课题1 金刚石 石墨和碳60
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
（1）金刚石：纯净 无色 透明、 正八面 体形状的固体：天然存在的最硬物质，几乎不导电，用作钻探机钻头、刻刀、装饰品等。
（2）石墨： 深灰 色，有 金属 光泽，不透明的 细鳞片 状固体，质 软 ，有滑腻感，用作电极、铅笔芯、润滑剂等。
2.木炭和活性炭的吸附性
（1）原因：木炭和活性炎都具有吸附性，是因为它们具有 疏松多孔的 结构。
（2）应用：活性炭用在防毒面具的滤毒罐中：制糖工业中利用活性炭来脱色以制白糖。
注意：①由同种元素组成的物质不一定是单质，有可能是混合物。
②“碳"指的是元素，“炭”指的是具体物质，如木炭、活性炭等。
③吸附过程是一个物理过程，不但吸附固体小颗粒，也吸附气体分子。
④不同碳单质的物理性质存在差异的原因是 碳原子的排列方式不同 。
3.C60：分子形似足球状，广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领城。
4.碳的稳定性
稳定性：碳的单质在常温下化学性质不活泼成受日光照射或与空气、水接触，都不易起反应。注意：碳原子的最外层电子数是4.既不容易失去电子，也不容易得到电子，所以碳在常温下性质稳定。
5.碳的可燃性
可燃性：①碳在氧气中充分燃烧：C+O2 CO2；
②碳在氧气中不充分燃烧：2C+O2 2CO；
注意：碳在氧气中充分燃烧和不充分燃烧都会放出热量，只是充分燃烧放出的热量多。
6.碳的还原性
（1）木炭在高温条件下还原氧化铜的反应：实验现象为 黑色粉末变红 ，化学方程式为2CuO Cu+CO2
（2）还原反应： 含氧化合物里的氧 被夺去的反应。木炭使氧化铜还原成铜，木炭具有还原性。
注意：在化学反应中，夺取氧的物质具有还原性，失去氧的物质具有氧化性，得到氧后的生成物叫做氧化产物，失去氧后的生成物叫做还原产物。
（3）木炭与二氧化碳反应的化学方程式：CO2+C CO2；
考点1 认识碳的单质
1．我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是（ ）
A．分子 B．原子 C．离子 D．中子
【答案】B
【解析】金刚石是由原子直接构成的，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，故构成碳化硅的粒子是原子．故选B．
2．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是（ ）
A．石墨烯的化学式为C
B．石墨烯的硬度小于金刚石
C．石墨烯属于化合物
D．石墨烯中碳元素的化合价为+4
【答案】A
【解析】A、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，所以，石墨烯的化学式为C，故A正确；
B、由题意可知，“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料．所以，石墨烯的硬度大于金刚石，故B错误；
C、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，石墨烯属于单质，故C错误；
D、石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故D错误．故选A．
3．金刚石和石墨的物理性质有很大差异，其原因是（ ）
A．金刚石．石墨里碳原子的排列方式不同 B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨由不同种原子构成 D．构成它们的原子大小不同
【答案】A
【解析】金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，是由于原子排列不同，彼此间物理性质有差异，它们是由同种的碳原子构成，原子的大小相同，组成元素相同。
故选A。
4．下列关于金刚石的认识，错误的是（ ）
A．质地较软 B．由碳原子构成
C．可做装饰品 D．一定条件下能燃烧
【答案】A
【解析】A.金刚石是天然存在的硬度最大的物质，错误；B.金刚石是由碳原子构成的，正确；C.金刚石加工后有璀璨夺目的光泽，加工为钻石可作为装饰品，正确；D.金刚石由碳元素组成，可燃烧，正确。
5．下列说法正确的是（ ）
A．目前人们已经发现了109种元素，这些元素组成的单质只有109种
B．只含有一种元素的物质一定是纯净物
C．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的原子不同
D．金刚石和石墨都是碳元素组成的单质
【答案】D
【解析】A．目前人们已经发现了109种元素，这些元素组成的单质只有109种是错误的叙述，因为一种元素可以形成多种单质； B．只含有一种元素的物质一定是纯净物是错误的叙述，氧气和臭氧放到一起为混合物； C．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的原子不同是错误的叙述，是因为碳原子排列方式不同； D．金刚石和石墨都是碳元素组成的单质是正确的叙述；故答案选择D
6．石墨纸是高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成，如图所示，其成分以石墨为主，薄如纸片，比钢要坚硬10倍且轻巧，应用于笔记本电脑、平板显示器、数码摄像机、移动电话及针对个人的助理设备等．下列说法错误的是（ ）
A．与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小
B．与钢相比，石墨纸的硬度较大
C．石墨纸是一种环保材料
D．石墨纸是绝缘体，不易导电
【答案】D
【解析】A、由题意可知，与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小，不符合题意；
B、由题意可知，与钢相比，石墨纸的硬度较大，不符合题意；
C、石墨纸主要由石墨制取，是一种环保材料，不符合题意；
D、石墨具有优良的导电性，符合题意。故选D。
7．下图分别为金刚石、石墨和C60的结构示意图，结合示意图你认为下列说法正确的是（ ）
A．所有的单质都是由原子直接构成的
B．金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同
C．构成金刚石、石墨的原子不同
D．石墨转化成金刚石是物理变化
【答案】B
【解析】A、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，C60是由C60分子构成的，所以错误．
B、物质的结构决定物质，金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，即其结构不同，所以正确．
C、金刚石、石墨是两种不同的单质，是因它们中碳原子的排列方式不同，而构成它们的原子都是碳原子，本身没有差别，所以错误．
D、金刚石、石墨是两种不同的单质，石墨转化成金刚石时生成了新物质，属于化学变化，所以错误．
故选B．
考点2 碳单质的物理性质与用途
8．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、由于石墨很软，具有深灰色，可用作铅笔芯，体现了石墨的用途，故不符合题意；
B、由于石墨有优良的导电性，可用作电极，体现了石墨的用途，故不符合题意；
C、由于金刚石的硬度大，可用作玻璃刀．体现了金刚石的用途，故不符合题意；
D、由于活性炭有吸附性，可用作净水器的吸附剂，体现活性炭的用途，故符合题意。
9．如图中的实验，是为了检测石墨电极芯的（ ）
A．导热性 B．导电性 C．吸附性 D．可燃性
【答案】B
【解析】由实验的图示可知，石墨电极芯串联在线路中，该实验是为了检测石墨电极芯的导电性，B选项正确。故选B。
10．带活性炭口罩防雾霾与下列化学实验原理最相似的是（ ）
A．吸附 B．溶解 C．过滤 D．结晶
【答案】A
【解析】活性炭具有吸附作用。
11．下列有关物质性质与用途的说法，错误的是（ ）
A．铁具有导热性，可以制炊具
B．炭黑常温下化学性质稳定，可用作油墨
C．石墨有滑腻感，可用来作电极
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
【答案】C
【解析】A、铁具有导热性，可以制炊具。故 A 说法正确；
B、炭黑常温下化学性质稳定，可用作油墨，故 B 说法正确；
C、石墨具有优良的导电性（有滑腻感可用来做润滑剂），可用来作电极，故 C 说法错误；
D、金刚石的硬度大，可用来切割玻璃，故 D 说法正确。
故选：C。
12．生活中许多物质中均含有碳元素。
(1)透明的金刚石、深灰色的石墨，都是由碳元素组成的________(填“单质”或“化合物”)，金刚石和石墨的物理性质差异很大，主要原因是_______________________________________________________ ，石墨和金刚石化学性质相似，由此推知金刚石可能的化学性质之一是_______________________(用化学方程式表示)
(2)形似足球的石墨烯(C60)可以用于超导、催化领域，它是由_____(填“原子”或“分子”) 构成的。
(3)木炭、活性炭都具有_________的结构，因此都具有吸附能力，请写出活性炭的一种用 途_____。
(4)CO和CO2都是碳的氧化物，但它们的性质有很大差异，例如：___________(写出一点即可)，性质不同的原因是_______________________
【答案】单质 碳原子的排列方式不同 C+O2 CO2 分子 疏松多孔 防毒面具、冰箱除味剂、除装修甲醛(合理即可) CO 有毒，CO2无毒或 CO 可燃，CO2 不可燃(合理即可) 分子构成不同
【解析】(1)金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质；
金刚石和石墨的物理性质差异很大，主要原因是碳原子的排列方式不同；
金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，所以，化学性质相似，包括碳的可燃性、还原性，用化学方程式表示化学性质之一是C+O2CO2(答案不唯一)
(2) C60是由分子构成的
(3)木炭、活性炭都具有疏松多孔的结构，因此都具有吸附能力；
活性炭的用途为防毒面具、冰箱除味剂、除装修甲醛(合理即可)；
(4) CO和CO2都是碳的氧化物，但它们的性质有很大差异，例如：CO有毒，CO2无毒或 CO可燃，CO2不可燃或CO有还原性，CO2无还原性(合理即可)；
它们化学性质不同的原因为它们分子构成不同
考点3 碳单质的稳定性
13．我国的黑白山水画用的墨汁主要成分为炭黑的微粒，用这种墨汁画的国画千百年都不易褪色，这是因为墨汁中的炭（重要文件书写时最好使用碳素墨水笔）（ ）
A．常温下化学性质稳定 B．具有还原性
C．具有吸附性 D．具有氧化性
【答案】A
【解析】用墨汁画的国画不易褪色，是因为墨汁中的碳的化学性质稳定，在通常情况下不容易与其它物质发生化学反应，故选A。
14．在书写档案文书时，最好使用（ ）
A．铅笔 B．纯蓝墨水
C．碳素墨水笔 D．圆珠笔
【答案】C
【解析】
碳素墨水中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，重要文件资料书写时最好使用碳素墨水笔。
15．“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现的钻石的性质是（ ）
A．硬度大 B．不能导电
C．化学性质稳定 D．熔点低
【答案】C
【解析】“钻石恒久远，一颗永流传”，说明钻石化学性质非常稳定，不容易发生化学变化产生新物质，因此答案选C。
16．C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是（ ）
A．足球由C60构成
B．C60这种物质由碳原子直接构成
C．C60是一种新型化合物
D．C60在氧气中完全燃烧生成CO2
【答案】D
【解析】A、C60的分子结构和足球相似，但是足球不是由C60构成的，错误；B、 C60这种物质由分子构成的， C60分子是由碳原子构成的，错误；C、 C60这种物质是由一种元素组成的纯净物，属于单质而不是化合物，错误；D、C60在氧气中完全燃烧生成CO2，正确。故选D。
17．根据下列图文回答问题：
(1)一个C60分子是由__________构成的。
(2)古代字画能够保存很长时间不褪色的原因是__________________________。
【答案】 60个碳原子 常温下碳的化学性质不活泼
【解析】（1）一个C60分子是由60个碳原子构成的；
（2）墨的主要成分是碳，用墨汁书写或绘制的字画能够保存很长时间不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼。
考点4 碳单质的可燃性
18．下列碳单质的用途中，利用碳的化学性质的是（ ）
①做电极②做滤毒剂③制作固体润滑剂④做燃料⑤制作装饰品⑥冶炼金属⑦制作染料
A．①②③④ B．⑤⑥⑦ C．①③⑤⑦ D．④⑥
【答案】D
【解析】①做电极利用了石墨的导电性，属于物理性质，故不正确；
②做滤毒剂利用了活性炭的吸附作用，属于物理性质，故不正确；
③制作固体润滑剂利用了石墨具有滑腻感，属于物理性质，故不正确；
④做燃料利用了碳的可燃性，属于化学性质，故正确；
⑤制作装饰品是金刚石被精心琢磨后，可以从多个角度反射光线而显得十分璀璨夺目，属于物理性质，故不正确；
⑥冶炼金属是利用碳单质的还原性，属于化学性质，故正确；
⑦制作染料利用碳的颜色是黑色，可做黑色染料，属于物理性质，故不正确。
故选D。
19．“碳海绵”是已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是（ ）
A．碳海绵有吸附作用 B．碳海绵是灰黑色固体
C．碳海绵易溶解于水 D．碳海绵燃烧会产生二氧化碳
【答案】C
【解析】A、“碳海绵” 具有疏松多孔结构，具有吸附作用，正确，B、碳海绵主要成分是石墨烯，是灰黑色固体，正确，C、碳海绵主要成分是石墨烯，应不溶解于水，错误，D、碳海绵属于碳单质，燃烧会产生二氧化碳，正确，故选C
20．两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为（ ）
A．2:1 B．1:2 C．3:4 D．3:8
【答案】A
【解析】碳充分燃烧时，C+O2CO2，一个碳原子跟两个氧原子结合生成一分子二氧化碳，即一个碳原子消耗两个氧原子；
碳不充分燃烧时，2C+O22CO，一个碳原子跟一个氧原子结合生成一分子一氧化碳，即一个碳原子消耗一个氧原子；
由于两份碳的质量相等，碳原子的质量一定。
设每份碳中碳原子的个数为x，则生成二氧化碳和一氧化碳时消耗氧气的质量之比为：
（氧原子的质量×2x）：（氧原子的质量×x）=2：1
前者与后者消耗氧气的质量之比2：1。故选A。
考点5 碳单质的还原性
21．工业生产粗硅的化学方程式是SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中表现还原性的是（ ）
A．SiO2 B．C C．Si D．CO
【答案】B
【解析】物质跟氧发生的反应属于氧化反应，发生氧化反应的物质在反应中做还原剂；含氧化合物失去氧的反应属于还原反应，发生还原反应的物质在反应中做氧化剂．在SiO2+2C Si+2CO↑，碳发生了氧化反应表现出还原性，故答案选择B
22．如图是用木炭还原氧化铜的实验,有关说法及分析错误的是（ ）
A．烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀
B．实验时,大试管中红色粉末变黑
C．该反应中CuO中的氧被C夺去
D．网罩的作用是集中火焰,提高温度
【答案】B
【解析】A、为使反应充分，木炭粉末与CuO粉末须混合均匀，故A正确；
B、实验时，氧化铜与碳在高温下反应生成了铜和二氧化碳，氧化铜呈黑色，铜呈紫红色，大试管中黑色粉末变红，故B错误；
C、该反应中CuO中的氧被C夺去，生成了二氧化碳，故C正确；
D、酒精灯网罩的作用是提高温度，故D正确。故选B。
23．某同学对实验进行了以下操作，其中下列说法错误的是（ ）
A．实验可以研究碳化学性质和用途
B．黑色粉末逐渐变色
C．试管中的澄清石灰水会变浑浊
D．实验结束后，应该熄灭酒精灯后，再移开试管
【答案】D
【解析】A、木炭具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可以用来冶炼金属，既体现碳化学性质，又体现用途，故正确；
B、木炭具有还原性，能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，铜为红色，黑色粉末逐渐变红色，故正确；
C、碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，生成的气体二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故正确；
D、检验结束后，为防止水倒吸入试管，应先移开试管，再熄灭酒精灯，故错误。
24．已知：2CuO+C2Cu+CO2↑。下图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
【答案】C
【解析】
A.由图可知，t1时物质的质量开始发生变化，即开始发生反应，选项正确；
B.反应中铜元素存在于固体中，所以t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变，选项正确；
C.由图可知，b是CuO、C两种之和，是反应物的总质量，反应后的质量为零，而不是固体混合物，固体混合物是氧化铜和铜，最终不可能为0，选项错误；
D.该反应的生成物是铜和二氧化碳，且生成的铜的质量大于二氧化碳的质量，所以d是二氧化碳的质量，选项正确，故选C。
25．一定量的碳与8.0g氧化铜混合加热，充分反应（如图），反应前后测定装置Ⅰ、Ⅱ的质量记录如下。下列分析正确的是（ ）
反应前质量/g 反应后质量/g
装置Ⅰ 56.3 55.2
装置Ⅱ 242.9 243.7
A．I中减少的质量是氧元素的质量
B．网罩的作用是防止火焰熄灭
C．反应后Ⅰ中固体成分可能有3种情况
D．生成的气体可能是和CO的混合物
【答案】D
【解析】A、碳和氧化铜在高温的条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，所以Ⅰ中减少的质量是碳、氧元素的质量，故A不正确；
B、网罩的作用是提高火焰的温度，故B不正确；
C、装置Ⅰ中减少1.1g，装置Ⅱ中增加0.6g，所以生成的气体中含有一氧化碳，说明碳过量，所以反应后Ⅰ中固体成分是碳和铜，故C不正确；
D、装置Ⅰ中减少1.1g，装置Ⅱ中增加0.6g，所以生成的气体中含有一氧化碳，生成的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物，故D正确。故选D。
26．如图是用木炭还原氧化铜的实验装置
（1）高温加热过程中，你看到现象
（2）写出实验过程中涉及的化学方程式：
（3）实验中用到金属网罩，它的作用是
（4）木炭和氧化铜发生化学反应过程中，木炭具有 性质．
【答案】（1）黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊；
（2）2CuO+C2Cu+CO2↑；（3）提高火焰温度（4）还原性．
【解析】（1）氧化铜和碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以，在实验过程中看到现象是：黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊．
（2）反应的化学方程式为：2CuO+C2Cu+CO2↑．
（3）酒精灯加网罩的目的是提高火焰温度．
（4）木炭和氧化铜发生化学反应过程中，木炭具有夺去了氧化铜中的氧，具有还原性．
27．已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质。A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示。
请回答：
（1）用化学式表示C、D两种物质：C：_____D：_____。
（2）反应①的化学方程式为_____；该反应中被还原物质的化学式是_____；反应②的化学方程式为_____。
【答案】CO2 Cu 2CuO+C2Cu+CO2↑ CuO CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O
【解析】（1）C和澄清石灰水反应会生成沉淀，所以C是二氧化碳，A、B为两种黑色粉末混合反应会生成D为红色单质和二氧化碳，所以D是铜，A和B是氧化铜、碳，经过验证，推导正确，所以C是CO2；D是Cu；故填：CO2；Cu。
（2）反应①是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：2CuO+C2Cu+CO2↑，该反应中，氧化铜提供氧元素，被还原。反应②是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
故填：2CuO+C2Cu+CO2↑；CuO；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
考点6 常见的碳单质及其性质
28．关于金刚石和石墨的下列说法中，不正确的是（ ）
A．它们都是由碳元素组成的单质
B．它们都是电的良导体
C．金刚石质硬，石墨质软
D．金刚石可用来裁玻璃
【答案】B
【解析】A、金刚石和石墨它们都是由碳元素组成的单质，选项正确；
B、金刚石不能导电，石墨是电的良导体，选项错误；
C、金刚石质硬，石墨质软，选项正确；
D、金刚石是自然界硬度最大的单质，因此可用来裁玻璃，选项正确；
故选B。
29．金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
金刚石 石墨 C60 碳纳米管
A．这四种物质完全燃烧后的产物是不同的
B．这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
C．常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼
D．这四种物质都是碳元素组成的单质，虽然名称不同，但是同一种物质
【答案】B
【解析】A、金刚石、石墨、碳60、碳纳米管都碳元素组成的单质，燃烧是可燃物与氧气发生反应，根据化学反应前后元素的种类不变，故它们完全燃烧的产物都是二氧化碳，故选项错误；
B、从图示知，这四种物质的物理性质有较大差异的原因是它们的结构不同，即这四种物质碳原子的排列方式不同，故选项正确；
C、常温下C60和碳纳米管的化学性质很稳定，故选项错误；
D、四种物质都是只由碳元素组成，但结构不同是不同碳单质，故选项错误。故选B。
30． “”是重要的化学学科思想。请根据提供的信息，填写表中相对应的内容。
物质 金刚石 石墨 木炭 炭黑
结构 ③_____（填文字） 碳原子
性质 ①_____ 质软、滑腻感 吸附性 ④_____
用途 裁玻璃、切割大理石、做钻头等 ②_____ 吸附剂 制墨，用于书写的字长期保存不褪色
【答案】疏松多孔 很硬 常温下，化学性质不活泼 制铅笔芯（或做润滑剂）
【解析】金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色，不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，木炭疏松多孔，可以做吸附剂，炭黑常温下，化学性质不活泼。
物质 金刚石 石墨 木炭 炭黑
结构 ③疏松多孔 碳原子
性质 ①很硬 质软、滑腻感 吸附性 ④常温下，化学性质不活泼
用途 裁玻璃、切割大理石、做钻头等 ②制铅笔芯（或做润滑剂） 吸附剂 制墨，用于书写的字长期保存不褪色
31．已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学设计了一个实验，证明红棕色粉末中含有氧元素，并测定其中氧元素的质量分数，装置如下图所示。
（1）实验前，首先要进行的操作是_____；
（2）实验中，盛放澄清石灰水的试管中出现的现象是_____；
（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是_____；
（4）如果3.2 g该红棕色粉末与碳充分反应，测得澄清石灰水增重1.32 g，则该红棕色粉末中氧元素的质量分数为_____。
【答案】通入氮气，赶尽管内空气 澄清石灰水变浑浊 防止空气中二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应，氮气中的水分也会影响对生成二氧化碳质量的测定 30%
【解析】（1）为避免管内空气对实验结果的影响，实验前应通入性质稳定的氮气把管内空气全部排出，故首先要进行的操作是通入氮气，赶尽管内空气。
（2）在加热条件下，炭粉与红棕色粉末发生反应生成的二氧化碳排出，被澄清石灰水吸收，可观察到澄清石灰水变浑浊，故实验中，盛放澄清石灰水的试管中出现的现象是澄清石灰水变浑浊。
（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，可以防止空气进入，从而防止空气中的二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应生成二氧化碳，影响对红棕色粉末中氧的检验与测定；而潮湿的氮气中的水分也会影响澄清石灰水质量的变化，而使数据不准确而造成测定结果的误差，故实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是防止空气中二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应，氮气中的水分也会影响对生成二氧化碳质量的测定。
（4）测得石灰水增重1.32g，即充分反应后生成二氧化碳质量为1.32g；生成的1.32g二氧化碳中氧元素质量为，根据质量守恒定律，二氧化碳中的氧元素全部来自于氧化铁中，则红棕色粉末中氧元素的质量为0.96g，故红棕色粉末中氧元素的质量分数为。
点燃
点燃
点燃
高温
1课题1 金刚石 石墨和碳60
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
（1）金刚石：纯净 无色 透明、 正八面 体形状的固体：天然存在的最硬物质，几乎不导电，用作钻探机钻头、刻刀、装饰品等。
（2）石墨： 深灰 色，有 金属 光泽，不透明的 细鳞片 状固体，质 软 ，有滑腻感，用作电极、铅笔芯、润滑剂等。
2.木炭和活性炭的吸附性
（1）原因：木炭和活性炎都具有吸附性，是因为它们具有 疏松多孔的 结构。
（2）应用：活性炭用在防毒面具的滤毒罐中：制糖工业中利用活性炭来脱色以制白糖。
注意：①由同种元素组成的物质不一定是单质，有可能是混合物。
②“碳"指的是元素，“炭”指的是具体物质，如木炭、活性炭等。
③吸附过程是一个物理过程，不但吸附固体小颗粒，也吸附气体分子。
④不同碳单质的物理性质存在差异的原因是 碳原子的排列方式不同 。
3.C60：分子形似足球状，广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领城。
4.碳的稳定性
稳定性：碳的单质在常温下化学性质不活泼成受日光照射或与空气、水接触，都不易起反应。注意：碳原子的最外层电子数是4.既不容易失去电子，也不容易得到电子，所以碳在常温下性质稳定。
5.碳的可燃性
可燃性：①碳在氧气中充分燃烧：C+O2 CO2；
②碳在氧气中不充分燃烧：2C+O2 2CO；
注意：碳在氧气中充分燃烧和不充分燃烧都会放出热量，只是充分燃烧放出的热量多。
6.碳的还原性
（1）木炭在高温条件下还原氧化铜的反应：实验现象为 黑色粉末变红 ，化学方程式为2CuO Cu+CO2
（2）还原反应： 含氧化合物里的氧 被夺去的反应。木炭使氧化铜还原成铜，木炭具有还原性。
注意：在化学反应中，夺取氧的物质具有还原性，失去氧的物质具有氧化性，得到氧后的生成物叫做氧化产物，失去氧后的生成物叫做还原产物。
（3）木炭与二氧化碳反应的化学方程式：CO2+C CO2；
考点1 认识碳的单质
1．我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是（ ）
A．分子 B．原子 C．离子 D．中子
2．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是（ ）
A．石墨烯的化学式为C
B．石墨烯的硬度小于金刚石
C．石墨烯属于化合物
D．石墨烯中碳元素的化合价为+4
3．金刚石和石墨的物理性质有很大差异，其原因是（ ）
A．金刚石．石墨里碳原子的排列方式不同 B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨由不同种原子构成 D．构成它们的原子大小不同
4．下列关于金刚石的认识，错误的是（ ）
A．质地较软 B．由碳原子构成
C．可做装饰品 D．一定条件下能燃烧
5．下列说法正确的是（ ）
A．目前人们已经发现了109种元素，这些元素组成的单质只有109种
B．只含有一种元素的物质一定是纯净物
C．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的原子不同
D．金刚石和石墨都是碳元素组成的单质
6．石墨纸是高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成，如图所示，其成分以石墨为主，薄如纸片，比钢要坚硬10倍且轻巧，应用于笔记本电脑、平板显示器、数码摄像机、移动电话及针对个人的助理设备等．下列说法错误的是（ ）
A．与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小
B．与钢相比，石墨纸的硬度较大
C．石墨纸是一种环保材料
D．石墨纸是绝缘体，不易导电
7．下图分别为金刚石、石墨和C60的结构示意图，结合示意图你认为下列说法正确的是（ ）
A．所有的单质都是由原子直接构成的
B．金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同
C．构成金刚石、石墨的原子不同
D．石墨转化成金刚石是物理变化
考点2 碳单质的物理性质与用途
8．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
9．如图中的实验，是为了检测石墨电极芯的（ ）
A．导热性 B．导电性 C．吸附性 D．可燃性
10．带活性炭口罩防雾霾与下列化学实验原理最相似的是（ ）
A．吸附 B．溶解 C．过滤 D．结晶
11．下列有关物质性质与用途的说法，错误的是（ ）
A．铁具有导热性，可以制炊具
B．炭黑常温下化学性质稳定，可用作油墨
C．石墨有滑腻感，可用来作电极
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
12．生活中许多物质中均含有碳元素。
(1)透明的金刚石、深灰色的石墨，都是由碳元素组成的________(填“单质”或“化合物”)，金刚石和石墨的物理性质差异很大，主要原因是_______________________________________________________ ，石墨和金刚石化学性质相似，由此推知金刚石可能的化学性质之一是_______________________(用化学方程式表示)
(2)形似足球的石墨烯(C60)可以用于超导、催化领域，它是由_____(填“原子”或“分子”) 构成的。
(3)木炭、活性炭都具有_________的结构，因此都具有吸附能力，请写出活性炭的一种用 途_____。
(4)CO和CO2都是碳的氧化物，但它们的性质有很大差异，例如：___________(写出一点即可)，性质不同的原因是_______________________
考点3 碳单质的稳定性
13．我国的黑白山水画用的墨汁主要成分为炭黑的微粒，用这种墨汁画的国画千百年都不易褪色，这是因为墨汁中的炭（重要文件书写时最好使用碳素墨水笔）（ ）
A．常温下化学性质稳定 B．具有还原性
C．具有吸附性 D．具有氧化性
14．在书写档案文书时，最好使用（ ）
A．铅笔 B．纯蓝墨水
C．碳素墨水笔 D．圆珠笔
15．“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现的钻石的性质是（ ）
A．硬度大 B．不能导电
C．化学性质稳定 D．熔点低
16．C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是（ ）
A．足球由C60构成
B．C60这种物质由碳原子直接构成
C．C60是一种新型化合物
D．C60在氧气中完全燃烧生成CO2
17．根据下列图文回答问题：
(1)一个C60分子是由__________构成的。
(2)古代字画能够保存很长时间不褪色的原因是__________________________。
考点4 碳单质的可燃性
18．下列碳单质的用途中，利用碳的化学性质的是（ ）
①做电极②做滤毒剂③制作固体润滑剂④做燃料⑤制作装饰品⑥冶炼金属⑦制作染料
A．①②③④ B．⑤⑥⑦ C．①③⑤⑦ D．④⑥
19．“碳海绵”是已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是（ ）
A．碳海绵有吸附作用 B．碳海绵是灰黑色固体
C．碳海绵易溶解于水 D．碳海绵燃烧会产生二氧化碳
20．两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为（ ）
A．2:1 B．1:2 C．3:4 D．3:8
考点5 碳单质的还原性
21．工业生产粗硅的化学方程式是SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中表现还原性的是（ ）
A．SiO2 B．C C．Si D．CO
22．如图是用木炭还原氧化铜的实验,有关说法及分析错误的是（ ）
A．烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀
B．实验时,大试管中红色粉末变黑
C．该反应中CuO中的氧被C夺去
D．网罩的作用是集中火焰,提高温度
23．某同学对实验进行了以下操作，其中下列说法错误的是（ ）
A．实验可以研究碳化学性质和用途
B．黑色粉末逐渐变色
C．试管中的澄清石灰水会变浑浊
D．实验结束后，应该熄灭酒精灯后，再移开试管
24．已知：2CuO+C2Cu+CO2↑。下图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
25．一定量的碳与8.0g氧化铜混合加热，充分反应（如图），反应前后测定装置Ⅰ、Ⅱ的质量记录如下。下列分析正确的是（ ）
反应前质量/g 反应后质量/g
装置Ⅰ 56.3 55.2
装置Ⅱ 242.9 243.7
A．I中减少的质量是氧元素的质量
B．网罩的作用是防止火焰熄灭
C．反应后Ⅰ中固体成分可能有3种情况
D．生成的气体可能是和CO的混合物
26．如图是用木炭还原氧化铜的实验装置
（1）高温加热过程中，你看到现象
（2）写出实验过程中涉及的化学方程式：
（3）实验中用到金属网罩，它的作用是
（4）木炭和氧化铜发生化学反应过程中，木炭具有 性质．
27．已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质。A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示。
请回答：
（1）用化学式表示C、D两种物质：C：_____D：_____。
（2）反应①的化学方程式为_____；该反应中被还原物质的化学式是_____；反应②的化学方程式为_____。
考点6 常见的碳单质及其性质
28．关于金刚石和石墨的下列说法中，不正确的是（ ）
A．它们都是由碳元素组成的单质
B．它们都是电的良导体
C．金刚石质硬，石墨质软
D．金刚石可用来裁玻璃
29．金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
金刚石 石墨 C60 碳纳米管
A．这四种物质完全燃烧后的产物是不同的
B．这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
C．常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼
D．这四种物质都是碳元素组成的单质，虽然名称不同，但是同一种物质
30． “”是重要的化学学科思想。请根据提供的信息，填写表中相对应的内容。
物质 金刚石 石墨 木炭 炭黑
结构 ③_____（填文字） 碳原子
性质 ①_____ 质软、滑腻感 吸附性 ④_____
用途 裁玻璃、切割大理石、做钻头等 ②_____ 吸附剂 制墨，用于书写的字长期保存不褪色
31．已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学设计了一个实验，证明红棕色粉末中含有氧元素，并测定其中氧元素的质量分数，装置如下图所示。
（1）实验前，首先要进行的操作是_____；
（2）实验中，盛放澄清石灰水的试管中出现的现象是_____；
（3）实验中通入纯净而干燥的氮气，其目的是_____；
（4）如果3.2 g该红棕色粉末与碳充分反应，测得澄清石灰水增重1.32 g，则该红棕色粉末中氧元素的质量分数为_____。
点燃
点燃
点燃
高温
1
