人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60第2课时同步训练题

第2课时　单质碳的化学性质

判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”)：

(1)碳具有可燃性，因此在常温下其化学性质比较活泼(　　)

(2)碳在氧气中燃烧一定生成二氧化碳(　　)

(3)木炭在高温下与氧化铜反应的化学方程式是CuO＋CCu＋CO(　　)

(4)木炭在高温下与氧化铜反应，可观察到黑色固体变红(　　)

(5)把铁从它的氧化物里还原出来是利用了焦炭的氧化性(　　)

[核心知识] 在常温下，碳的化学性质不活泼；在高温或加热条件下，碳具有可燃性和还原性。

[易错点拨] 在碳还原氧化铜这个反应中，氧化铜中的氧被碳夺取，这种反应叫还原反应，碳具有还原性。

1．2019·益阳我国古代某些画家、书法家用墨(由炭黑等制成)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

2．2018·玉林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(　　)

图6－1－5

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

3. 关于碳的化学性质的叙述不正确的是(　　)

A．温度越高，碳单质越活泼

B．碳具有还原性，炽热的碳可将氧化铜还原为铜

C．碳在氧气不足时发生不完全燃烧，吸收热量

D．碳的单质常温下长期保存不变质

4．如图6－1－6是制取炭黑的实验。下列说法正确的是(　　)

图6－1－6

A．蜡烛中含有炭黑

B．炭黑性质稳定，不能燃烧

C．蜡烛的组成元素中含有碳元素

D．蜡烛变成炭黑的过程属于物理变化

5．在一定条件下，下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是(　　)

A．CO 

B．CO2 

C．O2 

D．CuO

6．2018·阜新如图6－1－7是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是(　　)

图6－1－7

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，可观察到红色粉末逐渐变黑

C．木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性

D．实验结束后，应先停止加热，再将导管从澄清石灰水中撤出

7．碳可用于冶金工业，焦炭与氧化铁反应的化学方程式为2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑，有关该反应的说法正确的是(　　)

A．氧化铁具有还原性

B．氧化铁发生了还原反应

C．反应前后元素的化合价没有改变

D．反应前后固体质量增加

8．“史上最贵”的实验：

步骤Ⅰ.让金刚石在充足的氧气中燃烧，收集生成的气体；

步骤Ⅱ.让足量镁条在步骤Ⅰ生成的气体中燃烧，生成黑色的碳粉和白色的固体氧化物。

(1)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为______________________________。

(2)若金刚石质量为m1，按上述步骤反应且转化完全，生成的碳粉质量为m2，则m1________(填“＜”“＝”或“＞”)m2，理由为_________________________________________。

9．2018·乐山同学们在学习碳的化学性质之后，得知碳燃烧时可能生成二氧化碳，也可能生成一氧化碳，某化学兴趣小组对木炭还原氧化铜可能生成的气体成分进行实验探究。

[提出问题] 碳与氧化铜反应可能生成什么气体？

[作出猜想] 猜想①：只生成CO2；猜想②：只生成CO；猜想③：既生成CO，又生成CO2。

[查阅资料] 浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量的CO就会立即变成蓝色。

[实验验证] 小组同学经过思考之后，设计了如图6－1－8所示的实验装置。

图6－1－8

步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气。

步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精喷灯对玻璃管加热。

步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。

实验开始时，先通入一会儿氮气再加热的目的是___________________________________。

对A装置中的玻璃管集中加热一段时间，玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B瓶中试纸变蓝，C瓶中澄清石灰水变浑浊。

[实验结论] 通过对实验现象的分析，上述猜想________(填序号)是正确的。

[实验反思] 请从环保的角度分析，实验装置中存在的不完善之处是________________________________________________________________________。

[拓展应用] 实验结束后，同学们发现玻璃管内壁附着的铜用水不易清洗干净，通过查阅资料获得三种能清除铜的方案：

Ⅰ.加入浓硫酸并微热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；

Ⅱ.加入浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；

Ⅲ.加入氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2。

为了将玻璃管内壁上附着的铜清洗干净，上述方案中最佳的是________(填序号)，理由是________________________(写一种即可)。

10．将30 g木炭和氧化铜粉末的混合物高温加热一段时间后冷却，称得剩余固体为25.6 g。计算：

(1)生成二氧化碳的质量。

(2)参加反应的氧化铜的质量。

11．元素化合价发生改变的反应都是氧化还原反应。例如：2＋3223，反应前后，铁元素和氯元素的化合价都发生了改变，该反应是氧化还原反应。下列反应不属于氧化还原反应的是(　　)

A．4P＋5O22P2O5

B．FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl

C．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

D．2H2O2H2↑＋O2↑

12．碳可用于冶金工业，焦炭与氧化铁反应的化学方程式为2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A．碳具有氧化性

B．氧化铁发生了还原反应

C．反应前后元素的化合价没有改变

D．反应前后固体质量不变

教师详解详析

[核心·易错]

(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×

[应考能力提升练]

1．A　[解析] 用墨(由炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为碳在常温下化学性质不活泼。

2．D　[解析] C60的分子结构与足球相似，但足球跟C60没有任何关系；C60这种物质由C60分子构成，不是由碳原子直接构成的；C60是由碳元素组成的单质，不是新型化合物；C60是由碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧生成CO2。

3．C　[解析] 碳无论是完全燃烧，还是不完全燃烧都放出热量。

4．C　

5．A　[解析] 碳具有可燃性，可与氧气反应；碳具有还原性，在高温下可与某些氧化物，如二氧化碳、氧化铜等反应。

6．A　[解析] 实验中，可观察到黑色粉末变为红色；木炭还原氧化铜，木炭具有还原性；实验结束后，应先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，否则石灰水会倒流入试管中，使试管炸裂。

7．B　[解析] 在该反应中碳具有还原性，氧化铁发生了还原反应，铁元素与碳元素的化合价都发生了改变，反应后固体质量减小。

(1)氧化反应与还原反应：从物质得氧、失氧角度对化学反应进行分类。物质与氧发生的反应叫作氧化反应，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫作还原反应。

(2)氧化性与还原性：在反应中提供氧使其他物质发生氧化反应的性质叫氧化性，在反应中夺取氧使其他物质发生还原反应的性质叫还原性。

8．(1)2Mg＋CO22MgO＋C

(2)＝　物质转化过程中元素质量守恒(或其他合理答案)

[解析] 金刚石是碳单质，在氧气中充分燃烧生成CO2，即步骤Ⅱ发生的反应是Mg在CO2中燃烧生成C和固体氧化物(MgO)，反应的化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C；根据质量守恒定律，反应前后元素种类和质量不变可知，步骤Ⅱ中生成的碳粉中碳元素的质量与步骤Ⅰ中参加反应的金刚石中碳元素的质量相等，即m1＝m2。

书写陌生的化学方程式，需先找出反应物和生成物，并用化学式表示，然后按化学方程式的书写步骤进行书写即可；化学反应前后元素的种类和质量不变。

9．[实验验证] 排尽装置内的空气

[实验结论] ③

[实验反思] 缺少尾气处理装置

[拓展应用] Ⅲ　不生成有害气体(合理即可)

[解析] [实验验证] 实验开始时，先通入一会儿氮气再加热的目的是排尽装置内的空气，以防止空气中的二氧化碳和澄清石灰水反应影响实验结果。[实验结论] 对A装置中的玻璃管集中加热一段时间，玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B瓶中试纸变蓝，说明反应生成了一氧化碳，C瓶中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，故猜想③是正确的。[实验反思] 从环保的角度分析，实验装置中存在的不完善之处是缺少尾气处理装置，一氧化碳扩散到空气中会污染环境。[拓展应用] 为了将试管内壁上附着的铜清洗干净，上述方案中最佳的是Ⅲ，理由是不生成二氧化硫、二氧化氮等有害气体。

10．解：(1)根据质量守恒定律可知，生成二氧化碳的质量为30 g－25.6 g＝4.4 g。

(2)设参加反应的氧化铜的质量为x。

2CuO＋C2Cu＋CO2↑

160               44

x               4.4 g

＝　

x＝16 g

答：(1)生成二氧化碳的质量为4.4 g；(2)参加反应的氧化铜的质量为16 g。

[初高衔接拓展练]

11．B　[解析] 从题干中给出的信息来看，发生氧化还原反应的条件是参加反应的物质中元素化合价发生改变，而B选项中的各元素化合价均没有发生改变，所以不属于氧化还原反应。

12．B　[解析] 在该反应中碳具有还原性，氧化铁发生了还原反应，铁元素与碳元素的化合价都发生了改变，反应后固体质量减少。