课题6.1.2 单质碳的化学性质-最新初中化学同步（含答案）

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第六单元  碳和碳的氧化物课题1  金刚石、石墨和C60第2课时    单质碳的化学性质一、稳定性1．中华文化源远流长，书画更是一绝，更为可贵的是，这些用墨书写或绘制的作品能够保存的到今天，与常温下碳的____________________不活泼直接相关，但是随温度升高碳的化学活动性______________。2．“钻石恒永远，一颗恒流传”的广告语，说明碳受日光照射或与______________接触，都不反应。(英国国王权杖上的“非洲之星”钻石)3．碳的核外电子排布中，最外层有_______个电子，得失电子均不容易，所以____________不活泼，画出碳的原子结构示意图：___________________。二、可燃性(与氧气的反应)1．氧气充足时与氧气反应生成二氧化碳，其化学反应方程式为_______________________________________。2．氧气不足时与氧气反应生成一氧化碳，其化学反应方程式为_______________________________________。三、还原性(与某些氧化物的反应)1．与氧化铜的反应(1)装置(2)原理C＋_______CuO________________(3)现象黑色粉末逐渐变成光亮的__________色，产生的气体能使澄清的石灰水____________。2．还原反应(1)定义含氧化合物中的_________被夺去的反应，叫做还原反应。(2)还原剂还原反应中，__________________的物质，叫做还原剂，还原剂具有还原性。3．还原性的用途(1)用于冶金，能将金属从___________里还原出来。焦炭还原氧化铁的化学方程式为_______________。(2)将二氧化碳转化为一氧化碳CO2+C______________2CO【答案】一、1．化学性质     大大增强               2．空气、水分3．4 化学性质 二、1．C+O2CO2              2．2C+O22CO三、1．(1)①酒精灯  澄清石灰水(2)2  Cu+ CO2↑2．(1)氧   (2)夺取氧元素    (3)红  变浑浊3．(1)金属氧化物  2Fe2O3+3C4Fe +3CO2↑   (2)一、木炭还原氧化铜1．实验操作(1)把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
(2)将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；
(3)集中加热；
(4)过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
2．实验现象澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
3．实验原理C+2CuO2Cu+CO2↑在碳还原氧化铜的反应中，C在反应中得到氧，发生氧化反应，具有还原性。CuO在反应中失去氧，发生还原反应，具有氧化性。4．实验操作目的及注意事项反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。(2020年成都中考)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二氧化碳质量【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；D、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质量，不符合题意。故选C。【答案】C二、氧化与还原1．氧化反应、还原反应物质与氧发生的反应叫做氧化反应。含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。简记为“得氧被氧化，失氧被还原”。 2．氧化性、还原性在反应中物质供给氧的性质叫做氧化性，物质夺取氧的性质叫做还原性。3. 氧化剂、还原剂提供氧的物质是氧化剂、得到氧的物质是还原剂。氧化剂，还原剂都是指反应物。碳及其氧化物性质的应用。(1)如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有____________能力，其原因是木炭具有____________的结构。(2)在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是__________________。(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式________________________；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于__________________时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。(4)写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式_________________________________，并计算要使80 g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少_________？ 【解析】(1)向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具有吸附能力，其原因是木炭具有疏松多孔的结构，木炭可以吸附色素和异味。(2)在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，反应的化学方程式是C+O2CO2；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于生成的二氧化碳中碳元素的质量时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。(4)设要使80 g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是x。C + 2CuO2Cu + CO2↑12  160x   80 gx=0.6 g【答案】(1)吸附  疏松多孔(2)碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼(3)C+O2CO2  生成的二氧化碳中碳元素的质量(4)C + 2CuO2Cu + CO2↑  6 g典例1 下图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊C．碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性D．实验结束后，应先停止加热，再将导管从石灰水中撤出1．(2019·益阳)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．(2019·齐齐哈尔)下列物质的用途主要利用其化学性质的是A．金刚石用于切割玻璃     B．金属铜用于制导线 C．氧气用于医疗急救      D．制糖工业用活性炭脱色制白糖3．除去氧化铜中碳粉的最好方法是A．隔绝空气加热混合物     B．在空气中加热混合物C．在氧气流中加热混合物     D．在二氧化碳气流中加热混合物4．(2019•西藏)下列有关碳单质的说法正确的是(　　)      A．木炭具有可燃性，金刚石、石墨不具有可燃性      B．金刚石和石墨都有良好的导电性      C．金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的构成不同      D．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼5．高铁被誉为中国“新四大发明”之一。高铁动车与电路连接的是石墨电刷，它没有体现出石墨具有的性质是(　　)      A．导电性B．滑腻感C．还原性D．稳定性6．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碳的化学性质稳定B石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电C焦炭能与二氧化碳反应生成一氧化碳焦炭具有氧化性D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性7．(2020·成都)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二氧化碳质量8．已知碳在一定条件下能够与氧化铜发生反应，该反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑，其中碳在该反应中作为A．还原剂   B．氧化剂   C．助燃剂   D．催化剂9．下列关于碳的化学性质的叙述中，错误的是A．碳的化学性质很活泼B．碳与O2反应可生成CO2也可生成COC．炽热的碳与CO2反应生成CO，该反应需要吸热D．碳在空气中燃烧时放出热量10．如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度B．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出C．碳在反应中表现出还原性D．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊11．(2019·东营)如图为金刚、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C6012．如图为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。(1)试管乙中发生反应的化学方程式是                。(2)酒精灯加网罩的作用是                。(3)若要使80g氧化铜完全被还原，试管A中实际加入的碳的质量应                 6g。(选填“＞”“＜”或“=”)(4)连接装置时，需根据导管的高度调节__________处的高度，再确定__________处的高度。(填“甲”或“乙”)(5)结束实验的操作是：先____________________，再____________________。(6)小明查阅了大量的资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是_______________。(7)同学们按如图装置进行实验，当看到澄清的石灰水刚刚出现浑浊时，________________(填写“可以”或者“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应．1．【答案】A【解析】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，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼。故选A。2．【答案】C【解析】A、金刚石用于切割玻璃是利用金刚石的硬度大，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故A错；B、金属铜用于制导线，是利用铜的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故B错；C、氧气用于医疗急救是利用氧气供给呼吸的性质，供给呼吸吸入氧气呼出二氧化碳，属于化学变化，所以利用了氧气的化学性质，故C正确；D、制糖工业用活性炭脱色制白糖，是利用活性炭的吸附性，将色素异味吸附在表面，没有新物质生成，利用了物理性质，故D错。故选C。3．【答案】C【解析】A、隔绝空气加热混合物时氧化铜能和碳反应生成铜和二氧化碳，会将氧化铜消耗，故A不符合题意；B、在空气中加热混合物时，碳在空气中加热生成二氧化碳，能除去碳粉，但没有在氧气流中加热除去碳粉迅速彻底，故B不符合题意；C、碳在氧气流中加热生成二氧化碳，在氧气流中加热混合物时，碳能和氧气反应生成二氧化碳气体，可将氧化铜中的碳粉除去，故C符合题意；D、在二氧化碳气流中加热混合物时二氧化碳能和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，会将氧化铜消耗，故D错误。故选C。4．【答案】D【解析】A、木炭具有可燃性，金刚石、石墨也具有可燃性，故选项说法错误。B、石墨具有良好的导电性，金刚石不具有导电性，故选项说法错误。C、金刚石和石墨的物理性质不同的原因，是碳原子的排列方式不同，故选项说法错误。D、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，故选项说法正确5．【答案】C【解析】高铁动车的运行是依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电源，使用石墨制作电刷，是因为石墨能导电、耐高温、化学性质稳定、具有润滑性，与碳单质的还原性无关。6．【答案】C【解析】A、碳常温下化学性质稳定，故书写档案规定必须使用碳素墨水，这样可以保存较长的时间，正确；B、石墨具有良好的导电性，可做电极，正确；C、焦炭具有还原性，可以二氧化碳反应，还可以冶炼金属，错误；D、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，正确。故选C。7．【答案】C【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；D、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质量，不符合题意。8．【答案】A【解析】反应C+2CuO2Cu+CO2↑中，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，具有还原性，作还原剂。故选A。9．【答案】A【解析】A、碳的化学性质在常温下不活泼，在高温下很活泼，选项说法错误；B、碳与O2反应充分燃烧可生成CO2，不充分燃烧可生成CO，选项说法正确；C、炽热的碳与CO2反应生成CO，是吸热反应，选项说法正确；D、碳在空气中燃烧时放出热量，是一种重要的能源，选项说法正确。故选A。10．【答案】B【解析】A、给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，正确；B、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，防止液体倒流引起试管炸裂，错误；C、碳在反应中与氧结合，发生了氧化反应，表现出还原性，正确；D、实验过程中生成了二氧化碳，可观察到澄清石灰水变浑浊，正确。故选B。11．【答案】C【解析】A、金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，故A说法正确；B、金刚石、石墨、C60在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，故B说法正确；C、相同元素组成的不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，故C说法错误；D、金刚石、石墨、C60的组成元素相同，可以相互转化，故D说法正确。故选C。12．【答案】(1)C + 2CuO2Cu + CO2↑ (2)集中火焰，提高温度(3)＞   (4)乙  甲(5)移出导管  熄灭酒精灯(6)增大反应物的接触面积，使反应更充分(7)不能【解析】(1)在高温条件下，碳能还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，所以试管A中发生反应的化学方程式是：C + 2CuO2Cu + CO2↑。(2)在实验时，给酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提高温度。(3)若要使80g氧化铜完全被还原，由于碳能与氧气反应等，试管A中实际加入的碳的质量应＞6g。(4)连接装置时，需根据导管的高度调节乙处的高度，再根据酒精灯火焰的高度调整试管高度的旋钮，确定甲处的高度。(5)结束实验的操作是：先移出导管，再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒吸，使试管炸裂。(6)与反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以把块状的木炭变成炭粉更利于反应的进行。(7)实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断炭与氧化铜发生了反应。