内容正文:
专题六 碳和碳的氧化物
考点15 常见的碳单质
【划考点】
一、金刚石、石墨、C60的性质及用途比较
名称
金刚石
石墨
C60
结构
构成
碳
碳
C60
外观
无色透明,正八面体固体
深灰色不透明,细鳞片状固体,有金属光泽。
分子形似足球
导电、导热性
几乎不导电;导热性差
优良导电性;耐高温,导热性好
————
硬度
天然存在最硬的物质
质软,有滑腻感
————
用途
钻头、玻璃刀、装饰品
制造铅笔芯,润滑剂,做电极
作超导体,制备新材料,用于医学生物领域
区别与联系
金刚石、石墨、C60虽然都是碳单质,但其单质中 ,故物理性质差异很大
它们都是由碳元素组成的单质,故
金刚石与石墨通过 可以相互转化
二、碳单质的化学性质和用途
化学性质
反应现象及化学方程式
用途
稳定性
常温下,碳的化学性质不活波
用墨写字,绘画
可燃性
化学方程式
充分燃烧: C+O2CO2 不充分燃烧:2C+O22CO
作燃料
现象
充分燃烧时,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
还原性
化学方程式
C+2CuOCu+CO2 ↑ 3C+2Fe2O3Fe+3CO2↑
冶炼金属
现象
还原氧化铜时,黑色粉末逐渐变为红色,澄清石灰水变浑浊
三、木炭还原氧化铜
1.实验原理:C+2CuOCu+CO2 ↑
2.实验装置
3.实验现象: ; 。
4.思维突破
①若反应结束生成的红色固体中混有黑色固体,原因可能是反应物过量
②若澄清石灰水不变浑浊,可能是反应生成的二氧化碳与木炭在高温条件下反应生成了CO。
③实验中酒精灯加金属网罩的目的是 。
④澄清石灰水是用来检验二氧化碳气体,但是不能充分吸收二氧化碳,要使生成的二氧化碳全部被吸收,可以用 。
⑤配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:
⑥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。
【明考向】
考向1——碳单质性质和用途
【典例1】下列物质的用途中,主要利用该物质化学性质的是( )
A.金刚石用来裁玻璃 B.氧气用于气焊、气割和炼钢
C.石墨做电极 D.用稀有气体填充霓虹灯
【典例2】如图所示是金刚石、石墨和C60的结构模型,图中小球代表碳原子。下列说法正确的是( )
A.原子排列方式改变,则构成物质的种类改变
B.相同元素组成的不同物质,在足量氧气中充分燃烧,产物相同
C.相同元素组成的不同物质,化学性质相同
D.在特定条件下,石墨即可以转化为金刚石,也可以转化为C60
【典例3】“碳海绵”是已知最轻的固体材料,密度仅0.16 mg/cm3。其主要成分是石墨烯和碳纳米管等两种碳单质,是一种良好的绝缘材料。下列关于“碳海绵”性质的推测不正确的是( )
A.碳海绵能浮在水面上 B.碳海绵是一种新型的化合物
C.碳海绵不易导电 D.碳海绵燃烧会产生二氧化碳
【典例4】炭雕(主要成分为活性炭)成为了家装的新宠,它是一种集观赏与空气净化一体的工艺品。炭雕能用于空气净化是因为它具有( )
A. 可燃性 B.吸附性 C.氧化性 D.稳定性
【典例5】《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色,主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑( )
A. 是黑色固体 B.具有吸附性 C.常温下性质稳定 D.具有还原性
【典例6】下图是碳与其他物质之间的性质关系(“-”表示物质间可发生反底,“→”表示物质间可发生转化,反应条件及部分生成物已省略),下列说法正确的是( )
A.反应①前后碳元素化合价不变
B.反应②前固体要混合均匀,增大接触面积
C.反应③前后固体质量增加,不符合质量守恒定律
D.反应④中与质量比为,一定只生成
考向2——木炭还原氧化铜
【典例7】某化学实验小组要测定氧化铜与碳粉混合物中碳粉的质量,取17.8g混合物放在密闭容器中高温加热,充分反应后得到固体纯净物和5g气体。则原固体中碳粉的质量为( )
A.1.8g