初中化学人教版九年级上学期 第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60
一、基础巩固
1．（2019·北部湾模拟）下列有关水的说法，错误的是（ ）
A．水是常用的溶剂
B．工业废水经处理达标后才可排放
C．生活中常用煮沸的方法降低水的硬度
D．净水过程中活性炭起吸附和消毒作用
【答案】D
【知识点】电解水实验；保护水资源；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】 净水过程中活性炭起吸附作用，但不能起消毒作用，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、根据溶液中有水则水为溶剂分析；
B、根据工业废水会造成水污染分析；
C、根据硬水软化的方法分析；
D、根据活性炭的吸附性分析。
2．（2019九上·廊坊期末）金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列叙述错误的是（ ）
A．金刚石是自然界最硬的物质
B．石墨具有导电性
C．碳原子的排列方式不同
D．金刚石和石墨都是黑色固体
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石是自然界最硬的物质，A不符合题意；
B. 石墨具有导电性，可用作电极，B不符合题意；
C. 金刚石、石墨和C60组成元素相同，但碳原子的排列方式不同，其物质的种类和性质不同，C不符合题意；
D. 金刚石是无色透明的固体，石墨是黑色固体，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据金刚石是纯天然最硬的物质分析
B、根据石墨的物理性质分析
C、根据碳单质的原子排列方式不同分析
D、根据金刚石是无色透明的，石墨是深灰色的分析
3．（2018九上·大连月考）下列物质中，既有可燃性又有还原性的单质是（）
A．CO B．O2 C．C D．CO2
【答案】C
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】A、CO是既有可燃性又有还原性的化合物。A不符合题意；
B、O2不具有可燃性和还原性。B不符合题意；
C、C是既有可燃性又有还原性的单质，C符合题意；
D、CO2是化合物，不具有可燃性和还原性。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据单质是由一种元素组成的纯净物，氧气具有助燃性，碳单质具有还原性分析
4．（2019九上·柘城期末）根据题目要求回答下列问题．
（1）下图中的物质均含有碳单质，请在表中填写这些碳单质的名称或化学式．
名称： 名称： 化学式：
（2）在防毒面具中装有活性炭，是利用活性炭的 性；我国古代的一些水墨书画作品，可长久保存而不变色的原因是 ．
【答案】（1）金刚石；石墨；C60
（2）吸附；常温下，碳的化学性质不活拨
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】解：（1）图示该碳单质外观晶莹透明，光彩夺目，属立方晶系，正四面体的一块石头；故是金刚石；图示根据该碳单质的用途：铅笔笔芯的主要成分；故是石墨；图示该碳单质形似足球，一种由60个碳原子结合形成的稳定分子；故足球烯的化学式为C60；（2）在防毒面具中装有活性炭，是利用活性炭的吸附性；常温下，碳的化学性质不活拨，所以我国古代的一些水墨书画作品，可长久保存而不变色；
【分析】（1）根据金刚石是无色正八面体结构， C60 形似足球，石墨的化学稳定质软可以做铅笔芯
（2）根据碳的化学性质在常温下不活泼，活性炭具有吸附性解答
5．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳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，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
6．（2019九上·柳林期末）阅读下列科普短文。
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”惊艳世界。演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜防寒服可在 的环境中工作 小时，确保演员穿着舒适和演出成功。
石墨烯是一种由碳原子构成的、六角形晶格的二维碳纳米材料，如图1所示。英国两位物理学家因从石墨中成功分离出石墨烯，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1mm的石墨大约包含 万层石墨烯。
石墨烯的结构特点决定了其具有薄且坚硬、透光性好、导热性强、导电率高、结构稳定等特点。根据其层数不同，石墨烯可以分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。层数不同，石墨烯的性能也不同，如图2所示。
通过石墨烯与氢气反应可得到石墨烷，其中所有的碳原子形成六角网状结构，氢原子以交替的形式从石墨烯表面的两端与碳原子相连，石墨烷表现出半导体性质。
石墨烯具有优良的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
依据文章内容和所学知识回答下列问题：
（1）石墨烯具有的物理性质是 （答一条即可）。
（2）“厚 的石墨大约包含 万层石墨烯”反映出的微粒特性是 。
（3）给防寒服内的电池充电时，电能转化为 能：由图可知，石墨烯的层数对其导热性的影响是 。
（4）由石墨烯制成的石墨烷是由 元素组成的（填元素名称）。
（5）下列说法正确的是 （填序号）。
A.石墨烯属于单质
B.以石墨烯为原料可以合成其它化合物
C.石墨烯只能通过化学反应制备
D.石墨烯与石墨材料性能完全相同
【答案】（1）坚硬（或透光性好或导热性强或导电率高）
（2）体积很小
（3）热；一定层数内，石墨烯的导热性随着层数增多而减弱；到一定层数以后，石墨烯的导热性随着层数增多变化不大
（4）碳、氢
（5）A、B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）石墨烯具有的物理性质：薄且坚硬、透光性好、导热性强、导电率高等。（2）“厚1mm的石墨大约包含300万层石墨烯”反映出的微粒特性是很小。（3）给防寒服内的电池充电时，电能转化为化学能；
由图可知，石墨烯的层数对其导热性的影响是一定层数内，石墨烯的导热性随着层数增多而减弱；到一定层数后，石墨烯的导热性随着层数增多变化不大。（4）由石墨烯制成的石墨烷是由碳、氢元素组成的。（5）A．石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质；
B.以石墨烯为原料可以合成其它化合物，例如可以合成石墨烷等；
C.石墨烯不只是通过化学反应制备，实际上石墨烯本来就存在于自然界；
D.石墨烯与石墨材料性能不完全相同。
故填：AB。
【分析】（1）根据题中信息分析
（2）根据分子和原子的特性分析：质量和体积都很小，不断运动的，有间隔
（3）根据电池充电时是将电能转化为化学能，结合图像分析
（4）根据反应前后元素的种类不变分析
（5）根据文中的信息结合碳单质的性质分析
二、强化提升
7．（2019九上·宝安期末）碳单质在不同的反应条件下表现的性质不同，下列说法错误的是（ ）
A．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质稳定
B．金刚石，石墨、C60充分燃烧的产物都是CO2
C．常温下，活性炭化学性质活泼，可用于吸附气味
D．高温下用碳粉还原氧化铜粉末（如图所示），当澄清石灰水变浑浊，可说明反应已经发生
【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不符合题意；
B、金刚石，石墨、C60都是碳的单质，均具有可燃性，充分燃烧的产物都是CO2，不符合题意；
C、常温下，活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附气味，符合题意；
D、高温下用碳粉还原氧化铜粉末，当澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明反应已经发生，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据单质碳常温下化学性质稳定来分析单质碳的用途；
B、根据金刚石、石墨和 C60 的组成元素分析；
C、理解吸附性属于物理性质；
D、单质碳和氧化铜反应则有二氧化碳生成，故可以通过澄清石灰水变浑来证明反应已经发生。
8．（2019九上·雁江期末）下列四种图像中，能正确反映对应变化关系的是（）
A．加热一定质量的高锰酸钾固体
B．电解一定量的水
C．木炭在高温下和氧化铜反应
D．用两份完全相同的过氧化氢溶液分别制取氧气
【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；催化剂的特点与催化作用；电解水实验；碳的化学性质
【解析】【解答】A．高锰酸钾在加热条件下分解生成氧气、二氧化锰、锰酸钾，据质量守恒定律可知反应前后元素的种类、质量不变，所以反应前后锰元素的质量不变，符合题意；
B.电解一定量的水，电解过程中氢气的质量不断增加，水完全反应后，氢气的质量不再改变，不符合题意；
C、木炭在高温下和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以反应后固体铜的质量大于零，不符合题意；
D、催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，用两份完全相同的过氧化氢溶液分别制取氧气的量相同，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、加热高锰酸钾制取氧气，减少的是氧元素的质量，锰元素的质量不变
B、电解一定量的水可以生成氢气和氧气，此过程中，水的质量不断减少，氢气和氧气的质量不断增加，反应停止后各物质的质量不再变化
C、木炭和氧化铜反应，生成物中有固体铜，所以固体的质量不能为零
D、催化剂是指能改变其它物质的反应速率，而本身的化学性质和质量都不变的物质。催化剂只影响反应速率，不会影响生成物的质量，
9．（2019九上·临西期末）下图是初中化学的一些基本实验，请回答相关问题：
（1）A实验中集气瓶内水的作用是 。
（2）B实验中玻璃管的作用是 。
（3）C实验中酒精灯加网罩的作用 。
【答案】（1）吸收二氧化硫，防止污染空气
（2）引燃红磷
（3）使火焰集中，提高温度
【知识点】氧气的化学性质；验证质量守恒定律；碳的化学性质
【解析】【解答】（1）硫在氧气中燃烧生成污染空气的二氧化硫，二氧化硫能溶于水，A实验中集气瓶内水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气；
（2）B实验中玻璃管的作用是引燃红磷，使之发生化学反应；
（3）实验的条件是高温，C实验中酒精灯加网罩的作用是使火焰集中，提高温度。
【分析】（1）根据二氧化硫有毒分析
（2）根据燃烧的条件分析
（3）根据火焰集中，可以提高温度分析
10．（2018九上·大连月考）多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
（1）根据表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。
物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水
对应特征 ① ② ③
（2）如图是碳原子结构示意图，碳原子的质子数是 ，碳元素在元素周期表中位于第 周期。
（3）影视舞台上经常看到云雾缭绕，使人如入仙境的景象，产生这一景象的物质是 ；
（4）“文房四宝”中的徽墨、宣纸、歙砚是我国享誉中外的文化瑰宝。徽墨写字作画不变色，是因为 ；宣纸的主要成分是纤维素，为了证明宣纸中含有碳元素，可以采用的实验方法是 。
【答案】（1）硬度大；导电性；吸附性
（2）6；二
（3）干冰
（4）徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素
【知识点】原子的定义与构成；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）由于金刚石的硬度大，可用于切割玻璃等；由于石墨有优良的导电性，可用于作电极；由于活性炭有吸附性，可用于净水；故填：
用 途 金刚石切割玻璃 石墨做电极 活性炭净水
对应特性 ①硬度大 ②导电性 ③吸附性
;（2）根据碳原子结构示意图可知，碳原子的质子数是6，碳元素在元素周期表中位于第二周期；故填：6；二；（3）干冰升华时吸收热量从而使周围环境的温度降低，空气中的水蒸气遇冷变成水的小液滴，从而形成云雾缭绕，使人如入仙境的景象；故填：干冰；（4）徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定，不易与其它物质发生化学反应，所以徽墨写字作画不变色；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素；故填：徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素。
【分析】（1）根据物质的性质决定物质的用途，根据常见碳单质的性质分析
（2）根据原子结构示意图圈内的数表示质子数，圈外的电子层数是周期数分析
（3）根据二氧化碳的用途分析
（4）根据碳单质的化学性质分析
11．（2019九上·桂林期末）宏观、微观之间存在必然的联系，建立正确的微粒观有助于化学的学习。
（1）如图是元素周期表的一部分，根据图回答问题。
①碳的相对原子质量为 。
②C、N、O、P属于 （填“金属”或“非金属”）元素。
③因为原子的 数不同，所以它们是不同的元素。
（2）用微粒的观点解释下列问题，将对应的字母序号填入空格内。
A.分子结构不同
B.微粒间隔变大
C.微粒在不断运动
D.原子的排列方式不同
①经过花园能够闻到花香，这是因为 。
②用水银温度计测量体温，温度升高，温度计示数变大的原因是 。
③一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，它们的化学性质不同的原因是 。
④金刚石和石墨都是碳单质，它们的物理性质差别很大的原因是 。
【答案】（1）；非金属；质子（或核电荷）
（2）C；B；A；D
【知识点】分子的定义与分子的特性；元素周期表的特点及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）由元素周期表的信息可知，碳的相对原子质量为12.01；
（2）以上四种元素的汉语名称分别为：碳、氮、氧、磷，故四种元素都属于非金属元素；
（3）因为原子的质子数不同，所以它们属于不同的元素；
（4）①经过花园能够闻到花香，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，
故答案为：C；
②温度计中的水银热胀冷缩是因为汞原子之间的间隔随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小，故答案为：B；
③CO和CO2的化学性质不同，是因为两种物质的分子结构不同，不同种的分子性质不同，故答案为：A；
④金刚石和石墨的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同，故答案为：D。
【分析】（1）根据元素周期表中的一格每一部分的含义解答，元素名称中含有“石”字旁的是非金属元素，质子数决定元素种类解答
（2）根据分子的特性分析解答，分子的质量和体积都很小，分子是不断运动的，分子的之间有间隔，分子不同物质的性质就不同，碳单质的物理性质差异大的原因是原子的排列方式不同
三、真题演练
12．（2019·益阳）我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）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泼
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
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，
故答案为：A。
【分析】根据碳单质的化学性质在常温下不活泼分析
13．（2019·咸宁）下列宏观事实对应的微观解释正确的是（）
A．金刚石和石墨的物理性质差异大﹣﹣原子的种类不同
B．H2O和H2O2的化学性质不同﹣﹣分子间的间隙不同
C．公园里闻到花的香味﹣﹣分子在不断运动
D．把液化石油气压缩进钢瓶﹣﹣分子体积变小
【答案】C
【知识点】分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石和石墨的物理性质差异大，是因为碳原子的排列方式不同，解释不符合题意；
B、H2O和H2O2的化学性质不同，是因为分子构成不同，解释不符合题意；
C、公园里闻到花的香味，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，解释符合题意；
D、把液化气压缩进钢瓶，分子间有间隔，气体受压后，分子间隔变小，解释不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据分子和原子的定义及性质分析；碳单质由碳原子直接构成，但排列不同形成不同物质，分子是不断运动的，分子体积质量都很小，分子间有间隔。
14．（2019·大连）下列说法中，错误的是（ ）
A．C60可用作超导材料 B．木炭可用作电池电极
C．石墨可用于制铅笔芯 D．金刚石可用于裁割玻璃
【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、C60具有金属光泽，有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景，故A不符合题意。
B、石墨用作电池的电极，是因为石墨具有导电性，木炭导电性较差，故B符合题意；
C、石墨很软且在纸上划过会留下痕迹，故可用于制作铅笔芯，故C不符合题意；
D、金刚石是自然界中硬度最大的物质，可用于裁割玻璃，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据各种碳单质的性质分析，由其性质决定其用途，再分析选项作出判断。
15．（2019·鞍山）2019年“中国水周”的宣传主题为“坚持节水优先强化水资源管理”。
（1）天然水多为硬水，生活中可以通过 使其转化为软水
（2）活性炭能除去水中有颜色、有异味的物质，这是利用活性炭的 性
（3）如图是电解水的实验装置示意图。通电一段时间后，a管内产生的气体是 。
（4）坚持节约用水应从生活的点滴做起。请列举一种日常生活中节约用水的做法 。
【答案】（1）煮沸
（2）吸附
（3）氢气
（4）淘米水浇花等
【知识点】电解水实验；硬水与软水；保护水资源；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）天然水多为硬水，生活中可以通过煮沸使其转化为软水；（2）活性炭能除去水中有颜色、有异味的物质，这是利用活性炭的吸附性；（3）电解水时产生的氢气和氧气的体积比是2：1，所以通电一段时间后，a管内产生的气体是氢气。（4）在日常生活中人们采用的节约用水的措施有：生活中一水多用，淘米水浇花、使用节水龙头、使用节水型马桶，洗手时随时关闭水龙头，农业和园林上改大水漫灌为滴灌、喷灌等。
【分析】（1）根据硬水可通过煮沸转化为软水分析；
（2）根据活性炭的吸附性分析；
（3）根据电解水的现象“正氧负氢”分析；
（4）根据节约用水的具体做法主要是水的循环利用分析。
16．（2019·东营）如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法错误的是（ ）
A．原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变
B．相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同
C．相同元素组成的不同物质，化学性质相同
D．在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60
【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，Ａ不符合题意；
B、金刚石、石墨、C60在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，Ｂ不符合题意；
C、相同元素组成的不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，Ｃ符合题意；
D、金刚石、石墨、C60的组成元素相同，可以相互转化，Ｄ不符合题意；
故答案为：C
【分析】Ａ、根据不同的物质具有不同的结构分析
Ｂ、根据化学反应前后元素的种类相同分析
Ｃ、根据不同物质的性质不同分析
Ｄ、根据组成元素相同的单质间可以相互转化分析
17．（2018·南京）碳及其氧化物性质的应用。
（1）如右图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有 能力，其原因是木炭具有 的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
（4）在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是 。
（5）写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80 g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？（在答题卡上写出计算过程）
【答案】（1）吸附；疏松多孔
（2）碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。
（3）C+O2 CO2；生成的二氧化碳中碳元素的质量
（4）答题要点：澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别与二氧化碳反应的现象不同；氢氧化钠、氢氧化钙溶解性的大小，氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别吸收二氧化碳的能力不同。
（5）6g
【知识点】根据化学反应方程式的计算；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）木炭结构疏松多孔，具有吸附性，可吸附色素及异味，所以将木炭投入到红棕色二氧化氮集气瓶中，红棕色消失；（2）碳素墨水成分为碳单质，常温下，碳单质化学性质不活泼，所以用碳素墨水书写保存时间长久；（3）金刚石为碳单质，在氧气中燃烧生成二氧化碳，方程式为C＋O2CO2；氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，反应后氢氧化钠溶液增重的质量即为生成二氧化碳的质量，根据化学反应前后元素质量不变可知，当金刚石的质量恰好等于生成二氧化碳中碳元素的质量时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质；（4）二氧化碳与氢氧化钠反应没有明显现象，而与石灰水反应会生成碳酸钙沉淀，所以要用石灰水检验二氧化碳，但氢氧化钙微溶于水，其溶液的浓度较小，氢氧化钠易溶于水，浓度大，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠溶液；（5）碳与氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳气体，根据氧化铜与碳的相对质量比等于实际质量比，计算出80g氧化铜需要碳的质量。
设碳的质量为x
C+2CuO2Cu+CO2↑
12 160
x 80g
12 ：160=x：80g
x=6g.
【分析】根据木炭具有吸附性进行分析；根据二氧化碳的性质进行分析，根据质量守恒定律进行分析，化学变化反应前后元素种类不发生改变；根据化学方程式计算步骤进行分析。
1 / 1初中化学人教版九年级上学期 第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60
一、基础巩固
1．（2019·北部湾模拟）下列有关水的说法，错误的是（ ）
A．水是常用的溶剂
B．工业废水经处理达标后才可排放
C．生活中常用煮沸的方法降低水的硬度
D．净水过程中活性炭起吸附和消毒作用
2．（2019九上·廊坊期末）金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列叙述错误的是（ ）
A．金刚石是自然界最硬的物质
B．石墨具有导电性
C．碳原子的排列方式不同
D．金刚石和石墨都是黑色固体
3．（2018九上·大连月考）下列物质中，既有可燃性又有还原性的单质是（）
A．CO B．O2 C．C D．CO2
4．（2019九上·柘城期末）根据题目要求回答下列问题．
（1）下图中的物质均含有碳单质，请在表中填写这些碳单质的名称或化学式．
名称： 名称： 化学式：
（2）在防毒面具中装有活性炭，是利用活性炭的 性；我国古代的一些水墨书画作品，可长久保存而不变色的原因是 ．
5．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
6．（2019九上·柳林期末）阅读下列科普短文。
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”惊艳世界。演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜防寒服可在 的环境中工作 小时，确保演员穿着舒适和演出成功。
石墨烯是一种由碳原子构成的、六角形晶格的二维碳纳米材料，如图1所示。英国两位物理学家因从石墨中成功分离出石墨烯，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1mm的石墨大约包含 万层石墨烯。
石墨烯的结构特点决定了其具有薄且坚硬、透光性好、导热性强、导电率高、结构稳定等特点。根据其层数不同，石墨烯可以分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。层数不同，石墨烯的性能也不同，如图2所示。
通过石墨烯与氢气反应可得到石墨烷，其中所有的碳原子形成六角网状结构，氢原子以交替的形式从石墨烯表面的两端与碳原子相连，石墨烷表现出半导体性质。
石墨烯具有优良的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
依据文章内容和所学知识回答下列问题：
（1）石墨烯具有的物理性质是 （答一条即可）。
（2）“厚 的石墨大约包含 万层石墨烯”反映出的微粒特性是 。
（3）给防寒服内的电池充电时，电能转化为 能：由图可知，石墨烯的层数对其导热性的影响是 。
（4）由石墨烯制成的石墨烷是由 元素组成的（填元素名称）。
（5）下列说法正确的是 （填序号）。
A.石墨烯属于单质
B.以石墨烯为原料可以合成其它化合物
C.石墨烯只能通过化学反应制备
D.石墨烯与石墨材料性能完全相同
二、强化提升
7．（2019九上·宝安期末）碳单质在不同的反应条件下表现的性质不同，下列说法错误的是（ ）
A．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质稳定
B．金刚石，石墨、C60充分燃烧的产物都是CO2
C．常温下，活性炭化学性质活泼，可用于吸附气味
D．高温下用碳粉还原氧化铜粉末（如图所示），当澄清石灰水变浑浊，可说明反应已经发生
8．（2019九上·雁江期末）下列四种图像中，能正确反映对应变化关系的是（）
A．加热一定质量的高锰酸钾固体
B．电解一定量的水
C．木炭在高温下和氧化铜反应
D．用两份完全相同的过氧化氢溶液分别制取氧气
9．（2019九上·临西期末）下图是初中化学的一些基本实验，请回答相关问题：
（1）A实验中集气瓶内水的作用是 。
（2）B实验中玻璃管的作用是 。
（3）C实验中酒精灯加网罩的作用 。
10．（2018九上·大连月考）多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
（1）根据表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。
物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水
对应特征 ① ② ③
（2）如图是碳原子结构示意图，碳原子的质子数是 ，碳元素在元素周期表中位于第 周期。
（3）影视舞台上经常看到云雾缭绕，使人如入仙境的景象，产生这一景象的物质是 ；
（4）“文房四宝”中的徽墨、宣纸、歙砚是我国享誉中外的文化瑰宝。徽墨写字作画不变色，是因为 ；宣纸的主要成分是纤维素，为了证明宣纸中含有碳元素，可以采用的实验方法是 。
11．（2019九上·桂林期末）宏观、微观之间存在必然的联系，建立正确的微粒观有助于化学的学习。
（1）如图是元素周期表的一部分，根据图回答问题。
①碳的相对原子质量为 。
②C、N、O、P属于 （填“金属”或“非金属”）元素。
③因为原子的 数不同，所以它们是不同的元素。
（2）用微粒的观点解释下列问题，将对应的字母序号填入空格内。
A.分子结构不同
B.微粒间隔变大
C.微粒在不断运动
D.原子的排列方式不同
①经过花园能够闻到花香，这是因为 。
②用水银温度计测量体温，温度升高，温度计示数变大的原因是 。
③一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，它们的化学性质不同的原因是 。
④金刚石和石墨都是碳单质，它们的物理性质差别很大的原因是 。
三、真题演练
12．（2019·益阳）我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）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泼
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
13．（2019·咸宁）下列宏观事实对应的微观解释正确的是（）
A．金刚石和石墨的物理性质差异大﹣﹣原子的种类不同
B．H2O和H2O2的化学性质不同﹣﹣分子间的间隙不同
C．公园里闻到花的香味﹣﹣分子在不断运动
D．把液化石油气压缩进钢瓶﹣﹣分子体积变小
14．（2019·大连）下列说法中，错误的是（ ）
A．C60可用作超导材料 B．木炭可用作电池电极
C．石墨可用于制铅笔芯 D．金刚石可用于裁割玻璃
15．（2019·鞍山）2019年“中国水周”的宣传主题为“坚持节水优先强化水资源管理”。
（1）天然水多为硬水，生活中可以通过 使其转化为软水
（2）活性炭能除去水中有颜色、有异味的物质，这是利用活性炭的 性
（3）如图是电解水的实验装置示意图。通电一段时间后，a管内产生的气体是 。
（4）坚持节约用水应从生活的点滴做起。请列举一种日常生活中节约用水的做法 。
16．（2019·东营）如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法错误的是（ ）
A．原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变
B．相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同
C．相同元素组成的不同物质，化学性质相同
D．在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60
17．（2018·南京）碳及其氧化物性质的应用。
（1）如右图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有 能力，其原因是木炭具有 的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
（4）在实验室里，检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用氢氧化钠溶液，理由是 。
（5）写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80 g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？（在答题卡上写出计算过程）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电解水实验；保护水资源；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】 净水过程中活性炭起吸附作用，但不能起消毒作用，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、根据溶液中有水则水为溶剂分析；
B、根据工业废水会造成水污染分析；
C、根据硬水软化的方法分析；
D、根据活性炭的吸附性分析。
2．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石是自然界最硬的物质，A不符合题意；
B. 石墨具有导电性，可用作电极，B不符合题意；
C. 金刚石、石墨和C60组成元素相同，但碳原子的排列方式不同，其物质的种类和性质不同，C不符合题意；
D. 金刚石是无色透明的固体，石墨是黑色固体，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据金刚石是纯天然最硬的物质分析
B、根据石墨的物理性质分析
C、根据碳单质的原子排列方式不同分析
D、根据金刚石是无色透明的，石墨是深灰色的分析
3．【答案】C
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】A、CO是既有可燃性又有还原性的化合物。A不符合题意；
B、O2不具有可燃性和还原性。B不符合题意；
C、C是既有可燃性又有还原性的单质，C符合题意；
D、CO2是化合物，不具有可燃性和还原性。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据单质是由一种元素组成的纯净物，氧气具有助燃性，碳单质具有还原性分析
4．【答案】（1）金刚石；石墨；C60
（2）吸附；常温下，碳的化学性质不活拨
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】解：（1）图示该碳单质外观晶莹透明，光彩夺目，属立方晶系，正四面体的一块石头；故是金刚石；图示根据该碳单质的用途：铅笔笔芯的主要成分；故是石墨；图示该碳单质形似足球，一种由60个碳原子结合形成的稳定分子；故足球烯的化学式为C60；（2）在防毒面具中装有活性炭，是利用活性炭的吸附性；常温下，碳的化学性质不活拨，所以我国古代的一些水墨书画作品，可长久保存而不变色；
【分析】（1）根据金刚石是无色正八面体结构， C60 形似足球，石墨的化学稳定质软可以做铅笔芯
（2）根据碳的化学性质在常温下不活泼，活性炭具有吸附性解答
5．【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳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，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
6．【答案】（1）坚硬（或透光性好或导热性强或导电率高）
（2）体积很小
（3）热；一定层数内，石墨烯的导热性随着层数增多而减弱；到一定层数以后，石墨烯的导热性随着层数增多变化不大
（4）碳、氢
（5）A、B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）石墨烯具有的物理性质：薄且坚硬、透光性好、导热性强、导电率高等。（2）“厚1mm的石墨大约包含300万层石墨烯”反映出的微粒特性是很小。（3）给防寒服内的电池充电时，电能转化为化学能；
由图可知，石墨烯的层数对其导热性的影响是一定层数内，石墨烯的导热性随着层数增多而减弱；到一定层数后，石墨烯的导热性随着层数增多变化不大。（4）由石墨烯制成的石墨烷是由碳、氢元素组成的。（5）A．石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质；
B.以石墨烯为原料可以合成其它化合物，例如可以合成石墨烷等；
C.石墨烯不只是通过化学反应制备，实际上石墨烯本来就存在于自然界；
D.石墨烯与石墨材料性能不完全相同。
故填：AB。
【分析】（1）根据题中信息分析
（2）根据分子和原子的特性分析：质量和体积都很小，不断运动的，有间隔
（3）根据电池充电时是将电能转化为化学能，结合图像分析
（4）根据反应前后元素的种类不变分析
（5）根据文中的信息结合碳单质的性质分析
7．【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不符合题意；
B、金刚石，石墨、C60都是碳的单质，均具有可燃性，充分燃烧的产物都是CO2，不符合题意；
C、常温下，活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附气味，符合题意；
D、高温下用碳粉还原氧化铜粉末，当澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明反应已经发生，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据单质碳常温下化学性质稳定来分析单质碳的用途；
B、根据金刚石、石墨和 C60 的组成元素分析；
C、理解吸附性属于物理性质；
D、单质碳和氧化铜反应则有二氧化碳生成，故可以通过澄清石灰水变浑来证明反应已经发生。
8．【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；催化剂的特点与催化作用；电解水实验；碳的化学性质
【解析】【解答】A．高锰酸钾在加热条件下分解生成氧气、二氧化锰、锰酸钾，据质量守恒定律可知反应前后元素的种类、质量不变，所以反应前后锰元素的质量不变，符合题意；
B.电解一定量的水，电解过程中氢气的质量不断增加，水完全反应后，氢气的质量不再改变，不符合题意；
C、木炭在高温下和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以反应后固体铜的质量大于零，不符合题意；
D、催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，用两份完全相同的过氧化氢溶液分别制取氧气的量相同，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、加热高锰酸钾制取氧气，减少的是氧元素的质量，锰元素的质量不变
B、电解一定量的水可以生成氢气和氧气，此过程中，水的质量不断减少，氢气和氧气的质量不断增加，反应停止后各物质的质量不再变化
C、木炭和氧化铜反应，生成物中有固体铜，所以固体的质量不能为零
D、催化剂是指能改变其它物质的反应速率，而本身的化学性质和质量都不变的物质。催化剂只影响反应速率，不会影响生成物的质量，
9．【答案】（1）吸收二氧化硫，防止污染空气
（2）引燃红磷
（3）使火焰集中，提高温度
【知识点】氧气的化学性质；验证质量守恒定律；碳的化学性质
【解析】【解答】（1）硫在氧气中燃烧生成污染空气的二氧化硫，二氧化硫能溶于水，A实验中集气瓶内水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气；
（2）B实验中玻璃管的作用是引燃红磷，使之发生化学反应；
（3）实验的条件是高温，C实验中酒精灯加网罩的作用是使火焰集中，提高温度。
【分析】（1）根据二氧化硫有毒分析
（2）根据燃烧的条件分析
（3）根据火焰集中，可以提高温度分析
10．【答案】（1）硬度大；导电性；吸附性
（2）6；二
（3）干冰
（4）徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素
【知识点】原子的定义与构成；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）由于金刚石的硬度大，可用于切割玻璃等；由于石墨有优良的导电性，可用于作电极；由于活性炭有吸附性，可用于净水；故填：
用 途 金刚石切割玻璃 石墨做电极 活性炭净水
对应特性 ①硬度大 ②导电性 ③吸附性
;（2）根据碳原子结构示意图可知，碳原子的质子数是6，碳元素在元素周期表中位于第二周期；故填：6；二；（3）干冰升华时吸收热量从而使周围环境的温度降低，空气中的水蒸气遇冷变成水的小液滴，从而形成云雾缭绕，使人如入仙境的景象；故填：干冰；（4）徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定，不易与其它物质发生化学反应，所以徽墨写字作画不变色；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素；故填：徽墨的主要成分是炭黑，碳单质常温下化学性质稳定；将宣纸点燃，在火焰上方罩一个用石灰水润湿过的烧杯，若石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明宣纸中含有碳元素。
【分析】（1）根据物质的性质决定物质的用途，根据常见碳单质的性质分析
（2）根据原子结构示意图圈内的数表示质子数，圈外的电子层数是周期数分析
（3）根据二氧化碳的用途分析
（4）根据碳单质的化学性质分析
11．【答案】（1）；非金属；质子（或核电荷）
（2）C；B；A；D
【知识点】分子的定义与分子的特性；元素周期表的特点及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）由元素周期表的信息可知，碳的相对原子质量为12.01；
（2）以上四种元素的汉语名称分别为：碳、氮、氧、磷，故四种元素都属于非金属元素；
（3）因为原子的质子数不同，所以它们属于不同的元素；
（4）①经过花园能够闻到花香，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，
故答案为：C；
②温度计中的水银热胀冷缩是因为汞原子之间的间隔随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小，故答案为：B；
③CO和CO2的化学性质不同，是因为两种物质的分子结构不同，不同种的分子性质不同，故答案为：A；
④金刚石和石墨的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同，故答案为：D。
【分析】（1）根据元素周期表中的一格每一部分的含义解答，元素名称中含有“石”字旁的是非金属元素，质子数决定元素种类解答
（2）根据分子的特性分析解答，分子的质量和体积都很小，分子是不断运动的，分子的之间有间隔，分子不同物质的性质就不同，碳单质的物理性质差异大的原因是原子的排列方式不同
12．【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，
故答案为：A。
【分析】根据碳单质的化学性质在常温下不活泼分析
13．【答案】C
【知识点】分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石和石墨的物理性质差异大，是因为碳原子的排列方式不同，解释不符合题意；
B、H2O和H2O2的化学性质不同，是因为分子构成不同，解释不符合题意；
C、公园里闻到花的香味，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，解释符合题意；
D、把液化气压缩进钢瓶，分子间有间隔，气体受压后，分子间隔变小，解释不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据分子和原子的定义及性质分析；碳单质由碳原子直接构成，但排列不同形成不同物质，分子是不断运动的，分子体积质量都很小，分子间有间隔。
14．【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、C60具有金属光泽，有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景，故A不符合题意。
B、石墨用作电池的电极，是因为石墨具有导电性，木炭导电性较差，故B符合题意；
C、石墨很软且在纸上划过会留下痕迹，故可用于制作铅笔芯，故C不符合题意；
D、金刚石是自然界中硬度最大的物质，可用于裁割玻璃，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据各种碳单质的性质分析，由其性质决定其用途，再分析选项作出判断。
15．【答案】（1）煮沸
（2）吸附
（3）氢气
（4）淘米水浇花等
【知识点】电解水实验；硬水与软水；保护水资源；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）天然水多为硬水，生活中可以通过煮沸使其转化为软水；（2）活性炭能除去水中有颜色、有异味的物质，这是利用活性炭的吸附性；（3）电解水时产生的氢气和氧气的体积比是2：1，所以通电一段时间后，a管内产生的气体是氢气。（4）在日常生活中人们采用的节约用水的措施有：生活中一水多用，淘米水浇花、使用节水龙头、使用节水型马桶，洗手时随时关闭水龙头，农业和园林上改大水漫灌为滴灌、喷灌等。
【分析】（1）根据硬水可通过煮沸转化为软水分析；
（2）根据活性炭的吸附性分析；
（3）根据电解水的现象“正氧负氢”分析；
（4）根据节约用水的具体做法主要是水的循环利用分析。
16．【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，Ａ不符合题意；
B、金刚石、石墨、C60在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，Ｂ不符合题意；
C、相同元素组成的不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，Ｃ符合题意；
D、金刚石、石墨、C60的组成元素相同，可以相互转化，Ｄ不符合题意；
故答案为：C
【分析】Ａ、根据不同的物质具有不同的结构分析
Ｂ、根据化学反应前后元素的种类相同分析
Ｃ、根据不同物质的性质不同分析
Ｄ、根据组成元素相同的单质间可以相互转化分析
17．【答案】（1）吸附；疏松多孔
（2）碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。
（3）C+O2 CO2；生成的二氧化碳中碳元素的质量
（4）答题要点：澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别与二氧化碳反应的现象不同；氢氧化钠、氢氧化钙溶解性的大小，氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别吸收二氧化碳的能力不同。
（5）6g
【知识点】根据化学反应方程式的计算；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）木炭结构疏松多孔，具有吸附性，可吸附色素及异味，所以将木炭投入到红棕色二氧化氮集气瓶中，红棕色消失；（2）碳素墨水成分为碳单质，常温下，碳单质化学性质不活泼，所以用碳素墨水书写保存时间长久；（3）金刚石为碳单质，在氧气中燃烧生成二氧化碳，方程式为C＋O2CO2；氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，反应后氢氧化钠溶液增重的质量即为生成二氧化碳的质量，根据化学反应前后元素质量不变可知，当金刚石的质量恰好等于生成二氧化碳中碳元素的质量时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质；（4）二氧化碳与氢氧化钠反应没有明显现象，而与石灰水反应会生成碳酸钙沉淀，所以要用石灰水检验二氧化碳，但氢氧化钙微溶于水，其溶液的浓度较小，氢氧化钠易溶于水，浓度大，所以吸收二氧化碳用氢氧化钠溶液；（5）碳与氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳气体，根据氧化铜与碳的相对质量比等于实际质量比，计算出80g氧化铜需要碳的质量。
设碳的质量为x
C+2CuO2Cu+CO2↑
12 160
x 80g
12 ：160=x：80g
x=6g.
【分析】根据木炭具有吸附性进行分析；根据二氧化碳的性质进行分析，根据质量守恒定律进行分析，化学变化反应前后元素种类不发生改变；根据化学方程式计算步骤进行分析。
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