第六单元 碳与碳的化合物
一、选择题
1.[2020河北衡水景县期中]下列有关金刚石、石墨的说法正确的是()
A.都是由碳元素组成的
B.都是黑色固体
C.都能导电
D.硬度都很大
2.[2018河南中考]室温时将少量干冰放入塑料袋中并密封,塑料袋会快速鼓起,其原因是()
A.分子的体积变大
B.分子分解变成了原子
C.分子的间隔变大
D.分子由静止变为运动
3.[2019北师大附中期中]下列关于2CO+O22CO2的说法中,不正确的是()
A.表示一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳
B.反应前后碳元素的化合价不同
C.反应前后分子和原子的个数均不变
D.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:2
4.在物质的各大家族中,有一家兄弟多:老大骨头硬,光彩照人,身价百万;老二又软又滑,修锁锁灵,修灯灯亮;老三似足球,科研工作者喜欢它。根据所学化学知识可推知这“一家兄弟”是
A.空气
B.碳的单质
C.碳的氧化物
D.金属铜
5.[2019重庆中考B卷]下列有关碳及其化合物的说法错误的是()
A.CO2的水溶液使石蕊显红色
B.干冰用于人工降雨
C.紧闭门窗用木炭烤火易使人中毒
D.金刚石导电性能良好
6.[2019山东东营中考]下图为金刚石、石墨和C60的结构模型图,图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是()
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C
7.[2019湖南益阳中考]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
8.[2019江苏南通八一中学期中]下列对一些事实的解释错误的是()
事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下,碳的化学性质稳定
B 石墨能作干电池的电极 石墨能够导电
C 焦炭可以用来冶炼金属铜 焦炭具有氧化性
D 金刚石、石墨的化学性质相似,但物理性质差异很大 它们都是由碳元素组成的单质,但它们的原子排列方式不同
9.下列关于物质的用途与其所依据的性质不相符的是()
A.一氧化碳用于冶炼金属—氧化碳有可燃性
B.活性炭用于冰箱除臭—活性炭有吸附性
C.金刚石用于切割玻璃—金刚石硬度大
D.干冰用于人工降雨—干冰升华时可吸收热量
10.[2020独家原创试题]2019年10月22日,俄罗斯海军宣布发现5个新岛屿,按照国际惯例,这些岛屿属于最先发现者俄罗斯。这些岛屿原本被冰川覆盖,现在因冰川融化而暴露出来。研究表明,北极变暖的速度目前比全球其他地区快3~4倍,因此冰川和冰帽自然会更快地受影响。导致北极变暖的因素可能是()
A.O2
B.CO2
C.N2
D.H2O
11.[2017湖南娄底中考]下列有关碳和碳的氧化物的说法,错误的是()
A.《清明上河图》至今图案清晰可见,是因为在常温下碳单质的化学性质稳定
B.碳在空气中充分燃烧时生成CO2,不充分燃烧时生成CO
C.CO和CO2的组成元素相同,所以它们的化学性质也相同
D.CO可用于冶炼金属、作气体燃料;CO2可用于人工降雨、灭火
12.对比CO2和CO,描述正确的是()
A.分子结构:CO2比CO多一个氧元素
B.物理性质:CO2难溶于水,CO能溶于水
C.化学性质:CO2能与石灰水反应,CO能跟某些氧化物反应
D.重要用途:CO2可用于灭火,CO可参与光合作用
13.[2020甘肃兰州五十五中月考]有三瓶无色无味的气体分别是氧气、空气、二氧化碳,区别它们最简单的方法是()
A.伸人燃着的木条
B.测定气体的密度
C.滴人澄清石灰水,振荡
D.滴入紫色石蕊溶液,振荡
14.某校化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁,并验证反应后的气体产物。实验室现有如下图所示的实验装置(可重复使用)。按气流从左到右的方向,装置连接顺序正确的是()
A.甲→乙→丙→丁
B.甲→丙→乙→丁
C.乙→甲→丙→甲→丁
D.乙→甲→丙→乙→丁
15.[2019湖北鄂州中考]甲、乙、丙、丁都是含碳的物质,它们有如下关系:①甲与丙在高温的条件下反应生成乙;②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙;③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是()
A.C、CO、CO2、CaCO3
B.C、CO、CO2、H2CO3
C.CO、C、CO2、CaCO3
D.CO2、C、CO、H2CO3
二、填空题
16.[2020上海宝山一模]我们生活中经常会接触到一些碳家族成员,请完成下列填空。
①属于自然界中最坚硬的碳家庭成员是__________;
②石墨具有__________性,可作干电池的正极;
③利用活性炭的__________性,可用来脱色;
④写出烧烤时木炭充分燃烧的化学方程式______________________________。
17.通过这段时间的学习,我们已经知道:
①空气中含量最多的元素是__________;
②人体中含量最多的物质是__________;
③引起温室效应的主要气体是__________;
④用化学符号表示2个氧分子__________,氧化物__________(任写一种);
⑤干冰__________。
18.看图,某同学在实验室里分别用集气瓶收集氧气、氢气和二氧化碳三种气体,如下图所示。
A中是__________,B中是__________,C中是__________。
19.[2019北京中考]用下图所示装置进行实验。
(1)高锰酸钾分解的化学方程式为______________________________。
(2)能说明木炭在氧气中燃烧的产物为二氧化碳的现象是________________________________________________________________。
20.[2019江西九江同文中学期中]已知A~E是近半个学期化学学习中涉及的几种物质,其中B是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,C、D的组成元素相同,E是密度最小的气体,它们之间存在如下图所示的关系(部分反应物、生成物及反应条件已省略,其中“→”表示物质间能转化,“——”表示物质间能反应)。请回答下列问题:
(1)写出物质B的化学式:____________________;
(2)说出物质A的一种用途:____________________;
(3)写出反应①和②的化学方程式并在括号内注明基本反应类型
①:________________________________________( );
②:________________________________________( )。
三、实验探究题
21.根据下图回答问题。
(1)仪器a的名称是__________。
(2)实验室制取氧气时,选用的收集装置是__________(填字母序号)。如E所示,铁丝与氧气反应的化学方程式为______________________________________。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为____________________________________________________________,选用的发生装置是__________(填字母序号)。如F所示,将二氧化碳倒入烧杯中,观察到燃烧的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是___________________________________________________________________。
四、计算题
22.碳在高温时可还原氧化铜,计算要将80g氧化铜完全还原,需要碳的质量至少是多少?
参考答案与解析
一、选择题
1.答案:A
解析:金刚石、石墨都是由碳元素组成的,A正确;石墨是深灰色固体,纯净的金刚石是无色透明的固体,B错误;石墨能导电,金刚石不能,C错误;金刚石是天然存在的硬度最大的物质,石墨的硬度较小,D错误。
2.答案:C
解析:室温时将少量干冰放人塑料袋中并密封,塑料袋会鼓起,是因为干冰升华,分子间的间隔变大,故选C。
3.答案:C
解析:该反应表示一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,A正确;CO中碳元素的化合价为+2价,CO2中碳元素的化合价为+4价,反应前后碳元素的化合价不同,B正确;由化学方程式可知,反应前后分子的个数发生变化,原子的个数不变,C错误;由化学方程式可知,参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:2,D正确。
4.答案:B
解析:根据题中描述可知,老大是金刚石,老二是石墨,老三是足球烯(C60),它们都是碳的单质。
5.答案:D
解析:CO2与水反应生成碳酸碳酸显酸性,可使石蕊显红色,A正确;干冰升华吸热,可用于人工降雨,B正确;木炭不完全燃烧会生成一氧化碳,用木炭烤火紧闭门窗易使人中毒,C正确;金刚石没有导电性,D错误。
6.答案:C
解析:金刚石、石墨、C中碳原子的排列方式不同,属于不同的物质,A正确;金刚石、石墨、C在足量的氧气中完全燃烧,产物都是二氧化碳,B正确;相同元素组成的不同物质,化学性质可能不同,如一氧化碳与二氧化碳都是由碳、氧元素组成的,但是化学性质不同,C不正确;金刚石、石墨、C在一定条件下可以相互转化,D正确。
7.答案:A
解析:炭黑的主要成分为碳,碳在常温下化学性质不活泼,因此用墨绘制或书写的字画能够保存较长时间而不变色,故选A。
8.答案:C
解析: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,因此书写档案必须使用碳素墨水,A正确;石墨能够作干电池的电极,是因为石墨具有导电性,B正确;焦炭可以用来冶炼金属铜,是因为焦炭具有还原性,C错误;金刚石、石墨的化学性质相似,但物理性质差异很大,是因为它们都是由碳元素组成的单质,但它们的原子排列方式不同,D正确。
9.答案:A
解析:一氧化碳用于冶炼金属是因为一氧化碳具有还原性,A错;活性炭用于冰箱除臭是因为其有吸附性,B正确;金刚石硬度大,可用于切割玻璃,C正确;干冰升华时吸收热量,可用于人工降雨,D正确。
10.答案:B
解析:导致北极变暖的原因是温室效应加剧,引起温室效应加剧的气体主要是二氧化碳,故选B。
11.答案:C
解析:碳在常温下化学性质不活泼,用墨写的字、作的画能保存较长时间,A正确。碳单质具有可燃性,碳在空气中充分燃烧的产物是二氧化碳,不充分燃烧的产物是一氧化碳,B正确。一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的化合物,但二者的分子构成不同,因此它们的化学性质存在很大的差异,C错误。一氧化碳具有可燃性、还原性,因此一氧化碳可用作燃料、用于冶炼金属;二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大,因此二氧化碳可用来灭火;固态二氧化碳可用于人工降雨,D正确。
12.答案:C
解析:元素只讲种类,不讲个数,A错误;CO2能溶于水,CO难溶于水,B错误;CO2能与石灰水反应,CO能与某些氧化物反应,如氧化铜等,C正确;CO2可用于灭火,可参与光合作用,一氧化碳不能参与光合作用,D错误。
13.答案:A
解析:燃着的木条分别放入三瓶气体中,无明显变化的为空气,燃烧更旺的为氧气,木条熄灭的为二氧化碳,A正确;三种气体密度不同,测三瓶气体的密度可以区别三种气体,但不是最简单的方法,B错误;倒入澄清石灰水,能使石灰水变浑浊的气体为二氧化碳,无明显现象的为空气或氧气,C错误;滴人紫色石蕊溶液,溶液变红的为二氧化碳,不变色的为空气或氧气,D错误。
14.答案:C
解析:用混有二氧化碳的一氧化碳气体还原氧化铁,还要检验反应后的气体产物,故实验过程中应首先除去二氧化碳气体,否则会影响反应后气体产物的检验。除去二氧化碳气体用氢氧化钠溶液,还要用氢氧化钙溶液检验二氧化碳是否除净;然后用不含二氧化碳的一氧化碳还原氧化铁,再用氢氧化钙溶液检验反应后有无二氧化碳生成;因为一氧化碳有毒,因此应有尾气处理装置,故所用装置的连接顺序为:乙→甲→丙→甲→丁。
15.答案:B
解析:丙、丁都是含碳元素的物质,且常温下丁能分解生成丙,则丁为H2CO3,丙为CO2;结合①②可知甲为C,乙为CO。
二、填空题
16.答案:①金刚石 ②导电 ③吸附 ④C+O2CO2
解析:①天然存在的最坚硬的物质是金刚石;②石墨具有导电性,可用作干电池的电极;③活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性可用来脱色;④木炭充分燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为C+O2CO2。
17.答案:①N ②H2O ③CO2 ④2O2 CO2(合理即可) ⑤CO2
解析:①空气中氮气的体积分数约为78%,则空气中含量最多的元素为氮元素;②在人体中,水的质量分数在60%以上,所以人体中含量最多的物质是水;③能引起温室效应的主要气体是二氧化碳;④2个氧分子表示为2O2,常见氧化物有二氧化碳、水等;⑤干冰是固态二氧化碳,化学式为CO2。
18.答案:氢气 氧气 二氧化碳
解析:氢气密度比空气小,难溶于水,放置时瓶口朝下;氧气密度比空气大,不易溶于水,放置时瓶口朝上;二氧化碳密度比空气大,能溶于水,放置时瓶口朝上。
19.答案:(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)澄清石灰水变浑浊
解析:(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(2)澄清石灰水变浑浊,说明木炭在氧气中燃烧的产物为二氧化碳。
20.答案:(1)CO2
(2)供给呼吸(合理即可)
(3)2H2O22H2O+O2↑ 分解反应 2H2+O22H2O 化合反应
解析:B是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,则B是二氧化碳;E是密度最小的气体,则E是氢气;A与CO2可相互转化,且A能与H2发生反应,则A是氧气,氧气可供给呼吸支持燃烧;D能生成氧气和C,D、C的组成元素相同,则D是过氧化氢,C是水。
三、实验探究题
21.答案:(1)酒精灯
(2)C 3F+2O2Fe3O4
(3)CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O B 密度大于空气、不能燃烧、不支持燃烧
解析:(2)氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集;铁丝与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,书写化学方程式时注意配平。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2的反应不需要加热,故发生裝置选B;将二氧化碳倒人烧杯中,观察到燃烧的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是密度比空气大,不能燃烧且不助燃。
四、计算题
22.答案:解:设将80g氧化铜完全还原需要碳的质量至少是x。
C + 2CuOCO2↑ + 2Cu
12 160
x 80g
x=6g
答:需要碳的质量至少是6g。
解析:根据氧化铜的质量以及碳在高温时还原氧化铜的化学方程式即可求出需要碳的质量。
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