课题1 碳单质的多样性（第2课时）（分层练习）-【大单元教学】2024-2025学年九年级化学上册同步备课系列（人教版2024）

课题1 碳单质的多样性（第2课时） 二、碳单质的化学性质 1.碳单质的物理性质差异很大，但化学性质 ，因为 。 2.碳单质的化学性质： ⑴常温下碳化学性质 ，如： ①古代字画年深日久不变色是因为墨水中含 ，而碳常温下化学性质 。 ②木桩埋入地下部分要烧焦是因为 ， ， 。 ⑵有 ：氧气充足时碳燃烧生成 ，氧气不足时燃烧生成 ；方程式依次为 ， 。（注：完全燃烧、不完全燃烧都放热）。 反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧 C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO 质量比 3 ： 8 3 ： 4 结论 反应物相同时，若反应物的 ，则生成物不同 应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有 ， 从而证明该物质含有 。 ⑶有 性： 木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论 ①黑色粉末逐渐变成 ； ②澄清石灰水 。 生成了红色的铜和二氧化碳； 化学方程式： 实验分析 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的： ， 。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的： 。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应， ⑷归类总结：初中常见的三大还原剂是 、 、 ，都可用来 。其中黑色固体单质是 ，气体单质是 ，有毒的化合物是 。在此类反应中，还原剂夺取氧被 ，氧化铜等失去氧的物质叫 剂，反应时被 。△ △ 高温 C+2CuO═══2Cu+CO2↑，H2+CuO══Cu+H2O，CO+CuO══Cu+CO2。 ⑸计算思维辨析：固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。 ⑹若用焦炭炼赤铁矿，则反应为： 。 三、氧化还原反应 1.碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属） 2.氧化还反应分析 CuO ，有氧化性，是氧化剂， ，发生 反应 C夺取 ，有还原性，是还原剂， ，发生 反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 3.碳与二氧化碳反应： 4.补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 1．下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性 B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性 C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极 D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间 2．（2024·广西梧州·一模）“碳家族”的成员很多。下列关于其成员说法正确的是（ ） A．石墨不具有润滑性 B．C60单质是由碳原子直接构成的 C．金刚石和石墨都能导电 D．常温下碳的化学性质不活泼 3．（2024·江苏连云港·中考真题）黑火药是中国古代四大发明之一，由C、S和KNO3等混合而成。下列说法正确的是（ ） A．C、S均具有可燃性 B．黑火药可存放于高温处 C．黑火药爆炸时吸热 D．KNO3属于氧化物 4．（2024·云南·中考真题）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ） A．CO可用于冶炼金属 B．CO和CO2不能相互转化 C．用墨绘制的画能保存长时间不变色 D．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂 5．（2023·湖北十堰·中考真题）《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 6．（2024·上海徐汇·二模）高温下碳和氧化铜可发生反应：，在该反应中碳表现出（ ） A．吸附性 B．稳定性 C．助燃性 D．还原性 7．（2024·安徽马鞍山·三模）某化学兴趣小组同学利用木炭还原氧化铜设计如图所示实验。下列有关说法错误的是（ ） A．金属网罩的作用是集中火焰并提高温度 B．甲、乙两处发生的反应均为 C．将C、CuO均匀混合，有利于增大反应物间的接触面积 D．若观察到乙处黑色粉末变红，说明甲处产生了CO 8．下列关于木炭与氧化铜反应的实验说法不正确的是（ ） A．实验中观察到黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊 B．核反应中木炭具有还原性 C．若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比小于3：8 D．酒精灯加网罩的目的是使火焰集中并提高温度 9．碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（ ） A．硬度都很大 B．都可用于制造铅笔芯 C．都是黑色固体 D．常温下化学性质都不活泼 10．我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生①  ②。下列有关说法错误的（ ） A．X的化学式为CO2 B．反应前后锌元素质量不变 C．②反应中ZnO发生了还原反应 D．②反应前后锌元素化合价升高 11．（2024·湖北十堰·三模）“中国高铁，世界第一、”高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是，下列说法正确的是（ ） A．反应中NiO发生氧化反应 B．该不锈钢合金的硬度大于纯铁 C．该不锈钢中只含有铁和镍 D．气体产物中不可能含有CO 12．（2024·福建福州·模拟预测）《天工开物》中记载了用炉甘石（含ZnCO3）炼锌的方法：“……其底铺薪发火煅红，罐中炉甘石熔化成团……冷定毁罐取出。”下列对锌的冶炼叙述不正确的是（ ） A．“炉甘石熔化成团”属于物理变化 B．“铺薪发火”涉及氧化反应 C．炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生 D．“冷定毁罐”属于化学变化 13．（2024·四川眉山·一模）碳及其化合物存在如下转化关系：（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（ ） A．由C转化为X的过程中，碳元素的化合价一定逐渐升高 B．CO能通过与多种物质反应转化为CO2 C．CO2通过与C反应转化为CO，化学方程式为 D．CO和CO2元素组成相同，但他们的构成分子不同，所以它们的化学性质不相似 14．（2024·河南信阳·二模）根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 15．（2024·江苏无锡·一模）超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面会沉积一层黑色物质(见下图) ，该方法可获得一种能用于手机触屏的超疏水性材料。下列说法不正确的是（ ） A．黑色物质由石蜡蒸气冷凝而成 B．黑色物质由石蜡不充分燃烧产生 C．黑色物质能与O2发生燃烧反应 D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀 16．（2024·重庆·二模）我国古代将炉甘石(主要成分为ZnCO3)和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下2个反应。下列说法不正确的是（ ） ①ZnCO3ZnO+CO2↑ ②C+2ZnO2Zn+X↑ A．X的化学式为CO2 B．反应①中元素化合价均没变 C．反应②中ZnO发生了还原反应 D．反应②中碳具有氧化性 17．（2024·广西南宁·模拟预测）《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤（约4800kg），不过得铜五六百斤（约320kg）”，按照记载配比，开展如下图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质，下列说法错误的是（ ） A．按记载配比，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为12：1 B．实验过程中氧化铜作氧化剂 C．可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜 D．若将氧化铜换成氧化铁，能观察到相同的现象 18．（2024·吉林长春·模拟预测）元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳元素的部分“价类二维图”，下列说法正确的是（ ） A．M为“混合物” B．X点对应的物质只有一种 C．Y点对应的物质为CO2 D．X只能通过与氧气反应生成Y 19．（2024·陕西咸阳·二模）我国古代炼铜的一种方法是将孔雀石【Cu2（OH）2CO3】和焦炭混合加热，发生的反应有①，②生成的氧化铜与碳在高温下反应。以下说法不正确的是（ ） A．孔雀石由5种元素组成 B．反应①中没有元素化合价的变化 C．反应②属于置换反应 D．反应②的黑色物质中有红色物质生成 20．（2024·江西南昌·模拟预测）兴趣小组同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的密闭装置中持续加强热，通过传感器测得装置内CO2的质量变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A．a点炭粉一定完全反应 B．时，装置中气体只有CO2 C．时，装置中木炭的质量为2.4g D．装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应 21．墨是文房四宝之一，是一件融绘画、书法、雕刻于一体的艺术品，墨文化是中国文化的一部分。古语有云“一两黄金一两墨，千锤万杵方制成”，古法制墨需要两年时间才能制成。下面是古代制墨的主要工艺流程图。分析流程，回答问题。 （1）通过“炼烟”制得烟料的主要成分为炭黑，松枝中一定含有的元素是 。 （2）墨具有的化学性质是 。 （3）“千锤万杵方制成”指的就是“和料”的过程，据说需要反复锤敲达“十万杵”，请你分析这样做的原因是 。 （4）“晾干”过程中发生的主要变化是 。 （5）描金层光亮、整洁、色层均匀，描金的作用是 。 22．碳单质的化学性质 （1）古代字画能长久保存的原因是：常温下碳的化学性质 。 （2）木炭完全燃烧（O2充足）生成CO2，写出化学方程式 ；木炭不完全燃烧（O2不足）生成CO，写出化学方程式 。 （3）写出木炭还原氧化铜的化学方程式 ；实验现象是： 。木炭还原二氧化碳的化学方程式 。 23．碳的还原性的应用 （1）用于冶金工业，如：焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。 原理： ； （2）在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。 原理： 。 24．（2024·福建泉州·二模）古代火法炼铜所使用的原料是煤炭、铜矿石（以氧化铜计）和碳酸钾。某学习活动小组开展模拟古代火法炼铜的实验，如图所示（石英无色透明，不参加反应；碳酸钾是碳还原二氧化碳的催化剂）。 （1）实验中用石英坩埚而不用瓷质坩埚的原因是 。 （2）炭与氧化铜反应的实验现象为 。 （3）石英方舟中的氧化铜全部变红，其反应的化学方程式为 。 （4）若充分反应后，坩埚底部的固体只有少量变红，石英方舟中的氧化铜不变色，可能的原因是 。 25．（2024·吉林长春·模拟预测）Cu 可以形成化合价为+2 和+1的化合物。其中+1价化合物称为亚铜化合物。 （1）写出氧化亚铜的化学式 。 （2）高温时，氧化铜可被木炭还原为铜，反应的化学方程式是 。 （3）氧化亚铜是一种红色粉末。加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应生成氧化铜，利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气（装置如图所示），判断氮气中含有氧气的实验现象是 。 26．单质碳、氢气和一氧化碳有着相似的化学性质：可燃性和还原性。学校兴趣小组设计实验进行了验证： （1）甲实验：其中反应的化学方程式： ，还原剂是 ，现象是 。 （2）乙实验：能够证明试管中反应已经发生的明显现象有 (填字母)。若实验室没有酒精喷灯，可以用 和 代替。 A．红色粉末变为黑色         B．导管口出现气泡 C．澄清石灰水出现大量浑浊   D．试管口有无色液滴 （3）甲乙两个实验中加热装置不一样，说明 实验所需的温度更高。 27．在学习了“碳的化学性质”后，化学兴趣小组的同学在老师的指导下打算进行“木炭还原氧化铜”的实验。装置如图所示，请回答下列问题： （1）此实验在酒精灯火焰上罩网罩的目的是： ，左侧试管中的现象是 ； （2）加热一段时间后停止加热，并将装置冷却至室温后，将试管内固体取出，同学们对固体的成分产生了浓厚的兴趣 【提出问题】试管内固体成分是什么？ 【猜想与假设】 甲同学的猜想：铜和氧化铜 乙同学的猜想：氧化铜和碳 丙同学的猜想：铜、碳和氧化铜 丁同学的猜想：铜 你的猜想： ； 【收集证据】同学们一致认为，乙同学的猜想错误，原因是（用化学方程式表示） ，在老师的帮助下，同学们最终得出了丙同学的猜想正确的结论，并继续对固体加热完成了此实验。下图是甲同学根据整个反应进程绘制的生成铜的质量（m）与加热时间（t）的关系图像。你认为同学们在实验过程中第一次对固体停止加热的时间点是 （填“”、“”、“”或“”） 【讨论交流】 ①木炭还原氧化铜实验停止加热时要注意，为了防止试管炸裂，正确的操作是 （填字母）。 A．先熄灭酒精灯，再撤出导气管     B．先撤出导气管，再熄灭酒精灯 ②此实验中体现的碳的化学性质可用于 （填一种用途）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题1 碳单质的多样性（第2课时） 二、碳单质的化学性质 1.碳单质的物理性质差异很大，但化学性质相同，因为都由碳元素组成。 2.碳单质的化学性质： ⑴常温下碳化学性质不活泼，如： ①古代字画年深日久不变色是因为墨水中含碳，而碳常温下化学性质不活泼。 ②木桩埋入地下部分要烧焦是因为木材烧焦后变成了木炭，而木炭常温下化学性质不活泼，不易腐烂。点燃 ⑵有可燃性：氧气充足时碳燃烧生成二氧化碳，氧气不足时燃烧生成一氧化碳；方程式依次为C+O2═══CO2，2C+O2═══2CO。（注：完全燃烧、不完全燃烧都放热）。点燃 反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧 C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO 质量比 3 ： 8 3 ： 4 结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同 应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成， 从而证明该物质含有碳元素。 ⑶有还原性： 木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 生成了红色的铜和二氧化碳； 化学方程式 C + 2CuO 2Cu+CO2↑ 实验分析 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应， ⑷归类总结：初中常见的三大还原剂是木炭、氢气、一氧化碳，都可用来冶炼金属。其中黑色固体单质是木炭，气体单质是氢气，有毒的化合物是一氧化碳。在此类反应中，还原剂夺取氧被氧化了，氧化铜等失去氧的物质叫氧化剂，反应时被还原了。△ △ 高温 C+2CuO═══2Cu+CO2↑，H2+CuO══Cu+H2O，CO+CuO══Cu+CO2。 ⑸计算思维辨析：固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。高温 ⑹若用焦炭炼赤铁矿，则反应为：3C+2Fe2O3═══4Fe+3CO2↑。 三、氧化还原反应 1.碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属）高温 碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑ 2.氧化还反应分析 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 3.碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应） 4.补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 1．下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性 B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性 C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极 D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间 【答案】B 【解析】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都具有可燃性，故A说法正确； B、焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有还原性，故B说法错误； C、石墨具有良好的导电性，能用于制作电极，故C说法正确； D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常温下碳的化学性质不活泼，所以使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间，故D说法正确； 故选：B。 2．（2024·广西梧州·一模）“碳家族”的成员很多。下列关于其成员说法正确的是（ ） A．石墨不具有润滑性 B．C60单质是由碳原子直接构成的 C．金刚石和石墨都能导电 D．常温下碳的化学性质不活泼 【答案】D 【解析】A、石墨是自然界存在的最软的矿物之一，有滑腻感，具有润滑性，故A错误； B、C60是由C60分子构成的，故B错误； C、金刚石不具有导电性，故C错误； D、常温下碳的化学性质不活泼，不易与其它物质反应，故D正确。 故选D。 3．（2024·江苏连云港·中考真题）黑火药是中国古代四大发明之一，由C、S和KNO3等混合而成。下列说法正确的是（ ） A．C、S均具有可燃性 B．黑火药可存放于高温处 C．黑火药爆炸时吸热 D．KNO3属于氧化物 【答案】A 【解析】A、C、S均具有可燃性，碳完全燃烧生成二氧化碳，硫燃烧生成二氧化硫，符合题意； B、黑火药属于易燃易爆物质，不能存放于高温处，防止发生危险，不符合题意； C、黑火药爆炸时放出大量的热，不符合题意； D、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，硝酸钾由K、N、O三种元素组成，不属于氧化物，不符合题意。 故选A。 4．（2024·云南·中考真题）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ） A．CO可用于冶炼金属 B．CO和CO2不能相互转化 C．用墨绘制的画能保存长时间不变色 D．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂 【答案】B 【解析】A、一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属，故说法正确； B、CO燃烧可生成二氧化碳，CO2在高温下能与碳反应生成一氧化碳，CO和CO2在一定条件下能相互转化，故说法错误； C、墨汁中含有炭黑，主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，故说法正确； D、干冰升华时要吸收大量的热，可用作制冷剂，故说法正确。 故选B。 5．（2023·湖北十堰·中考真题）《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 【答案】C 【解析】A、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳是黑色固体无关，故选项错误； B、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的吸附性无关，故选项错误； C、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，故选项正确； D、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的还原性无关，故选项错误。 故选C。 6．（2024·上海徐汇·二模）高温下碳和氧化铜可发生反应：，在该反应中碳表现出（ ） A．吸附性 B．稳定性 C．助燃性 D．还原性 【答案】D 【解析】高温下碳和氧化铜可发生反应：，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D。 7．（2024·安徽马鞍山·三模）某化学兴趣小组同学利用木炭还原氧化铜设计如图所示实验。下列有关说法错误的是（ ） A．金属网罩的作用是集中火焰并提高温度 B．甲、乙两处发生的反应均为 C．将C、CuO均匀混合，有利于增大反应物间的接触面积 D．若观察到乙处黑色粉末变红，说明甲处产生了CO 【答案】B 【解析】A、该实验中，金属网罩的作用是：集中火焰，提高温度，不符合题意； B、该实验中，甲处反应可能是碳和氧化铜在高温下反应生成铜和一氧化碳，即，乙处发生反应应为一氧化碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，符合题意； C、将C、CuO均匀混合，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分，不符合题意； D、一氧化碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，故若观察到乙处黑色粉末变红，说明甲处产生了 CO，不符合题意。 故选B。 8．下列关于木炭与氧化铜反应的实验说法不正确的是（ ） A．实验中观察到黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊 B．核反应中木炭具有还原性 C．若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比小于3：8 D．酒精灯加网罩的目的是使火焰集中并提高温度 【答案】C 【解析】A、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，会看到黑色固体变为红色，同时生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，说法正确，不符合题意； B、在该反应中木炭夺取了氧化铜中的氧，表现出还原性，说法正确，不符合题意； C、若生成的气体中含有一氧化碳，一氧化碳中碳、氧元素质量比为 12:16=3:4，二氧化碳中碳、氧元素质量比为 3:8，所以反应时消耗碳、氧元素的质量比会大于 3:8，说法错误，符合题意； D、酒精灯加网罩的目的主要是提高温度，而不是使火焰集中，说法正确，不符合题意。 故选C。 9．碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（ ） A．硬度都很大 B．都可用于制造铅笔芯 C．都是黑色固体 D．常温下化学性质都不活泼 【答案】D 【解析】A、由于碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的性质存在差异，金刚石的硬度很大，石墨的质地软，故A不符合题意； B、金刚石的硬度很大，不能用于制造铅笔芯，石墨的质地软，可用于制造铅笔芯，故B不符合题意； C、纯净的金刚石是无色透明的正八面体形状的固体，故C不符合题意； D、常温下碳单质的化学性质都不活泼，故D符合题意。 故选D。 10．我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生①  ②。下列有关说法错误的（ ） A．X的化学式为CO2 B．反应前后锌元素质量不变 C．②反应中ZnO发生了还原反应 D．②反应前后锌元素化合价升高 【答案】D 【解析】A、化学反应前后各原子的种类、数目都不变，②中反应前有1个碳原子、2个锌原子、2个氧原子，反应后已有2个锌原子，则X中有1个碳原子、2个氧原子，所以X的化学式为CO2，故A不符合题意； B、化学反应前后元素的质量不变，①反应中反应物ZnCO3 和生成物ZnO中的锌元素质量相等，②反应中反应物ZnO和生成物Zn中的锌元素质量相等，所以反应前后锌元素质量不变，故B不符合题意； C、含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应，②反应中ZnO中的氧被C夺去生成了锌，所以ZnO发生了还原反应，故C不符合题意； D、②反应前ZnO中锌元素的化合价是+2，反应后Zn的化合价是0，②反应前后锌元素化合价降低，故D符合题意。 故选D。 11．（2024·湖北十堰·三模）“中国高铁，世界第一、”高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是，下列说法正确的是（ ） A．反应中NiO发生氧化反应 B．该不锈钢合金的硬度大于纯铁 C．该不锈钢中只含有铁和镍 D．气体产物中不可能含有CO 【答案】B 【解析】A、反应中NiO被还原，则NiO发生还原反应，故A错误； B、合金的硬度大于组成其纯金属的硬度，故该不锈钢合金的硬度大于纯铁，故B正确； C、不锈钢是铁的合金，主要杂质是碳，所以该不锈钢中含有铁和碳，故C错误； D、生成的二氧化碳与碳在高温条件下可发生反应生成一氧化碳，所以气体产物中可能有CO，故D错误。 故选B。 12．（2024·福建福州·模拟预测）《天工开物》中记载了用炉甘石（含ZnCO3）炼锌的方法：“……其底铺薪发火煅红，罐中炉甘石熔化成团……冷定毁罐取出。”下列对锌的冶炼叙述不正确的是（ ） A．“炉甘石熔化成团”属于物理变化 B．“铺薪发火”涉及氧化反应 C．炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生 D．“冷定毁罐”属于化学变化 【答案】D 【解析】A、“炉甘石熔化成团”过程中炉甘石状态、形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，A选项正确； B、“铺薪发火”过程中，可燃物燃烧，而燃烧是可燃物与氧气发生的氧化反应，所以该过程涉及氧化反应，B选项正确； C、“薪”主要成分是碳单质，炉甘石炼锌的过程中，ZnCO3在高温条件下分解生成ZnO、CO2，ZnO与碳单质在高温条件下反应生成Zn、CO2，所以该过程有二氧化碳产生，C选项正确； D、“冷定毁罐”过程中，物质温度降低，罐子破碎，没有新物质生成，不属于化学变化，D选项错误。 故选：D。 13．（2024·四川眉山·一模）碳及其化合物存在如下转化关系：（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（ ） A．由C转化为X的过程中，碳元素的化合价一定逐渐升高 B．CO能通过与多种物质反应转化为CO2 C．CO2通过与C反应转化为CO，化学方程式为 D．CO和CO2元素组成相同，但他们的构成分子不同，所以它们的化学性质不相似 【答案】A 【解析】A、由C转化为X的过程中，二氧化碳和X可以相互转化，X可能是碳酸或碳酸钙等碳酸盐，二氧化碳与碳酸、碳酸盐的转化中，碳元素的化合价均为+4价，选项说法错误； B、一氧化碳和氧气点燃可生成二氧化碳，CO在加热时还原氧化铜也可以生成CO2，选项说法正确； C、CO2通过与C反应转化为CO，二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为，选项说法正确； D、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子。CO和CO2元素组成相同，但二者的分子构成不同，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，不同种分子化学性质不同，所以它们的化学性质不相似，选项说法正确； 故选：A。 14．（2024·河南信阳·二模）根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 【答案】A 【解析】A、金刚石、石墨、碳纳米管都是由碳原子构成的，是由分子构成的，说法错误，符合题意； B、金刚石、石墨、碳纳米管、都属于碳单质，均可以在氧气中燃烧，说法正确，不符合题意； C、碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点，说法正确，不符合题意； D、金刚石和石墨性质存在差异的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，不符合题意。 故选：A。 15．（2024·江苏无锡·一模）超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面会沉积一层黑色物质(见下图) ，该方法可获得一种能用于手机触屏的超疏水性材料。下列说法不正确的是（ ） A．黑色物质由石蜡蒸气冷凝而成 B．黑色物质由石蜡不充分燃烧产生 C．黑色物质能与O2发生燃烧反应 D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀 【答案】A 【解析】A、石蜡蒸气冷凝成的固体是白色的，该黑色物质是石蜡不充分燃烧得到的炭黑，选项说法错误； B、该黑色物质是石蜡不充分燃烧得到的炭黑，选项说法正确； C、该黑色物质是石蜡不充分燃烧得到的炭黑，能与氧气在点燃的条件下反应，选项说法正确； D、炭黑主要成分是碳的单质，在常温下碳单质的化学性质稳定，所以铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀，选项说法正确。 故选A。 16．（2024·重庆·二模）我国古代将炉甘石(主要成分为ZnCO3)和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下2个反应。下列说法不正确的是（ ） ①ZnCO3ZnO+CO2↑ ②C+2ZnO2Zn+X↑ A．X的化学式为CO2 B．反应①中元素化合价均没变 C．反应②中ZnO发生了还原反应 D．反应②中碳具有氧化性 【答案】D 【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变。反应物中含C、Zn、O的个数分别是1、2、2，已知的生成物中含C、Zn、O的个数分别是0、2、0，故生成物X中还应含1个C、2个O，X的化学式为CO2，选项A正确； B、反应①中锌元素都显+2价，碳元素都显+4价，氧元素都显-2价，化合价没发生改变，选项B正确； C、反应②中ZnO失去氧生成Zn，发生了还原反应，选项C正确； D、反应②中碳得到氧生成二氧化碳，具有还原性，选项D不正确。 故选D。 17．（2024·广西南宁·模拟预测）《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤（约4800kg），不过得铜五六百斤（约320kg）”，按照记载配比，开展如下图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质，下列说法错误的是（ ） A．按记载配比，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为12：1 B．实验过程中氧化铜作氧化剂 C．可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜 D．若将氧化铜换成氧化铁，能观察到相同的现象 【答案】D 【解析】A、由题目可知，煤炭粉的质量约4800kg，铜的质量约320kg，则实验中氧化铜的质量约为，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为4800kg：400kg=12：1，故A不符合题意； B、氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应中氧化铜失去氧，发生还原反应，是氧化剂，故B不符合题意； C、稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，若观察到溶液由无色变为蓝色，则说明残留固体中有氧化铜，故可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜，故C不符合题意； D、氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，观察到黑色固体逐渐变红，氧化铁与碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，观察到红色粉末逐渐变黑，故现象不同，故D符合题意； 故选：D。 18．（2024·吉林长春·模拟预测）元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳元素的部分“价类二维图”，下列说法正确的是（ ） A．M为“混合物” B．X点对应的物质只有一种 C．Y点对应的物质为CO2 D．X只能通过与氧气反应生成Y 【答案】C 【解析】A、M对应的物质有CO，CO是由碳元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，故M为氧化物，故A说法错误； B、X点对应的是碳元素组成的单质，有可能是石墨或金刚石等，所以X点对应的物质不只有一种，故B说法错误； C、Y点对应的物质中含有+4价碳元素的氧化物，氧元素在化合物中显示-2价，故Y点对应的物质为CO2，故C说法正确； D、X是单质碳，Y是二氧化碳，碳与氧化铜反应也会产生二氧化碳和铜，故D说法错误。 故选C。 19．（2024·陕西咸阳·二模）我国古代炼铜的一种方法是将孔雀石【Cu2（OH）2CO3】和焦炭混合加热，发生的反应有①，②生成的氧化铜与碳在高温下反应。以下说法不正确的是（ ） A．孔雀石由5种元素组成 B．反应①中没有元素化合价的变化 C．反应②属于置换反应 D．反应②的黑色物质中有红色物质生成 【答案】A 【解析】A、根据孔雀石[Cu₂(OH)₂CO₃]化学式可知，孔雀石由铜、氧、氢、碳四种元素组成，不是 5 种元素，说法错误，符合题意； B、反应①中铜元素在孔雀石中显+2 价，在氧化铜中也显+2 价，氢元素在反应前后的化合价都是+1价；碳元素在反应前后的化合价都是+4价；氧元素在反应前后的化合价都是-2价，说法正确，不符合题意； C、反应②是碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，说法正确，不符合题意； D、碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，会看到黑色物质中有红色物质生成，说法正确，不符合题意。 故选A。 20．（2024·江西南昌·模拟预测）兴趣小组同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的密闭装置中持续加强热，通过传感器测得装置内CO2的质量变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A．a点炭粉一定完全反应 B．时，装置中气体只有CO2 C．时，装置中木炭的质量为2.4g D．装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应 【答案】D 【分析】高温条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳。设至少需要木炭的质量为x，生成二氧化碳的质量为y， x=6g y=2.2g， 设2.2g二氧化碳消耗炭粉的质量为z， z=0.6g， 所以反应结束后剩余炭粉的质量=8.4g-6g-0.6g=1.8g，二氧化碳全部转化为一氧化碳。 【解析】A、由分析可知，a点炭粉剩余的质量=8.4g-6g=2.4g，故说法错误； B、由分析可知，时，装置中气体只有一氧化碳，故说法错误； C、由分析可知，时，装置中木炭的质量为1.8g，故说法错误； D、由分析可知，装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应生成一氧化碳，故说法正确。 故选D。 21．墨是文房四宝之一，是一件融绘画、书法、雕刻于一体的艺术品，墨文化是中国文化的一部分。古语有云“一两黄金一两墨，千锤万杵方制成”，古法制墨需要两年时间才能制成。下面是古代制墨的主要工艺流程图。分析流程，回答问题。 （1）通过“炼烟”制得烟料的主要成分为炭黑，松枝中一定含有的元素是 。 （2）墨具有的化学性质是 。 （3）“千锤万杵方制成”指的就是“和料”的过程，据说需要反复锤敲达“十万杵”，请你分析这样做的原因是 。 （4）“晾干”过程中发生的主要变化是 。 （5）描金层光亮、整洁、色层均匀，描金的作用是 。 【答案】（1）碳/C （2）可燃性 （3）使烟料和胶合料混合均匀 （4）物理变化 （5）美观 【解析】（1）炭黑中含有碳元素，故松枝中一定含有碳元素，故填：碳或C； （2）墨的主要成分是碳，能与氧气充分反应生成生成二氧化碳，故填：可燃性； （3）“千锤万杵方制成”指的是“和料”的过程，反复锤敲达“十万杵”可以使烟料和胶合料混合均匀，故填：使烟料和胶合料混合均匀； （4）晾干使水分蒸发的过程，没有新物质生成，属于物理变化，故填：物理变化； （5）描金使其更为美观，故填：美观。 22．碳单质的化学性质 （1）古代字画能长久保存的原因是：常温下碳的化学性质 。 （2）木炭完全燃烧（O2充足）生成CO2，写出化学方程式 ；木炭不完全燃烧（O2不足）生成CO，写出化学方程式 。 （3）写出木炭还原氧化铜的化学方程式 ；实验现象是： 。木炭还原二氧化碳的化学方程式 。 【答案】（1）不活泼 （2） （3） 黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊 【解析】（1）古代字画能长久保存的原因是：常温下碳的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触，也不易起变化； （2）木炭完全燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：； 木炭不完全燃烧生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：； （3）木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； 实验现象是：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊； 木炭和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：。 23．碳的还原性的应用 （1）用于冶金工业，如：焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。 原理： ； （2）在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。 原理： 。 【答案】（1）2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ （2）CO2+C2CO 【解析】（1）碳单质具有还原性，高温时碳单质与氧化铁发生反应生成二氧化碳和铁单质，化学方程式为2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑； （2）高温时碳单质与二氧化碳反应生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C2CO。 24．（2024·福建泉州·二模）古代火法炼铜所使用的原料是煤炭、铜矿石（以氧化铜计）和碳酸钾。某学习活动小组开展模拟古代火法炼铜的实验，如图所示（石英无色透明，不参加反应；碳酸钾是碳还原二氧化碳的催化剂）。 （1）实验中用石英坩埚而不用瓷质坩埚的原因是 。 （2）炭与氧化铜反应的实验现象为 。 （3）石英方舟中的氧化铜全部变红，其反应的化学方程式为 。 （4）若充分反应后，坩埚底部的固体只有少量变红，石英方舟中的氧化铜不变色，可能的原因是 。 【答案】（1）石英无色透明，能观察反应变化过程 （2）黑色固体变为红色 （3） （4）煤炭粉量太少（合理即可） 【解析】（1）由题目信息可知石英无色透明，所以实验中用石英坩埚而不用瓷质坩埚的原因是使用石英坩埚能观察反应变化过程； （2）炭与氧化铜均为黑色固体，二者混合高温下反应生成铜和一氧化碳，实验现象是黑色固体变为红色； （3）煤炭粉燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳高温下在催化剂的作用下反应生成一氧化碳，石英方舟中的氧化铜全部变红，其反应的化学方程式为； （4）石英方舟中的氧化铜未与煤炭粉接触，发生反应的CO来源于煤炭粉与二氧化碳在碳酸钾催化下产生的一氧化碳；若充分反应后，坩埚底部的固体只有少量变红，石英方舟中的氧化铜不变色，可能原因是煤炭粉量太少，不足以与氧化铜完全反应。 25．（2024·吉林长春·模拟预测）Cu 可以形成化合价为+2 和+1的化合物。其中+1价化合物称为亚铜化合物。 （1）写出氧化亚铜的化学式 。 （2）高温时，氧化铜可被木炭还原为铜，反应的化学方程式是 。 （3）氧化亚铜是一种红色粉末。加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应生成氧化铜，利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气（装置如图所示），判断氮气中含有氧气的实验现象是 。 【答案】（1）Cu2O （2） （3）固体由红色变黑色 【解析】（1）氧化亚铜中铜元素显+1价，氧元素显-2价，故氧化亚铜的化学式为：Cu2O； （2）木炭能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （3）氧化亚铜是一种红色粉末。加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应生成氧化铜，氧化铜是黑色粉末，利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气，故判断氮气中含有氧气的现象是：固体由红色变黑色。 26．单质碳、氢气和一氧化碳有着相似的化学性质：可燃性和还原性。学校兴趣小组设计实验进行了验证： （1）甲实验：其中反应的化学方程式： ，还原剂是 ，现象是 。 （2）乙实验：能够证明试管中反应已经发生的明显现象有 (填字母)。若实验室没有酒精喷灯，可以用 和 代替。 A．红色粉末变为黑色         B．导管口出现气泡 C．澄清石灰水出现大量浑浊   D．试管口有无色液滴 （3）甲乙两个实验中加热装置不一样，说明 实验所需的温度更高。 【答案】（1） 氢气/H2 黑色固体逐渐变红 （2）C 酒精灯 金属网罩 （3）乙 【解析】（1）氢气与氧化铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为；在该反应中，氢气夺去了氧化铜中的氧元素，属于还原剂；氧化铜为黑色固体，铜为红色固体，所以现象是黑色固体逐渐变红。 （2）碳与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为黑色粉末变红色，导管口有气泡产生，且澄清石灰水变浑浊，故选C。 酒精灯是实验室常用的加热仪器，但提供的温度比酒精喷灯低。若实验室没有酒精喷灯，可以用酒精灯和金属网罩代替。‌酒精灯上金属网罩的主要作用是集中火焰，提高温度。‌ （3）酒精喷灯可以提供更高的温度。所以乙实验所需的温度更高。 27．在学习了“碳的化学性质”后，化学兴趣小组的同学在老师的指导下打算进行“木炭还原氧化铜”的实验。装置如图所示，请回答下列问题： （1）此实验在酒精灯火焰上罩网罩的目的是： ，左侧试管中的现象是 ； （2）加热一段时间后停止加热，并将装置冷却至室温后，将试管内固体取出，同学们对固体的成分产生了浓厚的兴趣 【提出问题】试管内固体成分是什么？ 【猜想与假设】 甲同学的猜想：铜和氧化铜 乙同学的猜想：氧化铜和碳 丙同学的猜想：铜、碳和氧化铜 丁同学的猜想：铜 你的猜想： ； 【收集证据】同学们一致认为，乙同学的猜想错误，原因是（用化学方程式表示） ，在老师的帮助下，同学们最终得出了丙同学的猜想正确的结论，并继续对固体加热完成了此实验。下图是甲同学根据整个反应进程绘制的生成铜的质量（m）与加热时间（t）的关系图像。你认为同学们在实验过程中第一次对固体停止加热的时间点是 （填“”、“”、“”或“”） 【讨论交流】 ①木炭还原氧化铜实验停止加热时要注意，为了防止试管炸裂，正确的操作是 （填字母）。 A．先熄灭酒精灯，再撤出导气管     B．先撤出导气管，再熄灭酒精灯 ②此实验中体现的碳的化学性质可用于 （填一种用途）。 【答案】（1）使火焰集中并提高温度 黑色固体中出现紫红色固体 （2）铜、碳（或Cu、C） B 冶金工业 【解析】（1）在酒精灯火焰上罩网罩的目的是集中火焰，减少空气的流动，提高温度；左侧试管中氧化铜和碳都是黑色的粉末，反应生成的铜是红色的，所以现象是黑色固体中有红色固体产生。 （2）[猜想与假设]加热一段时间后停止加热，氧化铜和碳发生反应生成铜和二氧化碳，则反应进程考虑四种情况：①氧化铜和碳恰好完全反应，则固体只有铜；②碳粉过量，则固体是铜和碳；③氧化铜过量，则固体是铜和氧化铜；④加热一段时间，部分反应物反应生成了铜，反应时间不足，停止加热，不再反应，同时剩余氧化铜和碳，则固体为铜、碳和氧化铜混合物； [收集证据]乙同学的猜想：氧化铜和碳，是不对的，因为氧化铜和碳高温发生反应生成铜和二氧化碳，用化学方程式表示为C+2CuO2Cu+CO2↑，反应已经进行一定时间，反应发生会产生铜，猜想中必须有铜；第一次对固体停止加热的时间点是t2，由于碳和氧化铜发生了反应，则一定有铜生成，则不可能是t1， 由于固体成分是碳、铜和氧化铜，说明再一次反应时仍然有铜生成，则选t2； ①木炭还原氧化铜实验停止加热时要注意，为了防止试管炸裂，应先撤出导气管，再熄灭酒精灯，防止溶液倒流到试管，故选B； ②此实验中体现的碳的化学性质——还原性，则可用于冶金工业。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$