅、氧、碳原子个数分别为1、2、2，反应后的生成物中硅、氧、碳原子个数分别为1、0、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO，故选项说法错误；
C、该反应是氧化硅和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，氧化硅中的氧被碳夺去，反应前后物质的化合价发生了改变，属于还原反应，故选项说法正确；
D、地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为：氧、硅、铝、铁，氧是地壳中含量最多的元素，故选项说法错误。故选：C。
7．下列图象能正确反映所对应叙述关系的是（ ）
A． B. C. D.
A. ①图表示一定量的木炭还原氧化铜，剩余固体质量与反应时间的关系
B． 图②是用C还原CuO来测定固体中CuO中铜元素的质量变化关系
C． 图③是一定质量的氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰的质量分数(a%)随时间(t)变化的曲线图
D． 图④是用适量的KClO3和MnO2混合物加热制O2
【答案】A
【解析】A、木炭还原氧化铜会生成金属铜和二氧化碳气体，原来的固体是木炭和氧化铜，反应后氧元素和碳元素组成二氧化碳气体逸出，剩下的固体是金属铜，随着反应地进行固体的质量应有所减少，当反应停止时，固体的质量不会再减少，故A正确；
B、碳还原氧化铜是发生了化学变化，化学变化前后，元素的质量不变，铜元素的质量在反应前后不变，曲线应与横坐标轴保持平行，而不是如图所示，故B错误；
C、一定质量的氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰作为该反应的催化剂，在化学反应后，催化剂的质量和化学性质均不变，反应后氯酸钾中的氧元素组成氧气，所以剩余固体质量会减少，因此二氧化锰的质量分数（a%）随时间（t）进行逐渐增大，最后为一定值，故C错误；
D、用适量的KClO3和MnO2混合物加热制O2，开始加热时，由于温度未达到反应条件，所以不会立刻放出氧气，需要加热到一定温度时才能放出氧气，故D错误。故选A。
8．碳在氧气中充分燃烧时生成二氧化碳，当碳燃烧不充分时生成一氧化碳。碳和氧气在不同质量比时可能得到的生成物质量如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．Q点对应的生成物是一氧化碳，M点对应的生成物是二氧化碳
B．若实验在密闭容器中进行，P点对应的生成物只有二氧化碳
C．当碳和氧气的质量比为3：6时，生成物一定是一氧化碳和二氧化碳的混合物
D．若反应所得一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体中，碳元素质量分数为36%，则混合气体中一氧化碳的质量分数一定是54%
【答案】D
【解析】碳在氧气中完全燃烧：，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32=3:8；碳不完全燃烧：，参加反应的碳与氧气的质量比为：3:4。
如果碳和氧气的质量比≤，只生成二氧化碳，如果＜碳和氧气的质量比＜，则生成二氧化碳和一氧化碳的混合物，如果碳和氧气的质量比≥，则只生成一氧化碳。
A、由图可知，Q点时，碳和氧气的质量比为，故只生成一氧化碳，M点时，碳和氧气的质量比为：，只生成二氧化碳，不符合题意；
B、由图可知，P点碳和氧气的质量比为，故P点对应的生成物只有二氧化碳，不符合题意；
C、当碳和氧气的质量比为3：6时，则＜碳和氧气的质量比＜，生成物一定是一氧化碳和二氧化碳的混合物，不符合题意；
D、设混合气体的质量为100g，则碳元素质量为：100g×36%=36g，设混合气体中一氧化碳的质量为m，则二氧化碳的质量为100-m，故，m=56g，故混合气体中一氧化碳的质量分数为：，符合题意。故选D。
9．高温下，置于密闭容器中的碳和氧气充分反应，碳和氧气的质量比如图，下列关于反应后密闭容器中的剩余物的说法中，不正确的是（ ）
A．甲点对应的剩余物是二氧化碳和氧气 B．乙点对应的剩余物是二氧化碳
C．丙点对应的剩余物是二氧化碳和一氧化碳 D．丁点对应的剩余物是一氧化碳
【答案】D
【解析】碳完全燃烧生成二氧化碳：，当恰好完全反应时，碳和氧气的质量比为：12:32=3:8；
碳不完全燃烧生成一氧化碳：，当恰好完全反应时，碳和氧气的质量比为：24:32=3:4。
A、甲点碳和氧气的质量比小于3:8，当碳和氧气的质量比小于3:8时，剩余物是二氧化碳和氧气，不符合题意；
B、乙点碳和氧气的质量比为3:8，剩余物只有二氧化碳，不符合题意；
C、丙点碳和氧气的质量比在之间时，剩余物有二氧化碳和一氧化碳，不符合题意；
D、丁点碳和氧气的质量比大于3：4，剩余物是一氧化碳和碳，符合题意。故选D。
10．为探究CuO和C反应生成Cu和CO2的最佳质量比（忽略其它副反应），化学兴趣小组按如图1所示装置，取CuO和C的混合物17.2g，按不同的质量比进行实验，实验结果如图2所示，以下说法不正确的是（ ）
①实验过程中，观察到有红色固体铜生成
②实验结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，不需要夹住胶皮管
③该反应中氧化铜发生了还原反应，反应前后只有氧元素的化合价没有发生改变
④反应前后铜元素在固体中的质量分数不变
⑤CuO和C的最佳质量比对应图二中的b点
⑥a点时，反应消耗的C的质量为9.2g，CuO的质量为8g
⑦c点对应的原固体中CuO和C的质量分别为17.2g、0g
A．③⑤⑦B．①③⑥C．①②④⑥D．①③④⑦
【答案】C
【解析】①实验过程中，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，现象为有红色固体生成，现象中不能说出物质的名称，①错误；
②实验结束时应先将导管用止水夹夹住然后移出水面，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸进试管，使试管炸裂，②错误；
③该反应中氧化铜发生了还原反应，反应前后只有氧元素的化合价没有发生改变，③正确；
④反应前固体为碳和氧化铜的混合物，反应后固体中只有铜，故铜的质量分数变大，④错误；
⑤由图可知，在b点的时候生成的铜的质量最大，故CuO和C的最佳质量比对应图二中的b点，⑤正确；
⑥在a点的时候是碳过量，反应消耗的碳的质量为0.6g，故⑥错误；
⑦c点表示生成的铜的质量为0，氧化铜的质量最大，碳的质量为0，故c点对应的原固体中CuO和C的质量分别为17.2g、0g，⑦正确。故选C
11．用纯净的木炭粉末还原氧化铜粉末时，可发生的反应有：C+2CuO2Cu+CO2↑，C+ CuOCu+CO↑。现用 1.2g 木炭粉末还原 8.0g 氧化铜粉末，反应物刚好反应完全，则生成的气体产物是（ ）
A．COB．CO2C．CO、CO2D．Cu、CO
【答案】A
【解析】设1.2g碳和氧化铜完全反应生成二氧化碳，消耗的氧化铜的质量为x。
x=16g
设1.2g碳和氧化铜完全反应生成一氧化碳，消耗的氧化铜的质量为y。
y=8g
而取的氧化铜的质量只有8g，所以生成气体只能为一氧化碳。故选：A。
12．（Ⅰ）小李同学要模拟自来水厂的净水过程，最终制成自来水。其实验过程如图所示，请回答以下问题：
(1)首先加入絮凝剂 A，通常为______，操作①的名称为______
(2)操作②主要是利用活性炭除去一些异味和色素，其净水原理是利用活性炭的______作用。
(3)小李取少量液体 D 于试管中，加入少量______，并振荡，发现产生少量泡沫，较多浮渣，说明液体 D 是硬水。
（Ⅱ）某研究小组利用如图所示装置进行探究实验。
已知：①碳酸镁加热分解：
②氢氧化钠溶液常用于吸收二氧化碳气体
③无水氯化钙能吸收水蒸气
(4)写出装置 B 中发生反应的化学方程式：______。
(5)本实验可以验证碳酸镁按照已知①发生反应， 开始试管中碳酸镁质量为 W 克，待充分反应后剩余固体的质量为______克。（用 W 的式子表示）
(6)从环保角度看，该装置有明显不足之处是______。
(7)图中装置 F 是安全瓶，能防倒吸，从实验安全角度考虑，本实验还应该在装置______之间添加装置 F。
【答案】．(1) 明矾 过滤(2)吸附(3)肥皂水(4)(5)(6)缺少尾气处理装置(7)B与C
【解析】（1）絮凝剂通常为明矾，明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降；过滤通常是把固体和液态分开的一种方法，所以操作①的名称为过滤。
（2）活性炭具有吸附性，能除去一些异味和色素，所以，操作②其净水原理是利用活性炭的吸附作用。
（3）软硬水的鉴别用肥皂水，加肥皂水产生大量泡沫的是软水，产生泡沫较少，产生大量浮渣的是硬水。所以填肥皂水。
（4）装置B中发生反应为二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：。
（5）充分反应后剩余固体为氧化镁。设生成氧化镁质量为x。
（6）一氧化碳是一种有毒、污染性气体，据图可知该装置有明显不足之处缺少尾气处理装置。
（7）由图可知，除了G装置外，还有C装置中有液体，可能会被倒吸，所以还应在B、C之间添加装置F，避免倒吸，使玻璃管炸裂。
13．为了探究活性炭和氧化铜反应的生成物，某教师设计实验如图所示(固定装置省略)。
（1）探究气体生成物
金属罩的作用是______。A处溶液是______，其目的是为了检验是否有_____生成。在B处看到黑色粉末变成红色时，证明有CO生成，B处反应的化学方程式为______。
（2）探究固体生成物
查阅资料：氧化亚铜(Cu2O)呈红色、且能与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水。
提出问题：试管中生成的红色固体是否含有氧化亚铜？
（3）实验反思：从实验安全的角度分析，本实验存在的不足是___________。
【答案】 集中火焰，并提高温度 澄清石灰水 二氧化碳##CO2 蓝 过滤 0.9 没有尾气处理装置
【解析】（1）活性炭和氧化铜反应需要高温的条件，所以金属罩的作用是集中火焰，并提高温度；为了检验活性炭和氧化铜反应的生成物中是否有二氧化碳生成，所以A溶液为澄清石火水；在B处看到黑色粉末变成红色，证明有CO生成，其反应的化学方程式为：。
（2）向红色固体加入足量的稀硫酸充分反应，观察到固体部分溶解，由资料可知，该固体为氧化亚铜，其能与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，所以溶液变为蓝色。对步骤I中烧杯内的剩余物进行过滤、洗涤、干燥、称量；
设氧化亚铜的质量为，则原来铜的质量为,生成铜的质量为
x=0.9g
(3)在B处一氧化碳和氧化铜反应时，会有一氧化碳排放到空气中，所以从实验安全的角度分析，本实验存在的不足是没有尾气处理装置。
14．已知木炭还原氧化铜实验中发生的主要反应：，学兴趣小组对该实验产物（假设反应物已完全反应）作如下探究：
探究一：检验产物的成分
提出问题：实验产物是暗红色固体，很难观察到紫红色固体。暗红色固体是什么？
查阅资料：氧化亚铜（Cu2O）为红色固体：。
猜想与假设：暗红色固体除铜外还可能含有Cu2O。
（1）取少量暗红色固体，加入稀硫酸，如果观察到现象：______，说明暗红色固体含有Cu2O。用氢氧化钠可检验生成物中有Cu2+，该反应的方程式是______。
探究二：测定产物中Cu2O的含量：原理：，称取一定质量的固体样品，用如图装置进行实验（固定装置略去，碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物），通过测定反应前后装置d的质量达到实验目的。
（2）装置a中用稀硫酸而不用稀盐酸，原因是______。
（3）装置e的作用是______，若不加装置e，实验结果会偏______（填“大”或“小”）。
（4）点燃酒精灯前涉及的部分操作如下，正确的顺序是______。
①打开K2，关闭K1 ②检查装置的气密性
③连接仪器 ④关闭K2，打开K1，通氢气一段时间
（5）还可通过测定反应前后装置______（填“a”、“b”或“c”）的质量达到实验目的。
（6）小聪认为，探究一的方案也可以测定产物的成分，同学们又进行了如下实验：
取mg红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到ng固体，当n>______（含m的代数式）时，可以得出产物含Cu2O和Cu的结论。
【答案】固体部分溶解，溶液变成蓝色 盐酸挥发出氯化氢气体，与d中的物质反应，影响测定结果 吸收空气中的水和二氧化碳或者防止装置d吸收空气中的水和二氧化碳 大 ③②④① c
【解析】（1）取少量暗红色固体，加入稀硫酸，如果观察到固体部分溶解，溶液变成蓝色，说明暗红色固体含有Cu2O；氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，该反应的化学方程式；
（2）装置a用稀硫酸而不用稀盐酸，影音室稀盐酸易挥发，挥发出的氯化氢能被碱石灰吸收，影响测定结果；
（3）装置e中放入的是碱石灰，用于吸收空气中二氧化碳和水，若不加装置e，实验结果偏大，会导致计算的氧化亚铜质量偏高，从而导致实验结果偏大；
（4）点燃酒精灯前涉及的部分操作如下：正确的顺序是，先连接仪器，检查装置的气密性，再关闭K2，打开K1，通氢气一段时间，把装置中的水蒸气和二氧化碳排出，再打开K2，关闭K1，点燃酒精灯，正确的顺序是③②④①
答案：c；
（5）还可通过测定反应前后装置c的质量达到实验目的，反应前后装置c的质量差即为氧化亚铜中氧元素的质量，根据氧元素的质量可以计算氧化亚铜的质量，进一步可以计算产物中氧化亚铜的含量；
（6）
当n>时，可以得出产物含Cu2O和Cu的结论。名称
金刚石
石墨
C60
结构
构成
碳原子
碳原子
C60分子
物理性质
无色透明，正八面体固体，天然存在最硬的物质，熔点高，几乎不导电，导热性差
深灰色不透明，细鳞片状固体，有金属光泽，质软，有滑腻感，导电性好，熔点高，耐高温，良好导热性
常温下紫红色固体，微弱荧光，超导性
用途
钻头、玻璃刀、装饰品
制造铅笔芯，润滑剂，做电极
作超导体，制备新材料，用于医学生物领域
物理性质差异的原因
金刚石、石墨、C60虽然都是碳单质，但其单质中碳原子排列方式不同，故物理性质差异很大
加热时间（min）
0
t1
t2
t3
B中固体质量（g）
6.66
5.20
4.80
4.80
选项
事实
解释
A
冰水混合物是纯净物
都由同种分子构成
B
金刚石和石墨物理性质差异较大
两者的原子排列方式不同
C
一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同
分子构成不同
D
水银体温计测量体温，水银柱上升
温度升高，分子间的间隔变大
实验步骤
实验现象或数据
实验分析与结论
I.称取试管中的红色固体2g于烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应
观察到固体部分溶解，溶液变_____色
红色固体中含有氧化亚铜，其质量为_______g
Ⅱ.对步骤I中烧杯内的剩余物进行__________，洗涤，干燥，称量
固体质量为1.5g