第六单元 课题1 金刚石，石墨和C60 同步提高练 （含解析）

第六单元
课题1
金刚石，石墨和C60
下列有关碳及其化合物的说法错误的是（
）
A.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
2.石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是（
）
A.可作散热材料
B.是一种新型化合物
C.常温下化学性质稳定
D.可作新型电池的电极
3.下列有关碳单质的说法错误的是（
）
A.金刚石是天然存在的最硬的物质
B.石墨和是由不同种原子构成的
C.金刚石和石墨的化学性质相似
D.活性炭包可放在冰箱中除异味
4.航天飞机表面覆盖石墨瓦，主要是利用石墨（
）
A.具有导电性，防辐射
B.密度小，减轻机身重量
C.熔点高，耐高温
D.硬度小，有润滑作用
5.“碳海绵”是世界上最轻吸油力最强的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管（二者都是碳单质）。“碳海绵”由碳元素组成，具有疏松多孔的结构。下列关于“碳海绵”的说法不正确的是（
）
A.是一种新型的化合物
B.具有较强的吸附性
C.难溶于水
D.可处理海上泄漏的石油
6.下图为金刚石、石墨和的结构模型图，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，化学性质一定相同
D.在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为
7.下列有关物质的用途，由物质的化学性质决定的是（　　）
A.氢气用于充探空气球
B.用石墨做电极
C.用活性炭吸附有色物质
D.运载“嫦娥二号”卫星用氢气作燃料
8.木炭与氧化铜、一氧化碳与氧化铜反应的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．两个实验都需要尾气处理
B．两个实验的反应中，都只有碳元素的化合价发生了改变
C．两个实验都可观察到红色固体变黑色
D．两个实验的操作中都要防止石灰水倒吸
9.在书写档案资料时，最好使用（
）
A．铅笔
B．纯蓝墨水
C．碳素墨水笔
D．圆珠笔
10.金刚石、石墨、物理性质有很大差异的原因是（
）
A.原子种类不同
B.原子大小不同
C.原子排列方式不同
D.原子数目不同
11.如图表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量随加热时间的变化趋势，其中纵轴表示（
）
A.固体的总质量
B.固体中氧化铜的质量
C.二氧化碳的质量
D.固体中铜元素的质量分数
12.下列事实不是体现碳单质的稳定性的是（
）
A.书写档案规定必须使用碳素墨水
B.钻石恒久远，一颗永流传
C.木头电线杆埋入地下前将表面稍微烤焦
D.制糖工业中用活性炭脱色来制白糖
13.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用如图1所示的实验装置，又可用改进的微型实验装置（如图2）。某化学兴趣小组采用图2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2装置与使用图1装置相比，其优点是___________（写出一条即可）。
（4）用图1装置进行实验，完毕后先停止加热，可能引起的后果是___________。
14.在学习过程中，小雨同学提出一个问题：碳燃烧时可能生成，也可能生成，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能吗?
【提出猜想】猜想一：生成的气体中只有；猜想二：生成的气体中只有；猜想三：生成的气体中既有，又有。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇无明显变化，遇到微量的会立即变成蓝色。
【设计方案】通过上述资料和已学知识，小雨初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检验。根据小雨的设想，请你完成下列填空：
①若试纸不变色，石灰水变浑浊，则只有；
②若试纸__________，石灰水__________，则只有；?
③若试纸__________，石灰水__________，则既有，又有。
（2）【实验验证】经过思考之后，小雨设计了如图所示的实验装置：
实验步骤：①打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的；②关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【实验结论】小雨通过分析实验现象，确认猜想三是正确的，请你写出玻璃管中可观察到的现象：__________。?
（3）【反思与交流】实验开始通一会儿的目的是__________。?
（4）请从环保的角度分析该实验装置的不完善之处：
___________________________。
15.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，取木炭粉和氧化铜的干燥混合物1
g~2.5
g进行一系列实验。
【进行实验】实验1：取质量比为1∶11的木炭粉和氧化铜的混合物1.3
g进行实验。
【查阅资料】碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜（），氧化亚铜为红色固体。
序号
1-1
1-2
装置
反应后物质的颜色、状态
黑色粉末中混有少量红色固体
红色固体有金属光泽，混有极少量黑色物质
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
序号
木炭粉与氧化铜的质量比
反应后物质的颜色、状态
2-1
1∶9
红色固体有金属光泽
混有少量黑色物质
2-2
1∶10
混有很少量黑色物质
2-3
1∶11
混有极少量黑色物质
2-4
1∶12
无黑色物质
2-5
1∶13
混有较多黑色物质
【解释与结论】（1）实验1-2中，证明产生了的现象是　
　。?
（2）实验1的目的是　
　。?
（3）根据实验2可得到的结论是　
　。?
【反思与评价】实验2没有进行质量比为1∶14的实验，理由是　
　。
答案以及解析
1.答案：D
解析：石墨的导电性能良好，可以用作电极，金刚石不导电。
2.答案：B
解析：石墨烯具有超强导电、导热的性能，可作新型电池的电极、作散热材料；石墨烯是由碳元素组成的一种单质；石墨烯化学性质和石墨相似，常温下化学性质稳定。故选B。
3.答案：B
解析：金刚石是天然存在的最硬的物质，A正确；石墨是由碳原子构成的，是由分子构成的，分子是由碳原子构成的，B错误；金刚石、石墨均为碳元素组成的单质，化学性质相似，C正确；活性炭具有吸附性，可吸附冰箱中的异味，D正确。
4.答案：C
解析：航天飞机与空气的摩擦过程中会产生高温，航天飞机表面覆盖的物质应该具有熔点高、耐高温的性质，才能对航天飞机起到保护作用。
5.答案：A
解析：
“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管，可知“碳海绵”属于混合物。由于其结构疏松多孔，所以具有与木炭类似的吸附性。吸油力强，故可处理海上泄漏的石油。金刚石、石墨等碳的单质都难溶于水，可推测“碳海绵”难溶于水。
6.答案：C
解析：金刚石、石墨、的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，A正确；金刚石、石墨、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，如和，化学性质不相同，因为同种分子性质相同，不同分子性质不同，C错误；金刚石、石墨、的组成元素相同，在特定的条件下，可以相互转化，D正确。
7.答案：D
8.答案：D
解析：A.
在高温的条件下，碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，二氧化碳无毒，不需要进行尾气处理，说法错误；
B.
木炭、一氧化碳与氧化铜的反应中，不是只有碳元素的化合价发生变化，铜元素的化合价也改变，说法错误；
C.
两个实验中都有铜生成，都可以观察到黑色固体变红，说法错误；
D.
两个实验中均使用了石灰水，两个实验的操作中都要防止液体倒吸，说法正确。
9.答案：C
解析：A.
重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是铅笔，因为铅笔书写的字能用橡皮擦去，故选项错误。
B.
重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是纯蓝墨水笔，故选项错误；
C.
重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，故选项正确。
D.
重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是圆珠笔，故选项错误。
10.答案：C
解析：金刚石、石墨、均是由碳原子构成的固态非金属单质，但是金刚石、石墨、中碳原子的排列方式不同，造成了金刚石、石墨、物理性质具有很大差异。
11.答案：D
解析：根据题中图像可知，纵轴表示的量开始加热时不变，加热一段时间后逐渐增加，反应停止后不变。通过分析反应可知，氧化铜和木炭反应生成铜和二氧化碳，反应过程中固体的总质量和氧化铜的质量均逐渐减小，A、B不符合题意；刚开始加热时，二氧化碳的质量应该为零，C不符合题意；反应过程中，固体中铜元素质量不变，而固体质量逐渐减小，所以固体中铜元素的质量分数逐渐增加，反应结束后不变，D符合题意。
12.答案：D
解析：因碳单质在常温下性质稳定，所以书写档案用碳素墨水，可保存时间长，A不合题意；钻石是由金刚石加工研磨而成的，常温下化学性质稳定，B不合题意；将木头表面稍微烤焦生成碳单质，埋入地下，化学性质稳定，不易腐烂，C不合题意；因活性炭具有吸附性，所以可用来吸附色素，D符合题意。
13.答案：（1）
CuO
（2）黑色粉末中逐渐有红色固体产生，澄清石灰水变浑浊
（3）操作简单（或节约药品等合理答案）
（4）液体倒流，引起试管炸裂
解析：
（1）在高温条件下，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为；其中氧化铜失去氧发生了还原反应，碳得到氧发生了氧化反应，氧化铜是氧化剂，碳是还原剂。
（2）碳和氧化铜均为黑色，反应后生成铜和二氧化碳，铜是红色的，生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，均证明发生了化学反应。
（3）微型实验装置药品用量较少，节约药品，现象明显，操作简单。
（4）用图1装置进行实验，完毕后先停止加热，会导致液体倒吸入试管，而造成试管炸裂。
14.答案：（1）变蓝；
无明显现象；
变蓝；
变浑浊；
（2）黑色粉末逐渐变成红色
；
（3）排出装置内的空气，防止碳与氧气反应干扰碳与氧化铜反应产物的检验
（4）缺少一氧化碳尾气处理（吸收）装置
15.答案：【解释与结论】（1）澄清石灰水变浑浊　。?
（2）探究氧化铜与木炭粉的受热面积对其反应产物的影响　。?
（3）木炭粉与氧化铜反应的最佳质量比为1∶12　。?
【反思与评价】木炭粉与氧化铜的质量比为1∶13时，氧化铜已过量　。?