第六单元　课题1　金刚石、石墨和C60 同步练习 2023-2024 人教版化学九年级上册

课题1　金刚石、石墨和C60

一、常见的碳单质

1.金刚石和石墨

　【易错点拨】 金刚石和石墨具有不同的物理性质的原因是碳原子的排列方式不同。

2.木炭和活性炭的吸附性

(1)原因:两者都具有　疏松多孔　的结构。 

(2)应用:活性炭常用于　水的净化　、防毒面具、红糖脱色等。 

3.C60

(1)结构:每个C60分子由60个碳原子构成,形似足球。

 (2)用途:用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。

【特别提醒】 (1)活性炭的吸附过程属于物理变化。(2)“碳”和“炭”的区别:“碳”指碳元素、碳单质;而“炭”是由碳单质和少量杂质组成的混合物。

【交流讨论】 由同种元素组成的物质一定是纯净物吗?为什么?

不是。由同种元素组成的物质不一定是纯净物,也可能是混合物,如金刚石和石墨的混合物。

二、碳单质的化学性质

【情境思考】 高考答卷、重要文件、协议的签署均要求使用黑色签字笔,为什么?

　要求用黑色签字笔签署是因为黑色签字笔主要含碳元素,碳单质常温下很稳定,不容易被氧化,所以字迹保存时间比较长。　 

【探究主题】木炭还原氧化铜

结合碳还原氧化铜的实验装置完成相关问题。

任务一:有关实验常考点的探究

1.反应现象:左侧试管中　黑色固体变红　;右侧试管中澄清石灰水　变浑浊　。 

2.反应原理:左侧试管中发生反应的化学方程式为　2CuO+C2Cu+CO2↑　。 

3.刚开始预热时,试管②中立即有气泡冒出,但澄清的石灰水没有变浑浊,原因是　刚开始排出的是装置内的空气　。 

4.实验结束时,应　(1)　(填序号)。 

(1)先撤出导管,再熄灭酒精灯

(2)先熄灭酒精灯,再撤出导管

5.实验结束后,要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来,原因是什么?　实验结束后试管中的物质是热的铜,立即倒出后,会和空气中的氧气发生反应。　 

【深度探究】

任务二:对实验成功关键点的探究

要保证该实验成功,有以下关键环节:

1.较高的温度。据此,实验中对酒精灯进行的改进是　加上网罩　。 

2.两种固体反应物的质量比。

(1)若碳不足,则氧化铜不能被全部还原;若碳过多,则除了生成铜和二氧化碳外还会生成　CO　(填化学式),原因是　CO2+C2CO　(填化学方程式)。 

(2)为了使氧化铜中的铜完全被还原,对于下列三组氧化铜和炭粉的质量比例,你建议选择　A　(填写字母),简要说明你的理由: 

　反应中炭粉会与试管内的氧气反应而被消耗一部分,故稍过量的炭粉有利于反应的进行　。 

A.36∶3　　　B.40∶3　　　C.48∶3

A层 基础练

知识点1常见的碳单质

1.如图所示物质的应用正确的是 (D)

2.下列关于金刚石和石墨的说法正确的是(D)

A.都是无色透明

B.都有良好的导电性

C.质地都很软,可作润滑剂

D.都由碳原子构成

3.下列关于碳单质的说法正确的是 (A)

A.金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来裁玻璃

B.石墨有金属光泽,有导电性,所以是一种金属

C.活性炭具有吸附性,可以吸附所有物质

D.金刚石、石墨和足球烯(C60)都是由碳原子直接构成的

4.下列图示为几种碳单质的结构图,请回答以下问题;

(1)请写出甲物质的物理性质及其对应的用途:　金刚石质地坚硬　,　作钻探机的钻头(合理即可)　。 

(2)物质乙是由　碳原子　构成的(填一种微粒名称),乙转化为甲发生的是　化学　(填“物理”或“化学”)变化。 

(3)物质丙的化学式为　C60　,从化学式中你得到的信息是　C60由分子构成(或该物质由碳元素组成等)　。 

知识点2碳单质的化学性质

5.(2022·无锡中考改编)下列物质的用途主要利用其化学性质的是 (D)

A.金刚石用于切割玻璃

B.石墨制作铅笔芯

C.活性炭用于净水

D.木炭用作燃料

6.下列有关碳的化学性质的描述正确的是(D)

A.碳单质具有可燃性,燃烧时一定生成二氧化碳

B.碳燃烧所得产物一定是化合物

C.木炭可以燃烧,金刚石不能燃烧

D.碳具有还原性,高温时能与二氧化碳发生反应

7.按如图进行实验,下列分析或结论正确的是 (C)

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的质量

易错点不能正确理解物质的还原性、还原反应

8.(多选)有关2CuO+C2Cu+CO2↑的反应,说法正确的是　BD　。 

A.碳发生了还原反应

B.碳体现了还原性

C.反应前后固体质量不变

D.反应前后碳元素的化合价发生了变化

【易错点拨】 物质得到氧发生的是氧化反应,体现了该物质的还原性;物质失去氧发生的是还原反应,体现了该物质的氧化性。

B层 能力练

9.2022年在卡塔尔举办了世界杯足球赛,化学中C60的分子结构和足球相似。下列关于碳单质的说法正确的是              (D)

A.碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳

B.重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质

C.金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异的原因是构成它们的碳原子结构不同

D.由于石墨具有良好的导电性,因此石墨可用于制高铁的电刷

10. 化学观念化学知识能反映出丰富的化学基本观念。某同学将化学知识与基本观念对应起来,整理出以下内容。其中认识错误的是              (A)

A.微粒观:金刚石和C60都由碳原子构成

B.能量观:C60在氧气中燃烧是放热反应

C.变化观:一定条件下可以将石墨转化为金刚石

D.结构观:碳原子排列方式不同,因此三种物质的物理性质存在差异

11. 最新科技石墨烯是由石墨剥离而成的单原子层石墨,它是目前发现最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。下列说法不正确的是              (A)

A.石墨烯是一种新型化合物

B.石墨烯强度大,能燃烧

C.石墨烯能还原氧化铜

D.石墨烯与金刚石的碳原子排列方式不同

12.当氧化铜中混有少量的炭粉时,下列除去炭粉的方法中合理的是 (B)

A.隔绝空气,将混合物加强热

B.在空气中灼烧混合物

C.加水溶解,过滤

D.加入足量的氧化铁后加强热

13.将6 g碳和32 g氧气在一个密闭的容器中点燃,充分燃烧后,密闭容器中的气体物质是              (D)

A.CO　　B.CO2  C.CO　CO2  D.CO2　O2

14.(2022·福州质检)已知:C+2CuO2Cu+CO2↑。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y随加热时间的变化趋势,其中纵坐标y表示              (D)

A.固体的质量

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

15.将两种黑色固体粉末A和B装入大试管中加强热,产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体C,当试管里的物质反应完毕后,黑色粉末变成了红色的E。若将C通过炽热的固体A,则转变成一种气体D,C、D具有相同元素。根据以上叙述填空。

(1)用化学式表示:

A　C　;B　CuO　;  C　CO2　;D　CO　; E　Cu　。 

(2)写出下列两步转化的化学方程式。

A+B→C+E　C+2CuO2Cu+CO2↑　; 

C+A→D　C+CO22CO　。 

C层 拓展练

16. 实验创新题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微型实验装置(其中长柄V形玻璃管用小玻璃管制成),开展以下探究活动。

(1)图甲试管A中观察到的现象是　黑色固体变为红色固体　,该实验表现出碳的　还原　性。 

(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是　澄清石灰水开始变浑浊　。 

(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是　操作简单(或现象明显、节约药品、反应条件容易达到、反应速率快等)　(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,引起试管爆裂　。