第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60 测试卷 2021-2022学年人教版初中化学九年级上册（含解析）

2021-2022学年度初中化学九年级上册第六单元课题1
金刚石、石墨和C60测试卷
一、单选题
1．下列有关水的说法错误的是
A．可以用肥皂水区分硬水和软水 B．无色清澈的水一定是纯净物
C．过滤时玻璃棒的作用是引流 D．水净化过程中常用活性炭做吸附剂
2．下列说法不正确的是
A．相同的元素可以组成不同的物质 B．塑料制品的老化与缓慢氧化有关
C．H2O2溶液中加MnO2能产生更多的氧气 D．符号2N和N2中数字2的意义不相同
3．学习化学要学会从化学的角度分析问题，下列说法正确的是
A．5mL水和5mL稀盐酸混合后得到10mL的液体
B．燃着的木条在氧气中燃烧更旺，说明氧气具有可燃性
C．金刚石与石墨中碳原子的排列方式不同，导致二者化学性质不同
D．硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺，说明燃烧与氧气的浓度有关
4．我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质
A．化学性质稳定 B．具有氧化性
C．具有还原性 D．具有可燃性
5．防毒面具的滤毒罐里可用来吸附毒气的物质是
A．活性炭 B．小苏打 C．维生素A D．纯碱
6．物质的性质决定物质的用途。下列物质用途中，利用其化学性质的是
A．活性炭可用于净水 B．稀有气体用于霓虹灯
C．液氮可用作冷冻剂 D．氧气用于气焊
7．下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中，符合实验事实的是
A．黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊
B．黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化
C．黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊
D．黑色粉末和澄清石灰水都变红色
8．下列教材中出现的变化，主要属于化学变化的是
A．分离液态空气制取氧气B．活性炭净水
C．品红扩散 D．动植物的呼吸
9．下列说法错误的是
A．C60是由碳元素组成的 B．石墨是由碳原子构成的
C．金刚石可用来裁玻璃、切割大理石 D．单质碳的化学性质不活泼
10．学习化学要正确认识物质的组成、结构和变化。下列说法正确的是
A．钢铁制品锈蚀、CO2制汽水的过程都没有包含化学变化
B．由不同种元素组成的物质一定是化合物
C．金刚石和石墨性质不同，是由于物质中碳原子的排列方式不同
D．石蜡燃烧生成二氧化碳和水，说明石蜡由水和二氧化碳组成
二、综合应用题
11．城镇自来水厂生产流程可用如下图表示，请你回答下列问题。
（1）过滤池的作用是______，明矾是常用的一种絮凝剂，其在净水中的作用是______。
（2）活性炭因为内部具有______的结构，表面积很大，可除去水样中的色素和异味；向清水池中投药，其作用是______。
（3）同学们在实验室进行过滤黄泥水的操作。过滤操作时，应选用的仪器有玻璃棒、______，其中玻璃棒的作用是______。过滤后，同学们发现水样仍然有些浑浊，其可能原因是______、______（答两点）。
（4）某市近年来在积极推进水环境整治。环保部门对水质进行长期监测，将水质从优”到“劣”分为I~V类。由如图可知，近年来该市Ⅱ-Ⅲ类优良水质百分比明显呈______（填“上升”或“下降）趋势。由此推断，该市主要水域的水质在______（填“变好”或“变差”）。
三、科普阅读题
12．阅读下面科普短文。
人们曾经认为碳元素的单质只有两种，即金刚石和石墨。它的第三种单质C60在20世纪80年代被发现。它是一种由60个碳原子构成的分子，其结构显然与石墨和金刚石截然不同，是一种由多个正多边形封闭而成的空心球体，形似足球，又名足球烯。
C60在常温下为紫红色晶体，有金属光泽，密度为1.68g/cm3，可溶于甲苯等有机溶剂。C60在材料科学、超导体等方面有着很好的应用前景，成为信息技术和航天技术中的新宠。
利用其独特的分子结构，可用于气体贮存、提高金属材料的强度、制得具有优异性能的新型高分子材料。C60在医学上应用广泛，例如：将肿瘤细胞的抗体附着在C60分子上，然后将带有抗体的C60分子引向肿瘤，以达到杀伤肿瘤细胞的目的。
因为C60有许多优异性能，所以C60在很多领域有潜在的应用前景。
依据文章内容，回答下列问题。
（1）区分石墨与C60晶体的一种简单方法是_____。
（2）关于金刚石、石墨、C60。下列说法不正确的是（____）
A 碳原子的排列不同
B 化学性质相似
C 完全燃烧都生成二氧化碳
D 都由碳原子直接构成
（3）结合从金刚石和石墨到C60的发现的过程，请你谈一谈化学与生活的关系：_____。
四、填空题
13．在课外实践活动中，同学们从一水沟中取了一些浑浊的水。请你参与他们的实验，并回答下列有关问题：
（1）将这些浑浊的水盛放在烧杯中，加入适量的浄水剂，并用玻璃棒搅拌使水中悬浮的颗粒沉降下来：下列物质可作净水剂的是______（填序号）。
A．食盐 B．高锰酸钾 C．明矾 D．肥皂水
（2）如图所示，按图甲操作进行实验。实验结束后，发现仪器D中的液体依然浑浊。
①仪器A的作用是______。
②仪器D中的液体依然浑浊的原因可能是______（填一种即可）。
（3）待实验改进后，同学们获得了一杯澄清的水。下列有关这杯水的描述，一定正确的是______（填序号）。
A．纯净物 B．是硬水 C．是软水 D．属于混合物
（4）若这杯澄清的水有颜色，可用如图所示的装置乙进行净化。其中能去除水中色素的物质主要是______，这是利用该物质的______性。
（5）取少量经装置乙净化所得的水于试管中，加入适量的肥皂水。振荡后，发现泡沫很少且有白色垢状物。据此现象，你能得到的结论是______。
14．化学来源于生活，服务于生活。请你用学过的化学知识回答下列问题。
（1）净化水的操作有：①静置、②过滤、③蒸馏，其中单一操作净化程度最高的是__(填序号)。
（2）用活性炭除去冰箱里的异味，是利用其_______性。
（3）6000L氧气在加压的情况下可装入容积为40L的钢瓶中，从分子的角度解释其原因_____。
（4）炒菜用到的食盐的主要成分NaCl是由_______(填“离子”、“分子”或“原子”)构成的。
五、推断题
15．有A、B、C、D四种元素，已知A是地壳中含量最多的元素，B元素的原子失去一个电子只剩下一个质子，C元素组成的一种单质是自然界中最硬的物质，D2-的电子层结构与氩原子电子排布相同。请回答：
（1）C元素组成的最硬物质的名称为________，D2-的离子符号为____________。
（2）A与B元素可组成两种化合物，其中一种化合物中A与B元素原子个数比为1：1，可用于实验室制取A单质的化学方程式为______________。
（3）A单质和B单质的混合气体能发生爆炸，其化学反应方程式为_______，则点燃前需先检验______________（物质名称）的纯度。
六、实验题
16．冰箱除味剂是利用活性炭制成的。某化学兴趣小组用冰箱除味剂进行了相关探究。
探究一：除味剂的还原性
（1）除味剂与氧化铜粉末反应。实验前，小组同学将除味剂研磨成粉末的目的是_____。
（2）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。小组同学将图中乙装置替代甲装置，将试管直立起来，并在酒精灯上加上网罩，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部，其目的是_____。
（3）他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，_____（填“能”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应，原因是_____（用化学方程式表示）。
（4）待反应结束，先将导管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，熄灭酒精灯，自然冷却。若不关闭止水夹可能出现的问题是_____。
探究二：除味剂的吸附效果
小组同学认为除味剂的质量会影响吸附效果，设计了如下的实验，相关数据如表。
实验编号 10%红墨水溶液 同一规格除味剂 溶液褪色的时间
1 10mL 5g 10min
2 10mL 10g 5min
（5）上述实验的结论是_____。
（6）还有哪些因素可能会影响吸附效果？请说出你的猜想，并设计实验验证。
猜想：_____ 设计实验：_____。
17．某化学兴趣小组的同学利用图1所示的装置,进行木炭还原氧化铜的实验,请回答下列问题。
（1）酒精灯上网罩的作用是_____。
（2）随着不断加热,试管①中出现的现象是_____，反应的化学方程式为_____。
（3）小明发现通入试管②中的气体有逸出液面的现象,怀疑试管①中可能生成了CO
（提出问题）木炭还原氧化铜的反应中有CO生成吗
（猜想与假设）猜想一:没有CO生成;猜想二:有CO生成
（查阅资料）氢氧化钠能与CO2反应,但不与CO反应
（设计方案）同学们合作设计出图2所示的实验装置
（进行实验）①先将两个开关都打开，再加热，反复挤压气球一会儿，这样做的目的是_________。
②关闭开关2，待充分反应后，关闭开关1，观察到有气泡从液面逸出，气球_____ ,说明逸出液面的气体不是CO2。
③打开开关1和2，将燃着的木条靠近导管口,观察到_____，说明逸出的气体是CO,猜想二成立。
七、科学探究题
18．某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发 现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
（提出问题）暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验 现象更明显？
（查阅资料）铜有+1 和+2 两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4 或-4。
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一 种化合物，并猜测它的化学式为______。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验．你认为这样建议的原因是______。
（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是______。
（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A 32：3 B 40：3 C 48：3
你认为小施这样选择的理由是______。
（实验与结论）
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的__________ 后，往试管中加入 已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，______（填“可以”或“不 能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是______。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色的铜，请你写出该反应的化学方程式：______。
八、计算题
19．将10.0g由木炭和氧化铁组成的混合物充分加热（只发生木炭还原氧化铁的反应），其中氧化铁完全反应，反应结束后将剩余固体冷却，称得固体质量为6.7g，请计算：
（1）生成二氧化碳的质量；
（2）反应前混合物中氧化铁的质量分数。
20．当你取回干洗后的衣服时，会嗅到残留在衣服上的洗涤剂散发出的淡淡香味，其实你己在不知不觉间吸入了一种可致癌的有毒气体四氯乙烯（C2Cl4）．
（1）四氯乙烯中碳、氯元素的质量比是______，16.6g四氯乙烯中含氯元素的质量______
（2）香港特别行政区政府通过新法律，要求用装有活性炭的新型干洗机取代旧款干洗机，这样可将有毒气体的含量约降至原来的三十分之一．这种方法主要利用了活性炭的______性．
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
A、硬水加肥皂水气泡少，软水加肥皂水气泡多，可以用肥皂水区分硬水和软水，A正确。
B、无色清澈的水不一定是纯净物，可能含有可溶性杂质，B错误。
C、过滤时玻璃棒的作用是引流，C正确。
D、活性炭具有吸附性，水净化过程中常用活性炭做吸附剂，D正确。
2．C
A、相同的元素可以组成不同的物质，例如氧气和臭氧都是由氧元素组成的物质，说法正确，不符合题意；
B、氧气有较强氧化性，塑料和橡胶又都是有机物，它们与氧气缓慢反应而发生老化 所以老化实质上是缓慢氧化，说法正确，不符合题意；
C、H2O2溶液中加MnO2能加速过氧化氢分解，二氧化锰作为催化剂不是反应物，所以产生氧气不会增加，说法不正确，符合题意；
D、2N中2表示两个氮原子，N2中的“2”表示一个氮气分子中含有两个氮原子，说法正确，不符合题意。
3．D
A、由于分子间有间隔，5mL水和5mL稀盐酸混合后得到小于10mL的液体，故A错误；
B、燃着的木条在氧气中燃烧更旺，说明氧气具有助燃性，而不是可燃性，故B错误；
C、金刚石与石墨中碳原子的排列方式不同，导致二者物理性质不同，由于二者都是由碳元素组成的单质，因此化学性质相同，故C错误；
D、硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺，说明燃烧与氧气的浓度有关，故D正确。
4．A
我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质化学性质稳定，即使受阳光照射或与空气、水分接触，也不易起变化，
5．A
活性炭具有吸附性，可以吸附有毒物质。
6．D
A、活性炭用于净水，是因为活性炭具有吸附性，吸附性不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质；
B、稀有气体用于霓虹灯，是因为稀有气体通电时，能发出不同颜色的光，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质；
C、液氮可作冷冻剂，是因为液氮汽化吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质；
D、氧气用于气焊，是因为氧气具有助燃性，助燃性属于化学性质。
7．C
木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊；
8．D
A、分离液态空气制取氧气，是利用空气中氮气和氧气的沸点不同，将空气中的各成分进行分离，没有新物质生成，属于物理变化；
B、活性炭吸附水中的色素和异味，没有新物质生成，属于物理变化；
C、品红扩散，没有新物质生成，属于物理变化；
D、动植物的呼吸，发生缓慢氧化，有新物质生成，属于化学变化。
9．D
A、由化学式可知，C60是由碳元素组成的，选项正确；
B、石墨是由碳原子构成的单质，选项正确；
C、金刚石是天然物质中硬度最大的物质，可用来裁玻璃、切割大理石等，选项正确；
D、单质碳在常温下化学性质不活泼，在点燃或高温条件下单质碳具有可燃性和还原性，选项错误；
10．C
A、钢铁制品锈蚀，铁与氧气、水反应生成铁锈，CO2制汽水的过程，二氧化碳与水反应生成碳酸，都包含化学变化，故选项说法错误；
B、由不同种元素组成的纯净物（不是物质）一定是化合物，故选项说法错误；
C、金刚石和石墨这两种物质中碳原子的排列方式是不同的，它们的物理性质有很大差异，故选项说法正确；
D、石蜡在氧气中燃烧成二氧化碳和水，说明石蜡中一定含有的元素有碳和氢，可能含有的元素是氧，故选项说法错误。
11．
（1） 除去不溶于水的杂质 吸附水中的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉降
（2） 疏松多孔 杀菌消毒
（3） 漏斗、烧杯、铁架台 引流 滤纸破损 漏斗内液面高于滤纸的边缘
（4） 上升 变好
12．观察颜色 D 化学与生活密切相关（合理即可）
（1）区分石墨与C60晶体的一种简单方法是观察颜色，是因为两种物质颜色不同，C60在常温下为紫红色晶体，石墨是黑色固体。
（2）A、金刚石是正八面体结构、石墨是层状结构、C60是类似“足球”结构，三者碳原子的排列不同，正确；
B、金刚石、石墨、C60都是由碳元素一种元素组成的，化学性质相似，正确；
C、金刚石、石墨、C60都是由碳元素一种元素组成的，碳元素完全燃烧产物为二氧化碳，正确；
D、金刚石、石墨都由碳原子直接构成，但C60由C60分子构成，错误；
故选D。
（3）从金刚石和石墨到C60的发现的过程，说明化学在进一步发展，C60在材料科学、超导体、医学等方面有着很好的应用前景，充分体会到化学与生活密切相关。
13．
（1）C
（2）引流 滤纸破损、倒入的液体液面超过滤纸边沿（其他合理答案均可）
（3）D
（4） 活性炭 吸附
（5）该过滤后的水为硬水（其他合理答案均可）
14．
（1）③
（2）吸附
（3）分子之间存在间隔
（4）离子
15．金刚石 S2- 氢气
（1）自然界中最硬的单质物质是金刚石，故C元素组成的最硬的物质是金刚石，D属于硫元素，D2-的离子符号为S2-。
（2）A是地壳中含量最多的元素，A是氧元素，B元素的原子失去一个电子只剩下一个质子，B是氢元素，A与B元素原子个数比为1:1，A与B元素可组成两种化合物是过氧化氢，实验室制取A单质的反应是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为。
（3）A是地壳中含量最多的元素，A是氧元素，B元素的原子失去一个电子只剩下一个质子，B是氢元素，A单质和B单质的混合气体能发生爆炸的反应是氢气在氧气中点燃生成水，其化学反应方程式为，则点燃前需先检验氢气的纯度。
16．增大了反应接触面积，加快反应速率 有利于集中加热，获得持续高温 不能 C+O2CO2 刚生成的灼热的铜会重新被氧化成氧化铜 相同条件下，除味剂的质量越大，吸附效果越好 颗粒大小会影响吸附效果 用两个小烧杯各取10mL10%的红墨水，然后分别加入5g除味剂粉末和5g除味剂颗粒，充分搅拌，观察并记录溶液褪色的时间（影响吸附效果因素可能还有：温度、压强、振荡、搅拌等，回答合理即可）
（1）实验前，小组同学将除味剂研磨成粉末的目的是增大了反应接触面积，加快反应速率；
（2）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度，利于反应的进行。将图中乙装置替代甲装置，将试管直立起来，并在酒精灯上加上网罩，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部，其目的是有利于集中加热，获得持续高温；
（3）由于碳也可以和氧气反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：C+O2CO2，同样可以使澄清石灰水变浑浊。所以当看到澄清的石灰水刚刚有稍许浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应；
（4）实验结束时，若不及时关闭止水夹，空气进入试管，灼热的铜会重新被氧气氧化，红色的铜变为黑色；
（5）根据表格中数据可知，相同条件下，除味剂的质量越大，吸附效果越好；
（6）颗粒大小会影响吸附效果；实验方法是：用两个小烧杯各取10mL10%的红墨水，然后分别加入5g除味剂粉末和5g除味剂颗粒，充分搅拌，观察并记录溶液褪色的时间（影响吸附效果因素可能还有：温度、压强、振荡、搅拌等，回答合理即可）。
17．使火焰集中，提高火焰温度 黑色粉末变成红色 C+2CuO2Cu+CO2↑ 排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸 膨胀 气体被点燃，发生燃烧。
（1）酒精灯上的网罩的作用是使火焰集中，提高火焰温度；故填：使火焰集中，提高火焰温度；
（2）在高温的条件下，碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳；故填：黑色粉末变成红色；C+2CuO2Cu+CO2↑；
（3）[进行实验]①先将两个开关都打开，再加热，反复挤压气球一会儿。是为了排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸，故填：排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
②关闭开关2，待充分反应后，关闭开关1，观察到有气泡从液面逸出，气球膨胀，说明逸出液面的气体不是CO2．故填：膨胀；
③打开开关1和2，将燃着的木条靠近导管口，观察到气体被点燃，发生燃烧，说明逸出的气体是CO，猜想二成立；故填：气体被点燃，发生燃烧。
18．Cu2O（Cu4C、Cu2C） 使用颗粒更小的固体反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行 有利于集中加热，获得持续高温 A 在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行 气密性 不能 空气会进入试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化 2CuO+C2Cu+CO2↑
[猜想与假设] （1）通过分析可知，因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4.根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O（Cu4C、Cu2C）；
[分析与交流]（1）物质接触面积越大反应就越充分，所以用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验的原因是：使用颗粒更小的固体反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行；
（2）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，并能利用反应放出的热量，所以乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温；
（3）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。
即40：3，而碳粉稍微多一点，即在给定选项中选A；
[实验与结论] 由于该实验还要验证反应的生成物，二氧化碳气体的存在，故需要保证装置的气密性良好，所以实验时首先要检查装置的气密性；当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应；待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色的铜，该反应的化学方程式为：2CuO+C2Cu+CO2↑。
19．（1）3.3g（2）80%
（1）由质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为10.0g-6.7g=3.3g；
（2）设反应前混合物中氧化铁的质量为x。
x=8g；反应前混合物中氧化铁的质量分数=。
答：（1）生成二氧化碳的质量为3.3g；
（2）反应前混合物中氧化铁的质量分数为80%。
20．（1）12:71；14.2（2）吸附性
（1）四氯乙烯中碳、氯元素的质量比==12:71 ；16.6g四氯乙烯中含氯元素的质量==14.2g；
（2）活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味；答案第1页，共2页
答案第1页，共2页