课题1 金刚石、石墨和C60
第2课时 碳的化学性质
知识点1 碳的稳定性
核心速填
☉稳定性:
在常温下,碳的化学性质不活泼,可用于制墨水。
1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)
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
解析:墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼。
2下列事实中没有体现单质碳的稳定性的是 (D)
A.书写档案材料时必须使用碳素墨水
B.钻石恒久远,一颗永流传
C.木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D.制糖工业中用活性炭脱色
解析:A.碳的化学性质稳定,使用碳素墨水书写档案,字迹长时间不会发生变化;B.碳在常温下化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应,保存的时间较长;C.木头电线杆在埋入地下前,把埋入地下的部分烤焦,在木头表面能形成化学性质稳定的木炭层;D.制糖工业中用活性炭脱色,利用了活性炭的吸附性。
知识点2 碳的可燃性
核心速填
☉可燃性:(写化学方程式)
①氧气充足,碳充分燃烧:C+O2CO2;
②氧气不足,碳不充分燃烧:2C+O22CO。
3在密闭容器中6克碳和12克氧气充分反应后,容器内的气体有 (C)
A.一氧化碳
B.二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳
D.二氧化碳和氧气
解析:碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为
C + O2 CO2
12 32
碳与氧气的质量比为12∶32=3∶8。
不充分燃烧生成一氧化碳,反应的化学方程式为
2C + O2 2CO
24 32
碳与氧气的质量比为24∶32=3∶4。
碳与氧气的质量比为6 g∶12 g=1∶2,介于3∶8和3∶4之间,说明生成物中既有CO也有CO2。
4根据木炭与氧气的反应,回答下列问题:
(1)做“木炭的燃烧”实验时,将放入燃烧匙的木炭点燃,由上而下 缓慢 (填“缓慢”或“迅速”)伸入集满氧气的集气瓶中。
(2)红热木炭在氧气中燃烧实验现象是 剧烈燃烧,发出白光,放出热量 ,验证燃烧的产物是二氧化碳,其操作方法是 向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊 。
解析:(1)应把红热的木炭由瓶口缓慢插入集气瓶,这样可以使木炭与氧气充分反应;(2)木炭在氧气中能剧烈燃烧,发出白光,放出热量,向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水,振荡,若石灰水变浑浊,说明产物是二氧化碳。
知识点3 碳的还原性
核心速填
☉还原性:
①碳与金属氧化物反应(还原氧化铜)
原理:2CuO+C2Cu+CO2↑(写化学方程式),
现象:黑色粉末变为红色,澄清石灰水变浑浊;
②碳与二氧化碳反应
化学方程式为C+CO22CO。
5(2022·重庆中考)工业炼钨原理为WO3+3H2W+3H2O,发生还原反应的物质是(B)
A.H2 B.WO3 C.W D.H2O
解析:本题可以结合还原反应的定义进行分析判断。工业炼钨反应中,氧化钨在反应中失去氧,发生还原反应。
6(2023·韶关乐昌质检)下列用途利用了单质碳的还原性的是 (D)
A.刻画玻璃 B.石墨电极
C.吸附毒气 D.冶金工业
解析:本题考查碳单质的还原性。A、刻画玻璃,利用了金刚石硬度大的性质,错误。B、石墨电极,利用了石墨具有优良的导电性,错误。C、吸附毒气,利用了活性炭具有吸附性,错误。D、冶金工业,利用了碳单质的还原性,正确。
7[易错题]按如图进行实验,下列分析或结论正确的是 (C)
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CO2的质量
解析:导管口刚有气泡冒出不能说明反应开始,因为刚开始排出的是试管内的空气,故A错误;实验结束不能立即倒出粉末,因为铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜,故B错误;木炭具有还原性,能使氧化铜还原为铜,故C正确;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的质量,故D错误。
8(2022·齐齐哈尔中考改编)下列物质的用途主要利用其化学性质的是 (D)
A.用活性炭来净水
B.金刚石可用来裁玻璃
C.氢气用于填充探空气球
D.碳素墨水用于书写档案
解析:本题结合用途考查性质类型的判断,解题时需要明确化学性质需要在化学变化中体现出来。A、活性炭具有吸附性,不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质,错误。B、金刚石用来裁玻璃,是利用了金刚石硬度大的性质,属于物理性质,错误。C、氢气可用于填充探空气球,利用了氢气密度小的性质,属于物理性质,错误。D、碳素墨水用于书写档案,利用了常温下碳的化学性质不活泼的性质,属于化学性质,正确。
9对下列事实的解释合理的是 (B)
A.活性炭净水——降低水中Ca2+、Mg2+的含量
B.金刚石和石墨的物理性质存在明显差异——碳原子排列方式不同
C.CO能燃烧,CO2不能燃烧——构成物质分子的原子种类不同
D.6 000 L O2在加压的情况下装入容积为40 L的钢瓶中——氧分子变小
解析:A.活性炭净水,是因为活性炭具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味,但是活性炭不能降低水中的钙、镁离子的含量,不符合题意;B.金刚石和石墨都是由碳原子构成的碳单质,但是碳原子的排列方式不同,故物理性质存在很大差异,符合题意;C.一氧化碳能燃烧,二氧化碳不能燃烧,是因为一氧化碳是由一氧化碳分子构成的,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,分子构成不同,构成物质分子的原子相同,不符合题意;D.6 000 L O2在加压的情况下装入容积为40 L的钢瓶中,是因为分子之间存在间隔,加压的情况下,分子之间的间隔变小,不符合题意。
10(2022·江西中考)取碳和氧化铜的混合物a g在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是 (C)
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为(a-b) g
D.O~t2 min内,固体中铜元素的质量分数不变
解析:本题结合图示考查碳还原氧化铜的反应。A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,随着反应的进行,固体的总质量逐渐减少,至完全反应不再发生改变,至N点恰好完全反应,则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种。B、N点对应的固体为铜,为红色。C、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,由质量守恒定律,反应后产生气体的总质量为(a-b)g。D、反应前后铜元素的质量不变,但固体的质量逐渐减小,O~t2 min内,固体中铜元素的质量分数增大。
11碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
(1)物质X的化学式为 CO2 ,写出其一种用途 二氧化碳可以灭火 。
(2)焦炭常用于冶金工业,这是利用了焦炭的 还原性 ,写出一个利用此性质的化学方程式 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 。
(3)写出如图转化关系中属于分解反应的一个化学方程式 CaCO3CaO+CO2↑(或H2CO3===H2O+CO2↑) 。
解析:(1)在一定条件下,碳能转化为二氧化碳,一氧化碳能转化为二氧化碳,碳酸和二氧化碳能相互转化,碳酸钙可以转化为二氧化碳,所以X为二氧化碳;二氧化碳可以灭火、作化工原料等;(2)焦炭具有还原性,常用于冶金工业;焦炭还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学反应方程式:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑;(3)碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑(或写碳酸分解也可)。
12用如图所示的玻璃管进行碳还原氧化铜实验。
(1)B处的实验现象是澄清石灰水变浑浊,A处的现象是 黑色粉末变成红色物质 。
(2)查阅资料发现:反应生成的红色固体除了铜以外还可能有氧化亚铜(Cu2O),则生成氧化亚铜的化学方程式为 C+4CuO2Cu2O+CO2↑ 。
解析:(1)由于碳具有还原性,当观察到B处的现象是澄清石灰水变浑浊时,说明碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,则A处的现象是黑色粉末变成红色物质。(2)由题意可知,在加热时,碳与氧化铜反应生成氧化亚铜的化学方程式为C+4CuO2Cu2O+CO2↑。
13某校科学兴趣小组利用木炭作还原剂使木炭与氧化铜进行反应,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体Cu2O出现。小科认为木炭和氧化铜反应需要较高温度,建议用乙装置代替甲装置,即用酒精喷灯替代酒精灯,并添加了止水夹,在实验结束时及时夹上。针对上述实验,回答下列问题:
(1)稍过量的炭粉有利于反应的进行,对下列三种氧化铜和炭粉的质量比例,建议选择 A 。
A.11∶1 B.40∶3 C.16∶1
(2)该小组按改进后的方案进行实验(如图乙),他们在检验了装置的气密性后,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, 不能 (填“能”或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
(3)待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,再移走酒精喷灯,让产物自然冷却,终于获得了紫红色的铜,若不关闭止水夹,可能出现的问题是 空气会进入反应的试管中,使生成的灼热的铜重新被氧化 。
解析:(1)根据反应的化学方程式求出恰好完全反应时,氧化铜与炭粉的质量比为40∶3,为了保证氧化铜能充分反应,炭粉应稍过量,因此应选A。(2)实验开始时,可能是炭粉与氧气反应生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,故不能判断炭粉与氧化铜发生了反应。(3)反应结束后要关闭止水夹,防止进入空气,使灼热的铜被氧化。课题1 金刚石、石墨和C60
第2课时 碳的化学性质
知识点1 碳的稳定性
核心速填
☉稳定性:
在常温下,碳的化学性质 ,可用于制墨水。
1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
2下列事实中没有体现单质碳的稳定性的是 ( )
A.书写档案材料时必须使用碳素墨水
B.钻石恒久远,一颗永流传
C.木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D.制糖工业中用活性炭脱色
知识点2 碳的可燃性
核心速填
☉可燃性:(写化学方程式)
①氧气充足,碳充分燃烧: ;
②氧气不足,碳不充分燃烧: 。
3在密闭容器中6克碳和12克氧气充分反应后,容器内的气体有 ( )
A.一氧化碳
B.二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳
D.二氧化碳和氧气
C + O2 CO2
12 32
碳与氧气的质量比为12∶32=3∶8。
不充分燃烧生成一氧化碳,反应的化学方程式为
2C + O2 2CO
24 32
碳与氧气的质量比为24∶32=3∶4。
碳与氧气的质量比为6 g∶12 g=1∶2,介于3∶8和3∶4之间,说明生成物中既有CO也有CO2。
4根据木炭与氧气的反应,回答下列问题:
(1)做“木炭的燃烧”实验时,将放入燃烧匙的木炭点燃,由上而下 (填“缓慢”或“迅速”)伸入集满氧气的集气瓶中。
(2)红热木炭在氧气中燃烧实验现象是 ,验证燃烧的产物是二氧化碳,其操作方法是 。
知识点3 碳的还原性
核心速填
☉还原性:
①碳与金属氧化物反应(还原氧化铜)
原理: (写化学方程式),
现象: 色粉末变为 色,澄清石灰水 ;
②碳与二氧化碳反应
化学方程式为 。
5(2022·重庆中考)工业炼钨原理为WO3+3H2W+3H2O,发生还原反应的物质是( )
A.H2 B.WO3 C.W D.H2O
6(2023·韶关乐昌质检)下列用途利用了单质碳的还原性的是 ( )
A.刻画玻璃 B.石墨电极
C.吸附毒气 D.冶金工业
7[易错题]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CO2的质量
8(2022·齐齐哈尔中考改编)下列物质的用途主要利用其化学性质的是 ( )
A.用活性炭来净水
B.金刚石可用来裁玻璃
C.氢气用于填充探空气球
D.碳素墨水用于书写档案
9对下列事实的解释合理的是 ( )
A.活性炭净水——降低水中Ca2+、Mg2+的含量
B.金刚石和石墨的物理性质存在明显差异——碳原子排列方式不同
C.CO能燃烧,CO2不能燃烧——构成物质分子的原子种类不同
D.6 000 L O2在加压的情况下装入容积为40 L的钢瓶中——氧分子变小
10(2022·江西中考)取碳和氧化铜的混合物a g在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是 ( )
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为(a-b) g
D.O~t2 min内,固体中铜元素的质量分数不变
11碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
(1)物质X的化学式为 ,写出其一种用途 。
(2)焦炭常用于冶金工业,这是利用了焦炭的 ,写出一个利用此性质的化学方程式 。
(3)写出如图转化关系中属于分解反应的一个化学方程式 。
12用如图所示的玻璃管进行碳还原氧化铜实验。
(1)B处的实验现象是澄清石灰水变浑浊,A处的现象是 。
(2)查阅资料发现:反应生成的红色固体除了铜以外还可能有氧化亚铜(Cu2O),则生成氧化亚铜的化学方程式为 。
13某校科学兴趣小组利用木炭作还原剂使木炭与氧化铜进行反应,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体Cu2O出现。小科认为木炭和氧化铜反应需要较高温度,建议用乙装置代替甲装置,即用酒精喷灯替代酒精灯,并添加了止水夹,在实验结束时及时夹上。针对上述实验,回答下列问题:
(1)稍过量的炭粉有利于反应的进行,对下列三种氧化铜和炭粉的质量比例,建议选择 。
A.11∶1 B.40∶3 C.16∶1
(2)该小组按改进后的方案进行实验(如图乙),他们在检验了装置的气密性后,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。
(3)待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,再移走酒精喷灯,让产物自然冷却,终于获得了紫红色的铜,若不关闭止水夹,可能出现的问题是 。
