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第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性
课时2 碳单质的化学性质
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知识点1 碳单质的稳定性
1.(原创题 安徽特色)淮南武王墩一号墓入选“2024年中国考古新发现”。墓中出土了写有文字的竹简、陶瓷和青铜器等文物。竹简上用墨书写的文字能保存至今,是因为在常温下碳单质 ( )
A. 是黑色固体 B. 吸附能力强
C. 不溶于水 D. 化学性质不活泼
D
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2. 下列事实不能体现碳单质的稳定性的是 ( )
A. 填写“毕业登记表”时要用碳素笔
B. 钻石恒久远,一颗永流传
C. 木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D. 防毒面具上的滤毒罐要用活性炭装填
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3.(甘肃金昌中考)中国古籍文房四宝指的是“笔、墨、纸、砚”,其中“墨”的主要成分是炭黑。炭黑的下列性质属于化学性质的是 ( )
A. 可燃性 B. 质软
C. 难溶于水 D. 熔点高
知识点2 碳单质与氧气反应
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4. 以下是安安同学的学习笔记,请你帮他一起整理完成。
(1)在常温下,碳单质的化学性质_________。
(2)在点燃的条件下,碳单质与充足的氧气反应生成________,化学方程式为_____________________,参加反应的碳单质和氧气的质量比为_______。氧气不充足时生成_______,化学方程式为_____________________,参加反应的碳单质和氧气的质量比为______。
(3)以上两个反应说明:碳单质具有_______性,燃烧为_____(填“吸”或“放”)热反应,且_______________________________不同,生成物也不同。
不活泼
CO2
C + O2 CO2
3∶8
CO
2C + O2 2CO
3∶4
可燃
放
反应物的量(或反应物的质量比)
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5. (教材P122T6改编)在一定条件下,下列物质不能与碳单质发生化学反应的是 ( )
A. 二氧化碳 B. 一氧化碳
C. 氧化铁 D. 氧化铜
B
知识点3 碳单质与某些氧化物反应
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6. (教材P133素材改编)用木炭还原氧化铜的实验如图所示,请回答下列问题。
(1)酒精灯加网罩的目的是__________________。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,
但石灰水不变浑浊,原因是_______________
_________。
(3)继续加热,观察到试管①中的现象是____________________,反应的化学方程式是_____________________________;试管②中的现象是__________________。
集中火焰,提高温度
刚开始排出来
的是空气
黑色粉末变红色
澄清石灰水变浑浊
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
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(4)实验结束后,应先______(填字母,下同),再_______,并用弹簧夹夹紧
乳胶管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。以上操作的原因是________________________________________、__________________________。
A. 熄灭酒精灯 B. 将导管从试管②中撤出
(5)化学兴趣小组同学在做该实验时,最终没有得到红色固体,你认为下列解释不合理的是______(填字母)。
A. 酒精灯未加网罩 B. 实验结束仍有少量木炭剩余
C. 实验结束后装置未冷却便打开橡胶塞 D. 装置气密性不好
防止澄清石
防止生成的铜重新被氧化
B
灰水发生倒吸,避免试管炸裂
B
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7. 单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界中的二氧化硅(SiO2)转化为硅:SiO2 + 2C Si + 2CO↑,下列分析正确的是 ( )
A. 碳单质发生了还原反应
B. 反应中碳元素的化合价降低了
C. 在高温下,碳单质可以将二氧化硅还原为硅
D. 反应前后固体的质量不变
C
易错点 不理解还原反应的实质
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8. 物质的性质决定其用途。下列碳单质的用途利用了其化学性质的是 ( )
①石墨制作高铁列车的受电弓滑板 ②活性炭净化污水 ③金刚石薄膜用作透镜等光学仪器的涂层 ④木炭作燃料 ⑤焦炭用于冶炼金属
A. ①②③④ B. ②⑤
C. ①③⑤ D. ④⑤
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9.(合肥包河模拟)《墨经》中“立窑烧烟”用到的窑如图所示,炉膛口较小,松木置于炉膛中燃烧,瓮中收集的黑烟(主要成分为炭黑)可用于制墨。下列说法错误的是 ( )
A. 黑烟的主要成分是碳的化合物
B. 黑烟是由松木不完全燃烧产生的
C. 炉膛口的大小和瓮的高矮会影响炭黑的产量
D. 水墨画能长时间保存,说明常温下碳单质的化学性质不活泼
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解析:A. 炭黑的主要成分是碳单质,不是碳的化合物;B. 黑烟是由松木不完全燃烧产生的;C. 炉膛口的大小和瓮的高矮会影响炉膛内氧气含量,会影响燃烧的充分程度,进而影响炭黑的产量;D. 墨是用炭黑制成的,炭黑的主要成分是碳单质,水墨画能长时间保存,体现了常温下碳单质的化学性质不活泼。
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10.(四川广安中考)当氧化铜中混有少量木炭粉时,提纯氧化铜的方法是 ( )
A. 通过颜色人工分离
B. 隔绝空气加热混合物
C. 在氧气流中加热混合物
D. 加足量水搅拌、过滤、烘干
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解析:A. 氧化铜和木炭粉都是黑色固体,无法从颜色区分;B. 隔绝空气加热混合物时,氧化铜能和木炭粉反应;C. 在氧气流中加热混合物时,木炭粉能和氧气反应生成二氧化碳气体,从而除去;D. 氧化铜和木炭粉都不溶于水,加水搅拌、过滤不能除去杂质。
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11. 将4 g碳单质放入盛有12 g氧气的密闭容器中点燃,充分燃烧后,密闭容器中的气体成分为 ( )
A. CO2 B. CO
C. CO2和CO D. CO2和O2
D
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解析:由反应的化学方程式:
C + O2 CO2
12 32
2C + O2 2CO
24 32
当m(C)∶m(O2)=12∶32=3∶8时,二者恰好完全反应生成CO2;当m(C)∶m(O2)=24∶32=3∶4时,二者恰好完全反应生成CO;由题给条件m(C)∶m(O2)=4 g∶12 g=1∶3,1∶3< 3∶8,说明氧气过量,则密闭容器中的气体成分为CO2和O2。
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12. [创新实验]如图是木炭还原氧化铜实验的创新实验装置。下列说法错误的是 ( )
A. 实验前先通氮气的目的是排尽装置内空气
B. 加热反应物可观察到固体由黑色变为红色
C. 实验过程中氧化铜被还原成铜
D. 实验结束后,打开活塞,滴加澄清石灰水无浑浊现象
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13. (教材P135T7改编)某同学在用木炭还原氧化铜的实验中,称取80 g氧化铜进行实验。
(1)计算:氧化铜完全反应后生成铜的质量。
(2)分析:该同学实验后称得铜的质量偏大,其原因是______________________。
解:设氧化铜完全反应后生成铜的质量为x。
C + 2CuO 2Cu + CO2
160 128
80 g x
= x=64 g
答:氧化铜完全反应后生成铜的质量为64 g。
木炭的量不足(合理即可)
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解析:(2)若实验中木炭的量不足,使得氧化铜未被完全还原,则实验后称得铜的质量偏大。
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14.(科学思维)按图1所示进行木炭还原氧化铜的实验。实验时,试管①中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是 ( )
A. N点时,试管①中固体物质是C
和Cu
B. M➝P的过程中,固体减少的质
量等于生成的气体质量
C. M点时,试管②中导管口有气
泡冒出,说明反应开始发生
D. N➝P的过程中,固体中铜元素的质量减少
B
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解析:由图2可知,N点在固体质量下降的曲线上,说明反应正在进行中,木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,因此,试管①中固体为木炭、氧化铜和铜三种,A错误;根据质量守恒定律可知,参加反应的碳单质(固体)和氧化铜(固体)的质量和等于生成的铜(固体)和二氧化碳(气体)的质量和,因此,M→P的过程中,固体减少的质量等于生成气体的质量,B正确;由图2可知,M点时反应还没有发生,此时冒出的气体是装置①中的空气,C错误;N→P的过程中,铜元素的质量不变,D错误。
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