专题8 碳单质与一氧化碳-【寒假分层作业】2025年九年级化学寒假培优练（上海专用）

专题8 碳单质与一氧化碳 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 碳及其同素异形体 考点二 碳的化学性质 考点三 一氧化碳 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 碳及其同素异形体 ⭐积累与运用 1.金刚石：无色透明的固体，是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。 2.石墨：深灰色固体，是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于；制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。 金刚石和石墨都是由碳原子构成，由碳元素组成，金刚石和石墨的物理性质有很大差异，原因是：碳原子的排列不同；CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化。 3.C60 也叫足球烯，C60由C60分子构成，一个分子中含60个碳原子，形似足球，它应用于材料科学和超导体等方面。还有其它管状的碳的单质，它们有很大的用途。 4.无定形碳 活性炭能使红墨水褪色是利用了其 吸附 性，该性质属于 物理性质 （物理或化学） 性质。活性炭具有该性质的原因是具有 疏松多孔 的结构。 木炭、焦炭、炭黑都是由微小的石墨晶体和少量杂质组成的，统称为无定形碳。 5、同素异形体的定义： 同种元素组成的结构不同的单质 。 常见的三组同素异形体为 氧气和臭氧 ，白磷和红磷 ， 金刚石、石墨、C60。 同素异形体之间的转化属于 化学变化 （物理变化或是化学变化）。 无定形碳不属于（属于或不属于）碳的同素异形体。 1．（2023·上海普陀·统考一模）不属于同素异形体的一组物质是 A．红磷与白磷 B．木炭与活性炭 C．氧气与臭氧 D．金刚石与石墨 【答案】B 【分析】由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，互为同素异形体的物质要符合以下两个条件：同种元素形成，不同单质。 【详解】A、红磷和白磷都是磷元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故A正确； B、木炭与活性炭都是无定形碳，属于混合物，不能称为同素异形体，故B错误； C、氧气与臭氧（O3）都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体；故C正确； D、金刚石和石墨都是碳元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故D正确； 故选B。 2．下列对一些事实的解释错误的是 选项 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，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 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 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 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、使用碳素墨水书写档案，字迹长时间不会变化，是因为常温下碳的化学性质稳定，该选项解释正确； B、石墨能够导电，所以能够做电池的电极材料，该选项解释正确； C、焦炭具有还原性，所以可用焦炭把铁从它的氧化物矿石里还原出来，该选项解释错误； D、活性炭具有吸附性，能够吸附有色素，所以制糖工业中可用活性炭来脱色以制白糖，该选项解释正确。 故选C。 3．石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。下图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是 A. 金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B. 在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C. 金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质 D. 因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大 【答案】C 【详解】A、金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质，该选项说法正确； B、将石墨转化为金刚石的过程中有新物质生成，属于化学变化，该选项说法正确； C、硬度属于物理性质，该选项说法不正确； D、由于碳原子，排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大，该选项说法正确。 故选C。 4．（2023·上海崇明·统考二模）有关金刚石和石墨的说法错误的是 A．金刚石具有可燃性 B．金刚石硬度很小 C．石墨具有导电性 D．石墨常温下化学性质稳定 【答案】B 【详解】A、金刚石具有可燃性，可以燃烧，燃烧后生成二氧化碳，正确； B、金刚石是天然存在的最硬的物质，错误； C、石墨具有优良的导电性，可用于制作干电池的电极，正确； D、常温下，碳单质化学性质稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应，正确。 故选B。 5． 下列用途中，利用了物质化学性质的是( )。 (A) 活性炭吸附毒气 (B) 干冰用于人工降雨 (C) 一氧化碳用作燃料 (D) 金刚石用于切割玻璃 [解答] C [分析] 物质的性质决定了其用途，而物质的用途也能反映出其性质。活性炭具有疏 松多孔的结构而能吸附有毒气体，这是利用了它的物理性质。干冰进行人工降雨是利用干 冰升华时吸收热量使周围空气中的水蒸气冷却成液态水，其中没有生成新物质，这是利用 了它的物理性质。利用金刚石硬度大的性质来切割玻璃，硬度是物质的物理性质。 一氧化 碳具有可燃性，燃烧时放出大量的热，这是一氧化碳的化学性质。 6．碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关，请依据下图回答问题。 (1)图1是碳原子的结构示意图，其原子核内质子数为 ，该元素位于元素周期表中第 周期。 (2)“碳家族”的成员很多，用途很广，图2中用到的碳单质是 ，图3中用到的碳单质是 ，图4说明活性炭具有 性；不同碳单质物理性质存在明显差异的原因是 。 (3)C60的分子结构与足球相似，下列有关C60的说法正确的是______（填字母）。 A．与石墨是同一种单质 B．是一种化合物 C．完全燃烧生成CO2 【答案】(1) 6 二/2 (2) 金刚石 石墨 吸附 碳原子排列不同 (3)C 【详解】（1）在原子结构示意图中，圆圈内的数字即为质子数，因此碳原子核内有6个质子； 在原子结构示意图中，原子的电子层数=该元素所在的周期数，碳原子的核外有2个电子层，因此碳元素在元素周期表中位于第二周期； （2）图2中用到的碳单质是金刚石，金刚石是天然存在的最硬的物质，可以用来裁玻璃； 图3中用到的碳单质是石墨，石墨质软，且呈深灰色，可用于制铅笔芯； 图4中用到的碳单质是活性炭，活性炭具有吸附性，可以作吸味剂； 不同碳单质物理性质存在明显差异的原因是碳原子排列方式不同； （3）A、C60是一种由碳元素组成的单质，与石墨是不同单质，故错误； B、C60是一种由碳元素组成的单质，故错误； C、C60是一种由碳元素组成的单质，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则C60完全燃烧时生成二氧化碳，故正确； 故选：C。 碳的化学性质 ⭐积累与运用 ①在常温下，碳的化学性质不活泼； ②可燃性：不充分燃烧化学方程式：2C + O2 2CO；充分燃烧化学方程式: C + O2 CO2 ③还原性：碳还原氧化铜的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑， 在此反应中，氧化铜中的氧元素被碳夺去了，碳表现出还原性性，氧化铜发生还原反应。反应前反应物为黑色固体， 充分反应后固体变成红色，并生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧化铜提供氧元素，称为氧化剂，氧化剂具有氧化性。在高温下，灼热的碳能把二氧化碳转化为一氧化碳。其反应的化学方程式为C+CO2高温2CO 7．（2024虹口一模）与单质碳有关的说法正确的是（　　） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．在空气中灼烧可除去氧化铜中的少量碳 C．可以通过溶解、过滤的方法分离氧化铜和碳 D．使用碳素墨水书写重要文档，主要是因为单质碳是黑色的 【答案】B 【解答】解：A、碳的单质间物理性质差别较大，例如金刚石和石墨，故A错误； B、碳在空气中灼烧生成二氧化碳气体，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故B正确； C、氧化铜和碳都不溶，不能通过溶解、过滤的方法分离，故C错误； D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，用碳素墨水来书写档案，是因为在常温下碳的化学性质不活泼，故D错误； 故选：B。 8．关于单质碳的性质描述错误的是 A．单质碳在常温下化学性质不活泼 B．单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳 C．高温时单质碳跟二氧化碳不反应 D．高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳 【答案】C 【详解】A、单质碳在常温下化学性质不活泼，选项正确； B、单质碳具有可燃性，在充足的氧气中充分燃烧生成二氧化碳，选项正确； C、高温时单质碳跟二氧化碳反应生成一氧化碳，选项错误； D、碳具有还原性，高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳，选项正确。 故选C。 9.（2023·上海松江·统考一模）碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是 A．被加热试管的管口有无色液滴 B．生成无色气体 C．导管口冒气泡 D．固体由黑色变红色 【答案】D 【分析】判断是否发生化学变化的依据是是否有新物质生成。 【详解】A、氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳，无水生成，试管口无无色液滴，或无色液滴可能是药品中所含的水蒸发后液化形成，不能说明有新物质生成，不能判断该反应发生，错误； B、无法直接观察到有无色气体生成，可通过澄清石灰水变浑浊判断有二氧化碳生成，从而判断发生了该反应。错误； C、导管口冒气泡可能是加热时空气膨胀排出试管，无法判断发生了该反应。 D、固体由黑色变红色，说明已经生成了铜，可以判断发生了该反应。 故选D。 10．如图是木炭和氧化铜反应的实验，下列操作或结论正确的是 A．导管口刚有气泡冒出说明反应已开始 B．实验结束应立即倒出粉末 C．木炭能把氧化铜还原为铜 D．固体减少的质量小于消耗碳的质量 【答案】C 【详解】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，故A不符合题意； B、实验结束如果立即倒出粉末，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，故B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，故C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，所以固体减少的质量大于消耗碳的质量，故D不符合题意。 故选C。 11．有关木炭还原氧化铜实验，图示关系正确的是： A． B． C． D． 【答案】D 【详解】试题分析：A选项生成二氧化碳的量不应该从0点开始；B选项剩余固体的质量不能为0；C选项根据质量守恒定律反应前后质量不变；D选项根据质量守恒定律反应前后原子的种类和数量不变可知，是正确的叙述；故答案选择D 12.系统学习掌握有关碳的性质，利于我们化学的深入研究 (1)常见的单质碳中石墨很软且呈深灰色，因此可以用来制 ，而金刚石是自然界存在最硬的物质。两者物理性质差异巨大的原因是 。 (2)我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，是因为常温下，碳的化学性质 。 (3)在点燃的条件下，碳与氧气质发生反应，当氧气不充足时，其燃烧产物为一氧化碳，反应的化学方程式 。 (4)下图是高温条件下，碳还原氧化铜的实验装置图实验可以观察到黑色粉末变红等实验现象，请写出烧杯中发生反应的化学方程式 ；酒精灯增加网罩的作用是 。 (5)将3.6g碳与一定量的氧气在密闭容器中燃烧，反应后无固体剩余。将得到的混合气体通过灼热的氧化铜，充分反应后，氧化铜固体质量减少1.6g。则混合气体中二氧化碳与一氧化碳的质量比 。 【答案】(1) 铅笔芯 原子结构排列不同 (2)稳定 (3) (4) 集中火焰，使温度更高 (5)根据题意，一氧化碳与氧化铜加热生成铜和二氧化碳，因此固体减少的质量即氧化铜中氧元素的质量，设反应一氧化碳的质量为 则二氧化碳的质量是 则混合气体中二氧化碳与一氧化碳的质量比8.8g:2.8g=22:7 13.碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质与用途 (1)金刚石、石墨都是常见的碳单质，其物理性质差异很大的原因是 。 (2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨性质的是________(填字母)。 A．稳定性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件 (3)同学们利用主要成分为碳单质的木炭按下列实验步骤展开探究： 步骤 1：组装好仪器，在Ⅰ处放入木炭，从Ⅱ处通入气体 X。 步骤 2：在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热，观察现象。 步骤 3：将Ⅱ处通入的气体换为 N2，观察现象。 ①气体 X 为 。 ②对比步骤 1 和步骤 2 中现象可知，可燃物燃烧的条件之一是 。 ③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，则步骤 2 试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 (4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验，利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注：“目数”是指固体的粗细度，目数越大，颗粒越小) 实验编号 碳粉质量/g 目数规格 氧化铜粉质量/g 对应曲线 1 3 200目 40 a 2 3 1000目 40 b 3 6 1000目 80 c（待画） ①分析 a、b 两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系为 。 ②请在图中画出曲线 c 的大致位置及变化趋势 。 【答案】(1)碳原子的排列方式不同 (2)C (3) O2/氧气 温度达到可燃物的着火点 (4) 碳粉的目数越大，反应速率越快 【详解】（1）金刚石、石墨都是常见的碳单质，其物理性质差异很大的原因是碳原子排列方式不同。 （2）中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷，不仅因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感，还利用了石墨的导电性，没有用到石墨的还原性，故选：C； （3）①气体X为氧气，氧气可以支持燃烧，可用作助燃剂； ②步骤 1：组装好仪器，在Ⅰ处放入木炭，从Ⅱ处通入气体 X（氧气），木炭不燃烧； 步骤 2：在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热，观察到木炭燃烧； 对比步骤1和步骤2中现象可知，可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物着火点； ③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，则步骤2试管中一定发生的反应是碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，试管中发生的反应化学方程式为：； （4）①对比分析a、b两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，生成同等质量的气体时，b比a所用时间更短，说明b反应速率大于a，而b的碳粉目数多于a，则在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大，反应速率越快； ②a中碳粉的质量为3g，目数规格为200目，氧化铜粉末质量为40g；b中碳粉的质量为3g，目数规格为1000目，氧化铜粉末质量为40g；c中碳粉的质量为6g，目数规格为1000目，氧化铜粉末质量为80g；c中碳粉目数与b中目数相同，c中碳粉和氧化铜粉末质量为a的2倍，故c中产生气体的质量为a的2倍，反应速率与b相同，即曲线斜率与b相同，最终生成气体的质量为a的2倍；则曲线 c 的大致位置及变化趋势为   一氧化碳 ⭐积累与运用 1.一氧化碳的物理性质 通常情况下，CO 是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。 注意：CO 的收集应采用排水法，且CO有毒、密度与空气密度接近，不能用排空气法收集 2.一氧化碳的化学性质 ①可燃性:一氧化碳燃烧，火焰呈蓝色，其化学方程式为： 02+2CO 2CO2 ②还原性: 现象：黑色固体变红色，石灰水变浑浊，原理：CO+CuO Cu+CO2 ③有毒性：煤气中毒即一氧化碳中毒，原因是一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，造成缺氧危及生命 14．下列对一氧化碳的认识中，错误的是 A．一氧化碳有可燃性，可用作燃料 B．一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属 C．室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒 D．分子的不断运动，能使一氧化碳向四周弥漫 【答案】C 【详解】A、一氧化碳具有可燃性，燃烧时发出蓝色火焰，放出大量的热，可作燃料，说法正确； B、一氧化碳具有还原性，一氧化碳可以夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物失去氧而变成金属单质，可用于治金工业，说法正确； C、一氧化碳不溶于水，室内放一盆水，不能防止一氧化碳中毒，说法错误； D、任何分子都在不断运动，所以能使一氧化碳向四周弥漫，，说法正确。 故选：C。 15.（2024闵行一模）从化学观念的不同角度，对CO和CO2两种物质认识错误的是（　　） A．元素观：都是由碳元素和氧元素组成 B．分类观：都属于氧化物 C．变化观：在一定条件下可以相互转化 D．结构观：都是由碳原子和氧原子构成 【答案】D 【解答】解：A、CO和CO2两种物质都是由碳元素和氧元素组成的，故选项说法正确。 B、CO和CO2两种物质都是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，都属于氧化物，故选项说法正确。 C、CO和CO2在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，故选项说法正确。 D、CO和CO2分别是由一氧化碳分子、二氧化碳分子构成的，故选项说法错误。 故选：D。 16．（2023年湖南省益阳市中考）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是 A. 元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B. 分类观：CO和CO2都属于氧化物 C. 变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D. 结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 【答案】D 【详解】A、由化学式可知，一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的纯净物，均属于化合物，不符合题意； B、一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的化合物，均属于氧化物，不符合题意； C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故CO和CO2在一定条件下可以相互转化，不符合题意； D、一氧化碳和二氧化碳均是由分子构成，一氧化碳分子和二氧化碳分子均是由碳原子和氧原子构成，一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同，符合题意。 故选D。 17.关于一氧化碳与氧化铜发生反应的实验，说法正确的是 A．反应前先通入一氧化碳是为了实验能安全进行 B．尾气处理的方法是将其通入足量的澄清石灰水 C．反应前后固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应前后每种元素均从化合态转变为了游离态 【答案】A 【分析】一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，反应的方程式为。 【详解】A、反应前先通入一氧化碳是为了排尽管内空气，防止一氧化碳不纯导致玻璃管炸裂，说法正确； B、一氧化碳不与石灰水反应，故不能将其通入足量的澄清石灰水进行尾气处理，说法错误； C、根据方程式可知，氧化铜固体变成单质铜，减少的只是氧元素的质量，生成的气体二氧化碳的质量等于参与反应的一氧化碳的质量加上减少的氧化铜中氧元素的质量，说法错误； D、分析方程式可知，反应前后铜元素由化合态变成了游离态，而碳、氧元素仍为化合态，说法错误。 故选A。 18.如图是一氧化碳和氧化铜后应制取铜的实验有关说法错误的是 A．实验中一氧化碳体现了还原性 B．实验中观察到玻璃管内固体由黑色变为红色 C．酒精灯II的作用是处理尾气，防止有毒气体排放 D．实验开始时应先点燃酒精灯I，再点燃酒精灯II 【答案】D 【详解】A、实验中一氧化碳体现了还原性，将氧化铜还原成铜，不符合题意； B、实验中观察到玻璃管内固体由黑色变为红色，即黑色氧化铜被还原成红色的铜，不符合题意； C、酒精灯II的作用是处理尾气，防止有毒气体CO排放到空气中，污染空气，不符合题意； D、实验开始时应先点燃酒精灯II，再点燃酒精灯I，因为应先通入CO，排尽装置内的空气，再点燃酒精灯I，防止CO中混入空气而爆炸，符合题意。 故选：D。 19．下图是兴趣小组探究有关碳及其氧化物的性质的实验装置图。下列说法正确的是 A．实验过程中乙处比甲处先反应 B．实验中乙处红色粉末逐渐变黑 C．实验过程中，可观察到丁处澄清石灰水变浑浊 D．该装置的不足之处是未进行尾气处理 【答案】C 【详解】A、甲中二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，实验过程中甲处比乙处先反应，错误； B、实验中乙处，发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，实验现象是黑色粉末逐渐变红，错误； C、该实验过程有二氧化碳生成，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，正确； D、由装置的特点可知，丁装置既可检验二氧化碳的生成，又可以收集未反应的一氧化碳，进行了尾气处理，无需增加尾气处理装置，错误。 故选C。 20.一氧化碳、碳分别与足量氧化铜反应，相关分析正确的是（多选） A．实验时都必须使用酒精喷灯 B．生成的气体都能使石灰水变浑浊 C．固体减少的质量都等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量 D．生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为2：1 【答案】BD 【详解】A、一氧化碳和氧化铜反应可以用酒精灯，碳和氧化铜反应需要酒精喷灯，相关分析错误； B、都产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，相关分析正确； C、一氧化碳和氧化铜反应时，固体减少的质量等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量，碳和氧化铜反应时，固体减少的质量等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量和反应的碳的质量和，相关分析错误； D、反应的化学方程式是、，由方程式可知：生成1mol铜需要1mol一氧化碳、0.5mol碳，生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为2：1，分析正确； 故选：BD。 21.实验结束后，利用炭还原氧化铜，得到其混合物，现探究某氧化铜与炭的混合物中氧化铜的质量分数，取样品10g进行如下实验。 (1)关闭弹簧夹，高温加热装置B，观察黑色固体部分变 ，有关反应的化学方程式是 ；装置C增加1.1g后质量不再增加，由此可知装置B中 。 a．氧化铜过量    b．炭过量    c．恰好完全反应    d．无法判断 (2)装置D的作用是 。 (3)打开活塞和弹簧夹，装置C的质量又增加，观察到装置B中红色固体又变黑色，同时看到 ，装置C质量增加的原因（用化学方程式解释） 。 (4)实验过程中，通入装置B中氧气的量大于参与反应的量，请设计一个简单的实验加以证明 。 【答案】(1) 红色 d (2)防止空气中的二氧化碳进入装置C，对实验产生干扰 (3) 白光 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O (4)将带火星的木条置于装置D中右边导气管口，木条复燃，则氧气过量 【详解】（1）关闭弹簧夹，高温加热装置B，则装置B中的反应是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，观察到的现象是黑色固体部分变红；反应的化学方程式写为：C+2CuO2Cu+CO2↑；氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，装置C增加的1.1g气体为二氧化碳，但不知碳、氧化铜的质量，故无法判断反应情况，选d。 （2）装置D中的石灰水可以吸收空气中的二氧化碳，防止空气中的二氧化碳进入装置C，对实验产生干扰。 （3）打开活塞和弹簧夹，装置A中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，B装置中的铜与氧气反应生成氧化铜，观察到装置B中红色固体又变黑色，同时碳粉与氧气在高温条件下发生燃烧，发出白光；装置B中生成的二氧化碳进入装置C中，与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，使C中的质量增加，故反应的化学方程式写为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。 （4）将带火星的木条置于装置 D 中导气管口，木条复燃，说明装置C中有残留的氧气，表明通入装置B中氧气的量大于参与反应的量。 22．实验室为了验证CO的还原性，以及与CuO反应的产物，如下图装置所示进行实验。 (1)A中玻璃管内发生反应的化学方程式是 ；实验进行一段时间后，B中玻璃管内观察到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 (2)实验刚开始就见到C中溶液变浑浊，并不能说明B中已经反应了，理由是 。 (3)为完善实验，需在A、B装置之间加入D、E装置，其中装置D的作用是 ，装置E的作用是 。 【答案】(1) CO2+C2CO 黑色粉末逐渐变红 CO+CuOCu+CO2 (2)A中未反应的CO2也能使C中溶液变浑浊 (3) 吸收未反应的CO2 检验CO2是否吸收完全 【详解】（1）A中玻璃管内为通入的二氧化碳与炭粉在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C2CO。B管中为A管反应生成的一氧化碳在高温下还原氧化铜生成二氧化碳和铜单质，实验现象为黑色粉末逐渐变红，化学方程式为CO+CuOCu+CO2。 （2）实验刚开始就见到C中溶液变浑浊，并不能说明B中已经反应了，理由是A中未反应的CO2也能使C中溶液变浑浊。 （3）装置D中为石灰乳、装置E中为澄清石灰水，所以A、B装置之间加入D、E装置，装置D的作用是吸收未反应的CO2，装置E的作用是检验CO2是否吸收完全。 23．某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验装置如下图所示。 【实验一】碳与氧化铜反应制取铜 (1)A处发生反应的化学方程式是 ；B中的现象是 。 (2)加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺序操作的目的是 。 【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜 (3)开始实验时，下列操作正确的顺序是 。 a、通入一氧化碳一段时间 b、点燃C处酒精灯 c、点燃E处酒精灯 d、检验k处气体纯度 (4)实验二有尾气处理装置，该装置是 （选填“C”“D”或“E”）。 (5)经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体的质量，则实验一剩余固体的成分是 。 【答案】(1) C+2CuO2Cu+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊 (2)防倒吸 (3)dcab (4)E (5)C、Cu 【详解】（1）A处是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；A中有二氧化碳生成，可以观察到B中澄清石灰水变浑浊； （2）加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体，按上述顺序操作的目的是防止B试管中的液体药品倒吸入A试管中炸裂试管； （3）一氧化碳还原氧化铜的实验时，应先检查一氧化碳的纯度，一氧化碳不纯会发生爆炸，然后点燃E处的酒精等，防止之后通入一氧化碳泄露污染空气，然后通入一氧化碳一段时间，最后才可以点燃C处的酒精灯，故正确的操作顺序是dcab； （4）实验二中C装置的酒精灯是加热试管，D中的石灰水不与一氧化碳反应，是用来检验生成的二氧化碳，E装置的酒精灯是燃烧一氧化碳，属于尾气处理装置； （5）由反应的化学方程式可知，，，反应前后铜元素的质量不变，生成铜的质量相等，实验一剩余固体的质量大于实验二剩余固体的质量，说明实验一中碳有剩余，则实验一剩余固体的成分是C、Cu。 1．木炭和氧化铜的混合物在高温条件下恰好完全反应生成铜和二氧化碳（不考虑装置内空气的影响），下列图像不正确的有 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】D 【分析】木炭和氧化铜反应生成铜和二氧化碳：。 【详解】A、反应中氧化铜（反应物）质量不断减小，二氧化碳（反应物）质量不断增加，图像不正确； B、由分析可知：碳、氧化铜作为反应物质量不断减少，根据质量关系，消耗碳的质量小于氧化铜的质量，图像不正确； C、根据反应可知：固体质量再不断减少，二氧化碳质量在不断增加，当二氧化碳质量增加到最大时，碳与氧化铜恰好完全反应，但固体还有生成的铜，固体减少质量不会减少到0，图像不正确； D、根据反应可知，固体质量在不断减少，根据恰好完全反应时，碳被消耗完全，固体质量减少最多，但固体减少的质量是生成二氧化碳的质量，因此比碳的质量大，图像错误； 由以上分析可知，不正确的图像有4个。 故选：D。 2．某小组以图1装置用CO和CuO反应制取Cu，同时生成。不同温度下反应4小时后固体物质的XRD图如图2所示(XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在，不同固体出现的衍射峰的衍射角不同)。下列说法正确的是 A．400℃时，固体产物只有Cu B．实验中，随着温度的升高，CuO先全部转化为，再转化为Cu C．硬质玻璃管中固体减少的质量即为生成的质量 D．取32gCuO在一定温度下实验，最终得到固体产物总质量为27.2g，则生成的质量为13.2g 【答案】D 【详解】A、根据图示可知，400℃时，固体中含有CuO、Cu2O和Cu，故A说法错误； B、根据图示可知，实验中，随着温度的升高，CuO先转化为Cu2O和Cu，Cu2O再转化为Cu，故B说法错误； C、CO和CuO反应制取Cu，同时生成 CO2 ，根据质量守恒定律，则硬质玻璃管中固体减少的质量是一氧化碳得到氧元素的质量，不是生成二氧化碳的质量，故C说法错误； D、取32gCuO在一定温度下实验，若全部转化为铜，设生成铜的质量为x，则有，解得x=25.6g＜27.2g，则最终得到固体产物为Cu和Cu2O的混合物，固体质量减少的质量即为一氧化碳得到氧元素的质量：32g-27.2g=4.8g，设生成二氧化碳的质量为y，则有，解得y=13.2g，故D说法正确； 故选：D。 3．与在催化剂作用下可得到合成气（和），反应过程中催化剂表面同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。下列有关说法不正确的是 A．积碳反应为： B．为减少积碳量，可在原料气中加入稍过量 C．生产中催化剂的催化效果降低，可能是积碳量减少导致的 D．图2中温度高于时积碳量减少，原因是消耗的碳多于生成的碳 【答案】C 【详解】A、由图1可知，积碳反应为甲烷在催化剂作用下反应生成氢气和碳，反应的符号表达式为，故A不符合题意； B、从图1可以看出，甲烷先转化为碳和氢气，碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，所以为减少积碳，可在原料气中适当增加二氧化碳气体的量，使催化剂表面的碳更快的转化为一氧化碳，故B不符合题意； C、生产中催化剂的催化效果降低，可能是反应生成的积碳过多，附着在催化剂的表面，阻止催化剂与反应物接触，故C符合题意； D、图2中温度高于600℃时积碳量减少，原因是温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳，故D不符合题意。 故选C。 4.（2023·上海松江·统考二模）一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是 A．M点对应的固体物质只有二种 B．N点对应的固体是铜 C．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为1：2 D．0～t2min内，固体中碳元素的质量减小 【答案】D 【详解】A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，至N点完全反应，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法错误； B、至N点完全反应，N点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜或铜，故选项说法错误； C、至N点完全反应，N点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜，结合可知，混合物中碳和氧化铜物质的量之比不一定为1：2，故选项说法错误； D、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，0～t2min内，固体中碳元素的质量减小，故选项说法正确； 故选D。 5.某学习小组为验证碳及其化合物的性质设计如下图所示实验装置进行实验。实验时先通一段时间氮气， 然后分别点燃A、C 处酒精喷灯和D 处酒精灯。    回答下列问题： （1）B 处反应的化学方程式为 ，其基本反应类型是 ； （2）C 处碳粉可将二氧化碳转化为一氧化碳，此处可能观察到的现象是 ； （3）D 处黑色粉末变为亮红色，此处反应的化学方程式为 ； （4）E 处可观察到的实验现象是 ，仅从观察到的 E 处出现了明显现象是无法判断C、D 处已经发生了化学反应的，请简述理由： ； （5）实验结束后，小组同学欲探究A 中碳酸钙是否完全分解，有同学提出以下实验方法： 方法一：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加水充分溶解，观察是否有不溶物； 方法二：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生； 方法三：称量A 中剩余固体质量。 小组同学研讨后认为：方法一不可行，方法二和方法三可行。 I. 方法一不可行的理由是： ； II. 用方法三进行实验，称得A 中剩余固体质量为 6.6 克，A 中剩余固体成分是 。 【答案】 CO2+H2O=H2CO3 化合反应 黑色粉末逐渐减少 CO+CuO Cu+CO2 澄清石灰水变浑浊 通过 C 处未反应的CO2进入 E 中也会使澄清石灰水变浑浊 CaO 与水反应产生的 Ca（OH）2微溶于水，无法判断 CaCO3的存在 CaCO3、CaO 【详解】（1）B 处二氧化碳和水反应生成碳酸，；该反应是两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应； （2）C 处碳粉和二氧化碳反应生成一氧化碳，此处可能观察到的现象是黑色粉末逐渐减少； （3）D 处黑色粉末变为亮红色，一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，反应为CO+CuO Cu+CO2； （4）二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，E 处可观察到的实验现象是澄清石灰水变浑浊，仅从观察到的 E 处出现了明显现象是无法判断C、D 处已经发生了化学反应，因为通过 C 处未反应的CO2进入 E 中也会使澄清石灰水变浑浊； （5）I. CaO 与水反应产生的 Ca（OH）2微溶于水，无法判断 CaCO3的存在，故方法一不可行； II. 根据质量守恒定律，固体减少质量就是生成气体质量，10g -6.6g=3.4g；设生成3.4g二氧化碳需要的碳酸钙质量为x 7.7g<10g故碳酸钙没有完全分解，A 中剩余固体成分是氧化钙和碳酸钙。 6.用如图装置完成以下实验： (1)探究燃烧条件：B 处盛放木炭。 Ⅰ.先在A 处通入氮气一段时间后，在B 处加热，B、C 处没有明显变化；Ⅱ.待B 处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C 处没有明显变化；Ⅲ.在 A 处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。 Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是 ；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是 。 (2)模拟工业炼铜：B 处盛放氧化铜粉末。 ①在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精灯加热，B处可观察到的现象为 ，B处反应的化学方程式为 ，反应中还原剂是 。 ②该实验必须处理尾气，在C装置后加一个酒精灯点燃尾气即可，尾气处理中体现了一氧化碳具有 和 化学性质。 ③实验结束后先停止加热，继续通一氧化碳气体至装置冷却，目的是 。 ④现有含杂质的氧化铜样品10g(假设杂质不参加反应)，为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据(假设澄清石灰水量足够，反应充分)： 反应前 氧化铜完全反应后 Ⅰ组 试管和石灰水的质量为185g 试管和瓶内物质的总质量为187.2g Ⅱ组 玻璃管和氧化铜样品的质量为57.9g 玻璃管和玻璃管内物质的质量为57.1g 关于这两组数据，下列说法不正确的是 (选填相关的字母) A．玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量 B．利用这两组数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数 C．理论上C装置中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量相等 D．如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于C装置中石灰水增重的质量 【答案】(1) 可燃物与氧气接触 温度达到可燃物的着火点 (2) 黑色固体变红 CO+CuOCO2+Cu CO/一氧化碳 毒性 可燃性 防止生成的铜被氧化/防止液体倒吸炸裂试管 D 【详解】（1）Ⅰ和Ⅲ对比可知，通入氧气后木炭才能燃烧生成二氧化碳，说明燃烧需要可燃物与氧气接触；Ⅱ与Ⅲ对比可知，在加热时木炭能燃烧生成了二氧化碳，说明燃烧的条件之一是温度达到着火点，故填：可燃物与氧气接触；温度达到可燃物的着火点； （2）①一氧化碳与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，可观察到黑色固体变红，反应的化学方程式为CO+CuOCO2+Cu，该反应中一氧化碳能夺取氧化铜中的氧，具有还原性，作还原剂，故填：黑色固体变红；CO+CuOCO2+Cu；CO或一氧化碳； ②一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，因此在C装置后加一个酒精灯点燃尾气，尾气处理中体现了一氧化碳具有毒性和可燃性的化学性质，故填：毒性；可燃性； ③实验结束后先停止加热，继续通入一氧化碳至装置冷却，可以防止生成的铜被氧化，也可以防止液体倒吸炸裂试管，故填：防止生成的铜被氧化或防止液体倒吸炸裂试管； ④A、玻璃管中氧化铜还原成铜，由反应的化学方程式CO+CuOCO2+Cu可知，固体减少的质量是氧元素的质量，故选项说法正确； B、第一组数据装置乙中石灰水增重的质量为产生的二氧化碳的质量，因此能计算氧化铜的质量分数；第二组数据可以通过氧元素的质量计算出氧化铜的质量，进而计算氧化铜的质量分数，故选项说法正确； C、由第一组数据可知，产生二氧化碳的质量为187.2g-185g=2.2g；由第二组数据可知，氧化铜中氧元素的质量为57.9g-57.1g=0.8，则氧化铜的质量为0.8g÷(×100%)=4g，由反应的化学方程式CO+CuOCO2+Cu可知，参加反应的氧化铜和生成二氧化碳的质量比为80:44，则生成二氧化碳的质量为2.2g，故选项说法正确； D、玻璃管中固体减少的质量是氧元素的质量（也就是二氧化碳和一氧化碳的质量差），如果实验称量很准确装置乙中石灰水增重的质量是反应生成的二氧化碳的质量，故选项说法不正确； 故选D。 1．碳在氧气中充分燃烧时生成二氧化碳，当碳燃烧不充分时生成一氧化碳。碳和氧气在不同质量比时可能得到的生成物质量如图所示。下列说法不正确的是 A．Q点对应的生成物是一氧化碳，M点对应的生成物是二氧化碳 B．若实验在密闭容器中进行，P点对应的生成物只有二氧化碳 C．当碳和氧气的质量比为3：6时，生成物一定是一氧化碳和二氧化碳的混合物 D．若反应所得一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体中，碳元素质量分数为36%，则混合气体中一氧化碳的质量分数一定是54% 【答案】D 【分析】碳在氧气中完全燃烧：，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32=3:8；碳不完全燃烧：，参加反应的碳与氧气的质量比为：3:4。 如果碳和氧气的质量比≤，只生成二氧化碳，如果＜碳和氧气的质量比＜，则生成二氧化碳和一氧化碳的混合物，如果碳和氧气的质量比≥，则只生成一氧化碳。 【详解】A、由图可知，Q点时，碳和氧气的质量比为，故只生成一氧化碳，M点时，碳和氧气的质量比为：，只生成二氧化碳，不符合题意； B、由图可知，P点碳和氧气的质量比为，故P点对应的生成物只有二氧化碳，不符合题意； C、当碳和氧气的质量比为3：6时，则＜碳和氧气的质量比＜，生成物一定是一氧化碳和二氧化碳的混合物，不符合题意； D、设混合气体的质量为100g，则碳元素质量为：100g×36%=36g，设混合气体中一氧化碳的质量为m，则二氧化碳的质量为100-m，故，m=56g，故混合气体中一氧化碳的质量分数为：，符合题意。 故选D。 2．回答下列问题： (1)如图是炭还原氧化铜的实验装置，碳与氧化铜反应的化学方程式为 。 【提出问题】碳与氧化铜反应是否产生一氧化碳？ 【猜想】猜想1：当氧化铜与炭的质量比≥13.3时不产生一氧化碳，当氧化铜与炭的质量比＜13.3时会产生一氧化碳； 猜想2：碳与氧化铜反应不产生一氧化碳； 猜想3：碳与氧化铜反应有一氧化碳生成，与参加反应的氧化铜和炭的质量比无关。 【设计实验】实验装置如图： 【实验记录】 A B B1 A2 B2 13.3：1 黑色固体变红 变浑浊 无明显变化 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 10：1 黑色固体变红 变浑浊 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 6.7：1 黑色固体变红 变浑浊 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 【分析与结论】 (2)实验时，需先将炭和氧化铜研磨并混合均匀，其目的是 。实验二的作用是 ，通过实验可得出的结论是 。 【拓展】为进一步确定炭与氧化铜反应的气体产物，设计如图装置进行实验，加入药品后，通氨气将装置中的空气排出，再点燃酒精喷灯加热，测得数据如表： CO2浓度/ppm CO浓度/ppm CO2浓度/CO浓度 13.3：1 33895 551.67 61.44 10：1 30376 314.66 96.54 6.7：1 26191 113.67 230.41 【分析】 (3)高温条件下，碳与氧化铜反应产生的气体主要是 。如图是氧化铜和炭粉质量比为10：1时，反应过程中二氧化碳、一氧化碳浓度的变化，二氧化碳的量到达一定峰值后，出现了下降趋势，其可能原因是 。 【答案】(1) (2) 使得炭和氧化铜充分接触，使反应更充分 表明氧化铜受热时不会自分解，避免其对实验3的A3产生干扰 猜想3正确 (3) 二氧化碳/CO2 二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳 【详解】（1）碳和氧化铜在高温时反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为； （2）将炭和氧化铜研磨并混合均匀，增加了反应物间的接触面积，使得炭和氧化铜充分接触，使反应更充分； 实验二是单独加热氧化铜固体，观察其现象，结果是无明显现象，表明氧化铜受热时不会自分解，避免其对实验3的A3产生干扰； 通过A2、B2的现象，表明氧化铜与炭的质量比13.3:1、10:1、6.7:1时，B2处氧化铜均会发生一定程度的还原，即其均会产生一氧化碳，故说明碳与氧化铜反应有一氧化碳生成，与参加反应的氧化铜和炭的质量比无关，即猜想3正确； （3）观察拓展中的表，其二氧化碳浓度比一氧化碳浓度的比值均60，故高温条件下，碳与氧化铜反应产生的气体主要是二氧化碳（CO2）； 因为二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳，故当二氧化碳浓度到达一定峰值后，会出现下降趋势。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！34 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题8 碳单质与一氧化碳 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 碳及其同素异形体 考点二 碳的化学性质 考点三 一氧化碳 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 碳及其同素异形体 ⭐积累与运用 1.金刚石：无色透明的固体，是自然界中 的物质，可用于 、 、 等。 2.石墨：深灰色固体，是 的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于 、 、电车的滑块等。 金刚石和石墨都是由 构成，由 组成，金刚石和石墨的物理性质有很大差异，原因是： ；CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是： 。石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为 变化。 3.C60 也叫足球烯，C60由 构成，一个分子中含60个碳原子，形似足球，它应用于 和 等方面。还有其它管状的碳的单质，它们有很大的用途。 4.无定形碳 活性炭能使红墨水褪色是利用了其 性，该性质属于 （物理或化学） 性质。活性炭具有该性质的原因是具有 的结构。 木炭、焦炭、炭黑都是由微小的石墨晶体和少量杂质组成的，统称为 。 5、同素异形体的定义： 。 常见的三组同素异形体为 。 同素异形体之间的转化属于 （物理变化或是化学变化）。 无定形碳 （属于或不属于）碳的同素异形体。 1．（2023·上海普陀·统考一模）不属于同素异形体的一组物质是 A．红磷与白磷 B．木炭与活性炭 C．氧气与臭氧 D．金刚石与石墨 2．下列对一些事实的解释错误的是 选项 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，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 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 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 3．石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。下图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是 A. 金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B. 在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C. 金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质 D. 因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大 4．（2023·上海崇明·统考二模）有关金刚石和石墨的说法错误的是 A．金刚石具有可燃性 B．金刚石硬度很小 C．石墨具有导电性 D．石墨常温下化学性质稳定 5． 下列用途中，利用了物质化学性质的是( )。 (A) 活性炭吸附毒气 (B) 干冰用于人工降雨 (C) 一氧化碳用作燃料 (D) 金刚石用于切割玻璃 6．碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关，请依据下图回答问题。 (1)图1是碳原子的结构示意图，其原子核内质子数为 ，该元素位于元素周期表中第 周期。 (2)“碳家族”的成员很多，用途很广，图2中用到的碳单质是 ，图3中用到的碳单质是 ，图4说明活性炭具有 性；不同碳单质物理性质存在明显差异的原因是 。 (3)C60的分子结构与足球相似，下列有关C60的说法正确的是______（填字母）。 A．与石墨是同一种单质 B．是一种化合物 C．完全燃烧生成CO2 碳的化学性质 ⭐积累与运用 ①在常温下，碳的化学性质 ； ②可燃性：不充分燃烧化学方程式： ；充分燃烧化学方程式: 2 ③还原性：碳还原氧化铜的化学方程式为： ， 在此反应中，氧化铜中的氧元素被碳夺去了，碳表现出 性，氧化铜发生 反应。反应前反应物为 色固体， 充分反应后固体变成 色，并生成 的气体。氧化铜提供氧元素，称为 ，氧化剂具有 。在高温下，灼热的碳能把二氧化碳转化为一氧化碳。其反应的化学方程式为 7．（2024虹口一模）与单质碳有关的说法正确的是（　　） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．在空气中灼烧可除去氧化铜中的少量碳 C．可以通过溶解、过滤的方法分离氧化铜和碳 D．使用碳素墨水书写重要文档，主要是因为单质碳是黑色的 8．关于单质碳的性质描述错误的是 A．单质碳在常温下化学性质不活泼 B．单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳 C．高温时单质碳跟二氧化碳不反应 D．高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳 9.（2023·上海松江·统考一模）碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是 A．被加热试管的管口有无色液滴 B．生成无色气体 C．导管口冒气泡 D．固体由黑色变红色 10．如图是木炭和氧化铜反应的实验，下列操作或结论正确的是 A．导管口刚有气泡冒出说明反应已开始 B．实验结束应立即倒出粉末 C．木炭能把氧化铜还原为铜 D．固体减少的质量小于消耗碳的质量 11．有关木炭还原氧化铜实验，图示关系正确的是： A． B． C． D． 12.系统学习掌握有关碳的性质，利于我们化学的深入研究 (1)常见的单质碳中石墨很软且呈深灰色，因此可以用来制 ，而金刚石是自然界存在最硬的物质。两者物理性质差异巨大的原因是 。 (2)我国古代书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，是因为常温下，碳的化学性质 。 (3)在点燃的条件下，碳与氧气质发生反应，当氧气不充足时，其燃烧产物为一氧化碳，反应的化学方程式 。 (4)下图是高温条件下，碳还原氧化铜的实验装置图实验可以观察到黑色粉末变红等实验现象，请写出烧杯中发生反应的化学方程式 ；酒精灯增加网罩的作用是 。 (5)将3.6g碳与一定量的氧气在密闭容器中燃烧，反应后无固体剩余。将得到的混合气体通过灼热的氧化铜，充分反应后，氧化铜固体质量减少1.6g。则混合气体中二氧化碳与一氧化碳的质量比 。 13.碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质与用途 (1)金刚石、石墨都是常见的碳单质，其物理性质差异很大的原因是 。 (2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨性质的是________(填字母)。 A．稳定性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件 (3)同学们利用主要成分为碳单质的木炭按下列实验步骤展开探究： 步骤 1：组装好仪器，在Ⅰ处放入木炭，从Ⅱ处通入气体 X。 步骤 2：在 Ⅰ 处点燃酒精灯加热，观察现象。 步骤 3：将Ⅱ处通入的气体换为 N2，观察现象。 ①气体 X 为 。 ②对比步骤 1 和步骤 2 中现象可知，可燃物燃烧的条件之一是 。 ③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，则步骤 2 试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 (4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验，利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注：“目数”是指固体的粗细度，目数越大，颗粒越小) 实验编号 碳粉质量/g 目数规格 氧化铜粉质量/g 对应曲线 1 3 200目 40 a 2 3 1000目 40 b 3 6 1000目 80 c（待画） ①分析 a、b 两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系为 。 ②请在图中画出曲线 c 的大致位置及变化趋势 。 一氧化碳 ⭐积累与运用 1.一氧化碳的物理性质 通常情况下，CO 是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。 注意：CO 的收集应采用排水法，且CO有毒、密度与空气密度接近，不能用排空气法收集 2.一氧化碳的化学性质 ①可燃性:一氧化碳燃烧，火焰呈蓝色，其化学方程式为： 02+2CO 2CO2 ②还原性: 现象：黑色固体变红色，石灰水变浑浊，原理：CO+CuO Cu+CO2 ③有毒性：煤气中毒即一氧化碳中毒，原因是一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，造成缺氧危及生命 14．下列对一氧化碳的认识中，错误的是 A．一氧化碳有可燃性，可用作燃料 B．一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属 C．室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒 D．分子的不断运动，能使一氧化碳向四周弥漫 15.（2024闵行一模）从化学观念的不同角度，对CO和CO2两种物质认识错误的是（　　） A．元素观：都是由碳元素和氧元素组成 B．分类观：都属于氧化物 C．变化观：在一定条件下可以相互转化 D．结构观：都是由碳原子和氧原子构成 16．（2023年湖南省益阳市中考）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是 A. 元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B. 分类观：CO和CO2都属于氧化物 C. 变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D. 结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 17.关于一氧化碳与氧化铜发生反应的实验，说法正确的是 A．反应前先通入一氧化碳是为了实验能安全进行 B．尾气处理的方法是将其通入足量的澄清石灰水 C．反应前后固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应前后每种元素均从化合态转变为了游离态 18.如图是一氧化碳和氧化铜后应制取铜的实验有关说法错误的是 A．实验中一氧化碳体现了还原性 B．实验中观察到玻璃管内固体由黑色变为红色 C．酒精灯II的作用是处理尾气，防止有毒气体排放 D．实验开始时应先点燃酒精灯I，再点燃酒精灯II 19．下图是兴趣小组探究有关碳及其氧化物的性质的实验装置图。下列说法正确的是 A．实验过程中乙处比甲处先反应 B．实验中乙处红色粉末逐渐变黑 C．实验过程中，可观察到丁处澄清石灰水变浑浊 D．该装置的不足之处是未进行尾气处理 20.一氧化碳、碳分别与足量氧化铜反应，相关分析正确的是（多选） A．实验时都必须使用酒精喷灯 B．生成的气体都能使石灰水变浑浊 C．固体减少的质量都等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量 D．生成等量铜时参加反应的一氧化碳和碳的物质的量之比为2：1 21.实验结束后，利用炭还原氧化铜，得到其混合物，现探究某氧化铜与炭的混合物中氧化铜的质量分数，取样品10g进行如下实验。 (1)关闭弹簧夹，高温加热装置B，观察黑色固体部分变 ，有关反应的化学方程式是 ；装置C增加1.1g后质量不再增加，由此可知装置B中 。 a．氧化铜过量    b．炭过量    c．恰好完全反应    d．无法判断 (2)装置D的作用是 。 (3)打开活塞和弹簧夹，装置C的质量又增加，观察到装置B中红色固体又变黑色，同时看到 ，装置C质量增加的原因（用化学方程式解释） 。 (4)实验过程中，通入装置B中氧气的量大于参与反应的量，请设计一个简单的实验加以证明 。 22．实验室为了验证CO的还原性，以及与CuO反应的产物，如下图装置所示进行实验。 (1)A中玻璃管内发生反应的化学方程式是 ；实验进行一段时间后，B中玻璃管内观察到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 (2)实验刚开始就见到C中溶液变浑浊，并不能说明B中已经反应了，理由是 。 (3)为完善实验，需在A、B装置之间加入D、E装置，其中装置D的作用是 ，装置E的作用是 。 23．某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验装置如下图所示。 【实验一】碳与氧化铜反应制取铜 (1)A处发生反应的化学方程式是 ；B中的现象是 。 (2)加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺序操作的目的是 。 【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜 (3)开始实验时，下列操作正确的顺序是 。 a、通入一氧化碳一段时间 b、点燃C处酒精灯 c、点燃E处酒精灯 d、检验k处气体纯度 (4)实验二有尾气处理装置，该装置是 （选填“C”“D”或“E”）。 (5)经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体的质量，则实验一剩余固体的成分是 。 1．木炭和氧化铜的混合物在高温条件下恰好完全反应生成铜和二氧化碳（不考虑装置内空气的影响），下列图像不正确的有 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 2．某小组以图1装置用CO和CuO反应制取Cu，同时生成。不同温度下反应4小时后固体物质的XRD图如图2所示(XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在，不同固体出现的衍射峰的衍射角不同)。下列说法正确的是 A．400℃时，固体产物只有Cu B．实验中，随着温度的升高，CuO先全部转化为，再转化为Cu C．硬质玻璃管中固体减少的质量即为生成的质量 D．取32gCuO在一定温度下实验，最终得到固体产物总质量为27.2g，则生成的质量为13.2g 3．与在催化剂作用下可得到合成气（和），反应过程中催化剂表面同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。下列有关说法不正确的是 A．积碳反应为： B．为减少积碳量，可在原料气中加入稍过量 C．生产中催化剂的催化效果降低，可能是积碳量减少导致的 D．图2中温度高于时积碳量减少，原因是消耗的碳多于生成的碳 4.（2023·上海松江·统考二模）一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是 A．M点对应的固体物质只有二种 B．N点对应的固体是铜 C．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为1：2 D．0～t2min内，固体中碳元素的质量减小 5.某学习小组为验证碳及其化合物的性质设计如下图所示实验装置进行实验。实验时先通一段时间氮气， 然后分别点燃A、C 处酒精喷灯和D 处酒精灯。    回答下列问题： （1）B 处反应的化学方程式为 ，其基本反应类型是 ； （2）C 处碳粉可将二氧化碳转化为一氧化碳，此处可能观察到的现象是 ； （3）D 处黑色粉末变为亮红色，此处反应的化学方程式为 ； （4）E 处可观察到的实验现象是 ，仅从观察到的 E 处出现了明显现象是无法判断C、D 处已经发生了化学反应的，请简述理由： ； （5）实验结束后，小组同学欲探究A 中碳酸钙是否完全分解，有同学提出以下实验方法： 方法一：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加水充分溶解，观察是否有不溶物； 方法二：将 A 中剩余固体放入烧杯中，加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生； 方法三：称量A 中剩余固体质量。 小组同学研讨后认为：方法一不可行，方法二和方法三可行。 I. 方法一不可行的理由是： ； II. 用方法三进行实验，称得A 中剩余固体质量为 6.6 克，A 中剩余固体成分是 。 6用如图装置完成以下实验： (1)探究燃烧条件：B 处盛放木炭。 Ⅰ.先在A 处通入氮气一段时间后，在B 处加热，B、C 处没有明显变化；Ⅱ.待B 处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C 处没有明显变化；Ⅲ.在 A 处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。 Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是 ；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是 。 (2)模拟工业炼铜：B 处盛放氧化铜粉末。 ①在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精灯加热，B处可观察到的现象为 ，B处反应的化学方程式为 ，反应中还原剂是 。 ②该实验必须处理尾气，在C装置后加一个酒精灯点燃尾气即可，尾气处理中体现了一氧化碳具有 和 化学性质。 ③实验结束后先停止加热，继续通一氧化碳气体至装置冷却，目的是 。 ④现有含杂质的氧化铜样品10g(假设杂质不参加反应)，为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据(假设澄清石灰水量足够，反应充分)： 反应前 氧化铜完全反应后 Ⅰ组 试管和石灰水的质量为185g 试管和瓶内物质的总质量为187.2g Ⅱ组 玻璃管和氧化铜样品的质量为57.9g 玻璃管和玻璃管内物质的质量为57.1g 关于这两组数据，下列说法不正确的是 (选填相关的字母) A．玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量 B．利用这两组数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数 C．理论上C装置中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量相等 D．如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于C装置中石灰水增重的质量 1．碳在氧气中充分燃烧时生成二氧化碳，当碳燃烧不充分时生成一氧化碳。碳和氧气在不同质量比时可能得到的生成物质量如图所示。下列说法不正确的是 A．Q点对应的生成物是一氧化碳，M点对应的生成物是二氧化碳 B．若实验在密闭容器中进行，P点对应的生成物只有二氧化碳 C．当碳和氧气的质量比为3：6时，生成物一定是一氧化碳和二氧化碳的混合物 D．若反应所得一氧化碳和二氧化碳组成的混合气体中，碳元素质量分数为36%，则混合气体中一氧化碳的质量分数一定是54% 2．回答下列问题： (1)如图是炭还原氧化铜的实验装置，碳与氧化铜反应的化学方程式为 。 【提出问题】碳与氧化铜反应是否产生一氧化碳？ 【猜想】猜想1：当氧化铜与炭的质量比≥13.3时不产生一氧化碳，当氧化铜与炭的质量比＜13.3时会产生一氧化碳； 猜想2：碳与氧化铜反应不产生一氧化碳； 猜想3：碳与氧化铜反应有一氧化碳生成，与参加反应的氧化铜和炭的质量比无关。 【设计实验】实验装置如图： 【实验记录】 A B B1 A2 B2 13.3：1 黑色固体变红 变浑浊 无明显变化 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 10：1 黑色固体变红 变浑浊 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 6.7：1 黑色固体变红 变浑浊 黑色固体变红 有少量暗红色物质生成 【分析与结论】 (2)实验时，需先将炭和氧化铜研磨并混合均匀，其目的是 。实验二的作用是 ，通过实验可得出的结论是 。 【拓展】为进一步确定炭与氧化铜反应的气体产物，设计如图装置进行实验，加入药品后，通氨气将装置中的空气排出，再点燃酒精喷灯加热，测得数据如表： CO2浓度/ppm CO浓度/ppm CO2浓度/CO浓度 13.3：1 33895 551.67 61.44 10：1 30376 314.66 96.54 6.7：1 26191 113.67 230.41 【分析】 (3)高温条件下，碳与氧化铜反应产生的气体主要是 。如图是氧化铜和炭粉质量比为10：1时，反应过程中二氧化碳、一氧化碳浓度的变化，二氧化碳的量到达一定峰值后，出现了下降趋势，其可能原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！34 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$