第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
第1课时 碳 单 质
1．金刚石、石墨、碳60是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相同，但物理性质有很大差异，它们的结构如图所示。导致它们在物理性质上出现差异的主要原因是(A)
A.碳原子的排列方式不同
B．单质外形上的差异
C．金刚石是金属，其他是非金属
D．碳原子的数目不同
2．下列说法正确的是(B)
A．一种元素只能形成一种单质
B．一种元素可以形成几种单质
C．同种元素组成的不同种单质性质相同
D．由碳元素形成的单质都是黑色的
3．(2020·呼伦贝尔中考)下列有关物质性质与对应用途的说法，错误的是(A)
A．石墨有滑腻感，可用来作电极
B．氮气的化学性质不活泼，可用来作保护气
C．活性炭有吸附性，可用来吸附异味
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
4．中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的
16～46
倍，可重复使用多达
10
次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂。下列说法正确的是(B)
A．在木质海绵中碳原子不再运动
B．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏
C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质
D．木质海绵是一种新型化合物
5.(2020·呼和浩特中考)石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体(如图)，图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法不正确的是(D)
A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成
B．石墨烯的导电性比银强
C．石墨烯中每个碳原子由三个六元环共用
D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化
6．(2021·广州模拟)硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，其化学性质与碳元素有相似的地方。硅主要用来制作高纯半导体(芯片、CPU等)、耐高温材料、光导纤维通信材料、有机硅化合物、合金等，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、能源、化工、纺织、食品、轻工、医疗、农业等行业。
根据所学知识和上图所示的信息，回答问题：
(1)化学上“Si”能表示硅元素，表示一个硅原子，还能表示__硅单质__；
硅元素化学性质与碳元素相似的原因是__它们的最外层电子数相同__；
硅元素和氯元素组成的化合物的化学式为__SiCl4__。
(2)石墨在一定条件下可以转化为金刚石，这个变化属于化学反应。这个反应的微观解释是__碳原子的排列方式不同，造成结构不同，形成不同的物质__。
(3)1993年，结构和性能与C60相似的Si60诞生了，Si60的硬度超过了金刚石的硬度。下列关于Si60的说法不正确的是__D__。
A．它是由分子构成的物质
B．它的一个分子中含有60个原子
C．相对分子质量是1
680
D．它是含硅的化合物
第2课时 单质碳的化学性质
1．铁锁不易打开时，往往需要加入少量的铅笔芯粉末来解决。下列说法错误的是(C)
A．铅笔芯能够导电
B．用铅笔芯开锁是因为其有滑腻感
C．铅笔芯粉末的主要成分是铅
D．铅笔芯在氧气中燃烧会有CO2生成
2．(2021·广州质检)金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的叙述中正确的是(B)
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．都由碳原子直接构成
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
3．(2021·佛山质检)当氧化铜中混有少量的炭粉时，下列除去炭粉的方法中合理的是(B)
A．隔绝空气，将混合物加强热
B．在空气中灼烧混合物
C．在氢气流中加热混合物
D．加入足量的氧化铁后加强热
4.(2021·荔湾区质检)同学们在学习了焦炭还原氧化铁的反应后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，并对其气体成分进行了如下探究。
(1)[猜想]①气体产物全部是CO2；
②气体产物全部是__CO__；
③气体产物是CO和CO2的混合物。
(2)[查阅资料]CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
[设计实验]根据各自的猜想，他们共同设计了如图的实验装置进行探究。
[现象与分析]
预期的现象
相应的结论
如果装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C无明显现象
则猜想①成立
如果装置B中澄清石灰水无明显变化，装置C__湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色__
则猜想__②__成立
如果装置B__澄清石灰水变浑浊__，装置C__湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色__
则猜想__③__成立
[结论]根据实验结果猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
(3)[反思]①同学们对CO产生的原因进行了分析：首先Fe2O3与焦炭反应，生成的其中一种产物和焦炭又发生了化学反应，产生了CO；请你用化学方程式表示生成CO的原因__3C＋__2Fe2O34Fe__＋__3CO2↑__，__C＋CO22CO__。
②根据上述实验，可以得出焦炭具有__还原__性。
5．如图A为碳还原氧化铜的实验装置图。老师指出反应物不同的质量比可能会影响生成物的种类，在学习时，可以从定性观察和定量分析两个角度来判断生成物。请你跟随老师的思路，探究碳还原氧化铜生成的气体。(浓硫酸具有吸水性)
【提出问题】：碳还原氧化铜生成的气体是什么？
【作出猜想】：猜想①：CO 猜想②：CO2 猜想③：__CO和CO2__
【实验设计】：装置图如图。
方案一：从定性观察角度判断若猜想③成立：
Ⅰ.B处的现象是__澄清石灰水变浑浊__；
Ⅱ.该实验装置存在的缺陷是__缺少尾气处理装置__。
方案二：从定量计算角度判断：
测定表格中的四个数据：
反应前的质量
反应后的质量
装置A
m1
m2
装置B
m3
m4
Ⅰ.若猜想②成立，则m4－m3__＝__m1－m2(选填“>”“<”或“＝”)，此时A中的现象是__黑色粉末变红色__。
B发生反应的化学方程式为__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__。
Ⅱ.实际测量中B增加的质量小于理论值，请你分析可能的原因__装置内会残留少量的CO2未被澄清石灰水吸收；气流带走了B装置中的水蒸气__。
6．(2021·梅州月考)将两种黑色固体粉末A和B装入大试管中加热，产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体C，当试管里的物质反应完毕后，黑色粉末变成了红色的E。若将C通过炽热的固体A，则转变成一种气体D，C、D具有相同元素。根据以上叙述填空。
(1)用化学式表示：A__C__；B__CuO__；C__CO2__；D__CO__；E__Cu__。
(2)写出下列两步转化的化学方程式。
A＋B→C＋E__C＋2CuO2Cu＋CO2↑__；C＋A→D__C＋CO22CO__。
7．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图Ⅰ实验介绍这一知识。
(1)木炭与氧化铜反应的化学方程式是__2CuO＋C2Cu＋CO2↑__。
(2)酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是__火焰集中，提高温度__。
(3)固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是__防止试管口冷凝水回流到热的试管尾，炸裂试管__。
(4)图Ⅰ与教材中的装置相比略作了改进，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止__空气进入，使热的铜再次被氧化(说法合理即可)__。
(5)为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。
[实验探究]
分别称取2
g木炭与
CuO
混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：
总质量相同(2
g)但木炭与
CuO
比例不同的实验对比表
由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是__混合物中木炭与氧化铜的比例__；
从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是__1∶10～1∶11__。
[装置改进]稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置。实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？__是__(填“是”或“否”)；理由是__反应物受热均匀，并可获得持续高温__。
[交流讨论]由于试管中有空气，实验时应注意：
①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，另外的目的是__排出试管内的一部分空气__。
②从理论上讲，并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟
CuO
开始反应的充分证据。其理由是__加热时木炭会与空气中的氧气反应，生成__CO2__。
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课题1 金刚石、石墨和C60
第1课时 碳 单 质
1．金刚石、石墨、碳60是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相同，但物理性质有很大差异，它们的结构如图所示。导致它们在物理性质上出现差异的主要原因是(
)
A.碳原子的排列方式不同
B．单质外形上的差异
C．金刚石是金属，其他是非金属
D．碳原子的数目不同
2．下列说法正确的是(
)
A．一种元素只能形成一种单质
B．一种元素可以形成几种单质
C．同种元素组成的不同种单质性质相同
D．由碳元素形成的单质都是黑色的
3．(2020·呼伦贝尔中考)下列有关物质性质与对应用途的说法，错误的是(
)
A．石墨有滑腻感，可用来作电极
B．氮气的化学性质不活泼，可用来作保护气
C．活性炭有吸附性，可用来吸附异味
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
4．中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的
16～46
倍，可重复使用多达
10
次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂。下列说法正确的是(
)
A．在木质海绵中碳原子不再运动
B．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏
C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质
D．木质海绵是一种新型化合物
5.(2020·呼和浩特中考)石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体(如图)，图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法不正确的是(
)
A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成
B．石墨烯的导电性比银强
C．石墨烯中每个碳原子由三个六元环共用
D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化
6．(2021·广州模拟)硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，其化学性质与碳元素有相似的地方。硅主要用来制作高纯半导体(芯片、CPU等)、耐高温材料、光导纤维通信材料、有机硅化合物、合金等，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、能源、化工、纺织、食品、轻工、医疗、农业等行业。
根据所学知识和上图所示的信息，回答问题：
(1)化学上“Si”能表示硅元素，表示一个硅原子，还能表示__
__；
硅元素化学性质与碳元素相似的原因是__
__；
硅元素和氯元素组成的化合物的化学式为__
__。
(2)石墨在一定条件下可以转化为金刚石，这个变化属于化学反应。这个反应的微观解释是__
__。
(3)1993年，结构和性能与C60相似的Si60诞生了，Si60的硬度超过了金刚石的硬度。下列关于Si60的说法不正确的是__
__。
A．它是由分子构成的物质
B．它的一个分子中含有60个原子
C．相对分子质量是1
680
D．它是含硅的化合物
第2课时 单质碳的化学性质
1．铁锁不易打开时，往往需要加入少量的铅笔芯粉末来解决。下列说法错误的是(
)
A．铅笔芯能够导电
B．用铅笔芯开锁是因为其有滑腻感
C．铅笔芯粉末的主要成分是铅
D．铅笔芯在氧气中燃烧会有CO2生成
2．(2021·广州质检)金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的叙述中正确的是(
)
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．都由碳原子直接构成
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
3．(2021·佛山质检)当氧化铜中混有少量的炭粉时，下列除去炭粉的方法中合理的是(
)
A．隔绝空气，将混合物加强热
B．在空气中灼烧混合物
C．在氢气流中加热混合物
D．加入足量的氧化铁后加强热
4.(2021·荔湾区质检)同学们在学习了焦炭还原氧化铁的反应后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，并对其气体成分进行了如下探究。
(1)[猜想]①气体产物全部是CO2；
②气体产物全部是__
__；
③气体产物是CO和CO2的混合物。
(2)[查阅资料]CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
[设计实验]根据各自的猜想，他们共同设计了如图的实验装置进行探究。
[现象与分析]
预期的现象
相应的结论
如果装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C无明显现象
则猜想①成立
如果装置B中澄清石灰水无明显变化，装置C__
__
则猜想__
__成立
如果装置B__
__，装置C__
__
则猜想__
__成立
[结论]根据实验结果猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
(3)[反思]①同学们对CO产生的原因进行了分析：首先Fe2O3与焦炭反应，生成的其中一种产物和焦炭又发生了化学反应，产生了CO；请你用化学方程式表示生成CO的原因__
__
__
__
__，__
__。
②根据上述实验，可以得出焦炭具有__
__性。
5．如图A为碳还原氧化铜的实验装置图。老师指出反应物不同的质量比可能会影响生成物的种类，在学习时，可以从定性观察和定量分析两个角度来判断生成物。请你跟随老师的思路，探究碳还原氧化铜生成的气体。(浓硫酸具有吸水性)
【提出问题】：碳还原氧化铜生成的气体是什么？
【作出猜想】：猜想①：CO 猜想②：CO2 猜想③：__
__
【实验设计】：装置图如图。
方案一：从定性观察角度判断若猜想③成立：
Ⅰ.B处的现象是__
__；
Ⅱ.该实验装置存在的缺陷是__
__。
方案二：从定量计算角度判断：
测定表格中的四个数据：
反应前的质量
反应后的质量
装置A
m1
m2
装置B
m3
m4
Ⅰ.若猜想②成立，则m4－m3__
__m1－m2(选填“>”“<”或“＝”)，此时A中的现象是__
__。
B发生反应的化学方程式为__
__。
Ⅱ.实际测量中B增加的质量小于理论值，请你分析可能的原因__
__。
6．(2021·梅州月考)将两种黑色固体粉末A和B装入大试管中加热，产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体C，当试管里的物质反应完毕后，黑色粉末变成了红色的E。若将C通过炽热的固体A，则转变成一种气体D，C、D具有相同元素。根据以上叙述填空。
(1)用化学式表示：A__
__；B__
__；C__
__；D__
__；E__
__。
(2)写出下列两步转化的化学方程式。
A＋B→C＋E__
__；C＋A→D__
__。
7．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图Ⅰ实验介绍这一知识。
(1)木炭与氧化铜反应的化学方程式是__
__。
(2)酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是__
__。
(3)固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是__
__。
(4)图Ⅰ与教材中的装置相比略作了改进，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止__
__。
(5)为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。
[实验探究]
分别称取2
g木炭与
CuO
混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：
总质量相同(2
g)但木炭与
CuO
比例不同的实验对比表
由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是__
__；
从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是__
__。
[装置改进]稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置。实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？__
__(填“是”或“否”)；理由是__
__。
[交流讨论]由于试管中有空气，实验时应注意：
①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，另外的目的是__
__。
②从理论上讲，并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟
CuO
开始反应的充分证据。其理由是__
__
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