第2课时 碳单质的化学性质
知识梳理
知识点 碳单质的化学性质
稳定性 常温下碳的化学性质不活泼
可燃性 ①充分燃烧： ②不充分燃烧： 说明：相同反应物在不同条件下反应产物可能不同
还原性 ①与CuO反应： ；现象： 。CuO是 ；C是 （填“氧化剂”或“还原剂”） ②与CO2反应： 提示：碳的还原性可用于冶金工业
实验结束时，应先将导管撤出再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒流炸裂试管，同时为了防止进入空气使生成的铜重新被氧化，应用弹簧夹夹紧橡胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。
重难突破
重难点 碳的还原性
【典例】用如图装置进行木炭与氧化铜的反应，下列说法正确的是( )
A．酒精灯上的铜网罩的作用是使酒精充分燃烧
B．该实验过程中可观察到试管内黑色固体逐渐变红
C．试管内固体减少的质量就是氧化铜中氧元素的质量
D．实验结束后，先熄灭酒精灯，再将导管从石灰水中取出
木炭还原氧化铜的实验
(1)明确实验原理：碳单质具有还原性，在高温下能夺取氧化铜中的氧生成铜与二氧化碳。
(2)关注实验现象：试管中黑色的氧化铜粉末逐渐变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
(3)注意实验步骤：实验结束要防止石灰水倒流炸裂试管，同时要防止进入空气使生成的铜重新被氧化。
【对点训练】
如图是木炭还原氧化铜的实验示意图。
(1)酒精灯上加一个铜网罩的作用是 。
(2)刚开始预热时，试管②中立即看到有气泡产生，但澄清石灰水未变浑浊，其原因是 ，继续加热一段时间，看到试管①中的现象是 ，反应的化学方程式是 ，试管②中出现 的现象。
(3)实验完毕后，要 （填“先熄灭酒精灯”或“先将导管从石灰水中拿出”）。
(4)该实验得出的结论是碳在高温下具有 性。
知识点1 碳的稳定性
1.央视某栏目展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是( )
A．质软 B．导电性
C．可燃性 D．稳定性
2.下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是( )
A．填写“毕业登记表”时要用碳素笔
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．防毒面具上的滤毒罐要用活性炭填装
知识点2 碳的可燃性
3.明代诗人于谦在其诗中写道“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉”，诗中所写的“乌金”主要成分是( )
A．金 B．二氧化锰
C．炭 D．氧化铜
4.两份质量相等的碳，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
5.根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
(1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 （填“缓慢”或“迅速”）伸入集满氧气的集气瓶中，木炭在氧气中燃烧的实验现象是 ，反应的化学方程式是 。
(2)碳不完全燃烧的化学方程式是 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。
(3)对比以上两个反应，我们可以得出结论：反应物和反应条件相同，由于 不同，可能导致 不同。
知识点3 碳的还原性
6.氧化亚铜可作杀菌剂、着色剂和染色剂等，制备Cu2O的化学方程式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，发生还原反应的物质是( )
A．Cu B．H2O C．Cu2O D．H2
7.如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。下列有关该实验的说法正确的是( )
A．木炭发生还原反应
B．先装入试剂，再检查装置气密性
C．给酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提高温度
D．实验结束立即倒出①处粉末即可得到纯净的铜粉
8.下列关于碳单质的说法错误的是( )
A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性
B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性
C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极
D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间
9.科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料。下列有关石墨片的说法错误的是( )
A．石墨片是一种单质
B．石墨片与C60是同种物质，具有导电性
C．在一定条件下，石墨片可还原氧化铜
D．石墨片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
10.“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业上采用火法炼镍的原理是C＋2NiO2Ni＋X↑，下列说法错误的是( )
A．反应中X的化学式为CO2
B．NiO是一种氧化物
C．碳过量时，气体产物中可能有CO
D．此反应说明碳具有氧化性
11.A、B为两种黑色粉末，D为红色单质，A、B、C、D之间有如下关系：
(1)D的化学式： ，A中金属元素的化合价为 价。
(2)写出反应的化学方程式：① ；
②写出反应的化学方程式： ， 基本反应类型为 。
12.在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式： ，其中发生还原反应的物质是 。
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 。
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 （写出一条即可）。
(4)用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，可能引起的后果是 。
13.（科学探究与实践）某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
【提出猜想】
(1)猜想一：只有CO2；
猜想二：只有CO；
猜想三： 。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
【实验探究】(2)连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示：
步骤一：实验前先通一段时间N2；
步骤二：点燃酒精喷灯加热。
现象 结论
如果装置B中氯化钯试纸不变色，装置C中澄清石灰水变浑浊 则猜想①成立
如果装置B中氯化钯试纸变蓝，装置C中 则猜想②成立
如果装置B中 ，装置C中 。 则猜想③成立
【实验结论】实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
【分析思考】(3)同学们对CO产生的原因进行了分析：
原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO；
原因二：CO可能是碳与CO2在高温下反应生成，写出反应的化学方程式： 。
【实验反思】(4)该实验开始前通一会儿N2的目的是 。
(5)请从环保的角度分析该实验装置的不完善之处： 。
请写出碳与碳的氧化物之间转化时所发生反应的化学方程式：第2课时 碳单质的化学性质
知识梳理
知识点 碳单质的化学性质
稳定性 常温下碳的化学性质不活泼
可燃性 ①充分燃烧： C＋O2CO2 ②不充分燃烧： 2C＋O22CO 说明：相同反应物在不同条件下反应产物可能不同
还原性 ①与CuO反应： C＋2CuO2Cu＋CO2↑ ；现象： 固体由黑色变成红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 。CuO是 氧化剂 ；C是 还原剂 （填“氧化剂”或“还原剂”） ②与CO2反应： CO2＋C2CO 提示：碳的还原性可用于冶金工业
实验结束时，应先将导管撤出再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒流炸裂试管，同时为了防止进入空气使生成的铜重新被氧化，应用弹簧夹夹紧橡胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。
重难突破
重难点 碳的还原性
【典例】用如图装置进行木炭与氧化铜的反应，下列说法正确的是( )
A．酒精灯上的铜网罩的作用是使酒精充分燃烧
B．该实验过程中可观察到试管内黑色固体逐渐变红
C．试管内固体减少的质量就是氧化铜中氧元素的质量
D．实验结束后，先熄灭酒精灯，再将导管从石灰水中取出
解析：酒精灯上的铜网罩的作用是集中火焰，提高温度；木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应后黑色固体逐渐变红；反应过程中碳夺取了氧化铜中的氧生成二氧化碳，试管内固体减少的质量就是氧化铜中氧元素的质量和参加反应的碳的质量；实验结束后，先将导管从石灰水中取出，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒流引起试管的炸裂。
答案：B
木炭还原氧化铜的实验
(1)明确实验原理：碳单质具有还原性，在高温下能夺取氧化铜中的氧生成铜与二氧化碳。
(2)关注实验现象：试管中黑色的氧化铜粉末逐渐变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
(3)注意实验步骤：实验结束要防止石灰水倒流炸裂试管，同时要防止进入空气使生成的铜重新被氧化。
【对点训练】
如图是木炭还原氧化铜的实验示意图。
(1)酒精灯上加一个铜网罩的作用是 使酒精灯火焰更加集中，提高温度 。
(2)刚开始预热时，试管②中立即看到有气泡产生，但澄清石灰水未变浑浊，其原因是 刚开始排出的气体是装置内的空气 ，继续加热一段时间，看到试管①中的现象是 黑色粉末逐渐变红 ，反应的化学方程式是 C＋2CuO2Cu＋CO2↑ ，试管②中出现 澄清石灰水变浑浊 的现象。
(3)实验完毕后，要 将导管从石灰水中拿出 （填“先熄灭酒精灯”或“先将导管从石灰水中拿出”）。
(4)该实验得出的结论是碳在高温下具有 还原 性。
知识点1 碳的稳定性
1.央视某栏目展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是( D )
A．质软 B．导电性
C．可燃性 D．稳定性
2.下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是( D )
A．填写“毕业登记表”时要用碳素笔
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．防毒面具上的滤毒罐要用活性炭填装
知识点2 碳的可燃性
3.明代诗人于谦在其诗中写道“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉”，诗中所写的“乌金”主要成分是( C )
A．金 B．二氧化锰
C．炭 D．氧化铜
4.两份质量相等的碳，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 )
A．2∶1 B．1∶2 C．3∶4 D．3∶8
5.根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
(1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下 缓慢 （填“缓慢”或“迅速”）伸入集满氧气的集气瓶中，木炭在氧气中燃烧的实验现象是 剧烈燃烧，发出白光，放出热量 ，反应的化学方程式是 C＋O2CO2 。
(2)碳不完全燃烧的化学方程式是 2C＋O22CO ，该反应属于基本反应类型中的 化合 反应。
(3)对比以上两个反应，我们可以得出结论：反应物和反应条件相同，由于 反应物的量 不同，可能导致 生成物 不同。
知识点3 碳的还原性
6.氧化亚铜可作杀菌剂、着色剂和染色剂等，制备Cu2O的化学方程式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，发生还原反应的物质是( B )
A．Cu B．H2O C．Cu2O D．H2
7.如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。下列有关该实验的说法正确的是( C )
A．木炭发生还原反应
B．先装入试剂，再检查装置气密性
C．给酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提高温度
D．实验结束立即倒出①处粉末即可得到纯净的铜粉
8.下列关于碳单质的说法错误的是( B )
A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性
B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性
C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极
D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间
9.科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料。下列有关石墨片的说法错误的是( B )
A．石墨片是一种单质
B．石墨片与C60是同种物质，具有导电性
C．在一定条件下，石墨片可还原氧化铜
D．石墨片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
10.“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业上采用火法炼镍的原理是C＋2NiO2Ni＋X↑，下列说法错误的是( D )
A．反应中X的化学式为CO2
B．NiO是一种氧化物
C．碳过量时，气体产物中可能有CO
D．此反应说明碳具有氧化性
根据质量守恒定律，化学变化前后各原子的种类、数目不变，可知X的化学式为CO2；NiO是由两种元素组成的化合物，且一种元素是氧元素，是一种氧化物；碳过量时，碳与二氧化碳生成一氧化碳，气体产物中可能有一氧化碳；碳夺取了氧化镍中的氧，将氧化镍还原成镍，碳具有还原性。
11.A、B为两种黑色粉末，D为红色单质，A、B、C、D之间有如下关系：
(1)D的化学式： Cu ，A中金属元素的化合价为 ＋2 价。
(2)写出反应的化学方程式：① C＋2CuO2Cu＋CO2↑ ；
②写出反应的化学方程式： 2Cu＋O22CuO ， 基本反应类型为 化合反应 。
12.在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式： C＋2CuO2Cu＋CO2↑ ，其中发生还原反应的物质是 CuO 。
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 黑色固体中逐渐有红色固体产生，澄清石灰水变浑浊 。
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 操作简单（或其他合理答案） （写出一条即可）。
(4)用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，可能引起的后果是 液体倒流，引起试管炸裂 。
13.（科学探究与实践）某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
【提出猜想】
(1)猜想一：只有CO2；
猜想二：只有CO；
猜想三： CO2和CO的混合物 。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
【实验探究】(2)连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示：
步骤一：实验前先通一段时间N2；
步骤二：点燃酒精喷灯加热。
现象 结论
如果装置B中氯化钯试纸不变色，装置C中澄清石灰水变浑浊 则猜想①成立
如果装置B中氯化钯试纸变蓝，装置C中 澄清石灰水不变浑浊 则猜想②成立
如果装置B中 氯化钯试纸变蓝 ，装置C中 澄清石灰水变浑浊 。 则猜想③成立
【实验结论】实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
【分析思考】(3)同学们对CO产生的原因进行了分析：
原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO；
原因二：CO可能是碳与CO2在高温下反应生成，写出反应的化学方程式： CO2＋C2CO 。
【实验反思】(4)该实验开始前通一会儿N2的目的是 排尽装置内的空气，防止空气中的氧气与碳反应，对碳和氧化铜反应产物检验的干扰 。
(5)请从环保的角度分析该实验装置的不完善之处： 没有尾气处理装置 。
请写出碳与碳的氧化物之间转化时所发生反应的化学方程式：
