课题1 碳单质的多样性（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学新教材人教版九年级上册

课题1 碳单质的多样性 题型01 金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质与用途 题型02 不同碳单质的物理性质有差异的原因 题型03 木炭和活性炭的结构、性质与用途 题型04 碳单质的化学性质 题型05 木炭还原氧化铜的相关实验 题型06 木炭还原氧化铜的相关计算 题型01 金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质与用途 1．金刚石、石墨和C60的结构、组成及化学式 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 宏观组成 都是由 碳 元素组成的单质 构成物质的粒子 碳原子 碳原子 C60分子 化学式 C C C60 2．金刚石、石墨和C60的性质及用途 种类 物理性质 用途 金刚石 无色透明的固体，天然存在的最硬的物质 可作钻机钻头、裁玻璃等 石墨 灰黑色，很软，有滑腻感，熔点高，具有优良的导电性能 可用于制造铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板、干电池的电极材料等 C60 固体，质脆、有金属光泽；几乎不导电；导热性很差，很稳定。 可用于超导、催化、能源及医学等领域 【典例1】金刚石、石墨的结构如图所示，下列说法正确的是 A．金刚石和石墨的结构相同 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．金刚石和石墨都有导电性，都能作电极 D．金刚石转化为石墨，碳原子的结构改变 【变式1-1】（2025九上·广东雷州期末）下列关于常见物质的性质与使用或贮存关联错误的是 A．酒精具有可燃性，可作为燃料 B．碳酸氢铵受热易分解，保存阴凉处 C．金刚石很坚硬，可用于切割玻璃 D．石墨质软的固体，可用作电池的电极 【变式1-2】（2025九上·广东白云期末）下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．二氧化碳性质稳定——制作汽水 B．石墨能导电——作润滑剂 C．镁有银白色光泽——生产烟花 D．一氧化碳具有还原性——冶炼金属 【变式1-3】（2025九上·广东东莞期末）劳动赋能，助力成长。下列劳动项目所涉及的化学知识不相符的是 选项 劳动项目 化学知识 A 自主探究：用铅笔芯制作电极 石墨有导电性 B 学校清洁：用酒精对桌椅进行消毒 酒精具有可燃性 C 社区服务：垃圾分类，植树造林 节约资源，低碳环保 D 家务劳动：用扇子扇炉火 提供充足空气促进燃料燃烧 A．A B．B C．C D．D 题型02 不同碳单质的物理性质有差异的原因 1.不同碳单质的物理性质存在差异的主要原因是：碳原子的排列方式不同。 2.物质的结构、性质与用途之间的关系： 【典例2】如图是金刚石、石墨、C60等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是 A．物质的质地都很软 B．碳原子的排列方式都相同 C．完全燃烧后的产物都是CO2 D．都由碳原子构成 【变式2-1】（2025九上·广东从化期末）结构决定性质，性质决定用途。下列说法不正确的是 A．石蕊溶液遇酸变红，可用于鉴别和 B．活性炭疏松多孔，可用于制糖工业脱色 C．石墨、金刚石的硬度不同，原因是碳原子排列方式不同 D．稀有气体制成多用途电光源（如霓虹灯）是利用了稀有气体的化学性质 【变式2-2】“宏微结合”是化学学科的重要思想之一。下列宏观事实的微观解释错误的是（　　) 选项 宏观事实 微观解释 A 水烧开把壶盖冲开 温度升高，分子变大 B 警犬搜救地震中被困人员 分子在不停运动 C 金刚石作钻头，石墨作润滑剂 碳原子排列方式不同 D 氧气和氢气的化学性质不同 分子种类不同 A．A B．B C．C D．D 【变式2-3】下列关于金刚石、石墨、三种物质的说法正确的是 A．都很软，可作润滑剂 B．碳原子的排列方式不同 C．都是由碳原子构成的 D．在氧气中充分燃烧后的产物不同 题型03 木炭和活性炭的结构、性质与用途 1.木炭、活性炭的结构、性质与用途 （1） 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构。 （2） 木炭、活性炭：具有吸附性（去除色素、异味的杂质）。 （3） 用途：防毒面具、冰箱除味剂、活性炭口罩、净水器等 【典例3】（2025九上·广东深圳期中）“劳动是一切幸福的源泉”。下列劳动实践与化学知识没有直接关联的是：（　　） 选项 劳动实践 化学知识 A 用活性炭等材料制作净水器 活性炭有吸附性 B 煮沸自来水 煮沸可杀菌消毒 C 使用医用酒精进行消毒 医用酒精有挥发性 D 用厨余垃圾自制花肥 厨余垃圾发生缓慢氧化 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】（2025·广东金湾模拟）利用活性炭将红糖脱色制成白糖的过程含以下步骤，其中操作有误的是 A.溶解红糖 B.加活性炭脱色 C.过滤 D.加热浓缩、冷却结晶 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】（2025·广东高州模拟）下列劳动涉及的化学知识不正确的是 选项 家务劳动 化学知识 A 用天然气作燃料做饭 天然气可燃烧放热 B 用水银温度计测量体温 受热后汞原子变大 C 炒菜熟后关闭天然气熄火 隔绝（清除）可燃物灭火 D 用活性炭除去冰箱中的异味 活性炭能吸附异味分子 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】（2025·广东深圳模拟）我国每年约有4亿部手机被淘汰，其中的零部件中含黄金约4吨，以下是从中提取金的两种方案。 方案一：乳清蛋白海绵吸附法(图1) （1）“酸浸”前需粉碎零部件的目的是　 　。 （2）乳清蛋白海绵类似活性炭，具有　 　的结构能吸附金离子，该过程属于　 　变化(填“物理”或“化学”)。 （3）Au+在高温下“解吸”，通过　 　(填“得”或“失”)电子变成Au粉。 方案二：硫脲浸取法(部分工艺如图2) （4）“过程Ⅱ”发生的化学方程式　 　； （5）“过程Ⅰ”浸取的影响因素如图3，浸取的最佳条件为　 　。 （6）回收淘汰手机中黄金的重要意义　 　(写一条)。 题型04 碳单质的化学性质 碳单质的化学性质与用途 化学性质 用途 涉及反应的化学方程式 稳定性（常温下） 古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存至今 无 可燃性 可作燃料 （O2充足)完全燃烧生成CO2化学方程式：C+O2 点燃 CO2 。 （O2不足）不完全燃烧生成CO化学方程式：2C+O2 点燃 2CO。 还原性 广泛用于冶金工业 C+2CuO高温 2Cu+CO2↑ 3C+2Fe2O3 高温 4Fe+3CO2↑ C+CO2 高温 2CO （吸热反应） 【典例4】（2024九上·广东广州期末）北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色（墨是由炭黑制成），其原因是 A．炭黑具有很强的吸附性 B．碳在常温下化学性质不活泼 C．炭黑发生了变化 D．碳单质不溶于水 【变式4-1】（2025九上·广东潮阳期中） 英国研究人员发明了世界上最黑的物质Vantablack，又称“超级黑”，它看上去非常之黑几乎能吸收所有的可见光。而人类的肉眼根本无法看清楚深度，看到的就像一个“黑洞好像什么都没有”。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法不正确的是（　　） A．“超级黑”是一种新型的单质 B．“超级黑”中碳元素的化合价为0价 C．在一定条件下“超级黑”能够还原氧化铜 D．“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 【变式4-2】（2025·广东广州模拟）广府文化源远流长丰富多彩，下列说法不正确的是 镬耳屋 广州牙雕 “三阳开泰”铁铸 黎雄才花鸟画 A．镬耳屋用的青砖是由粘土制成，粘土是纯净物 B．广州牙雕在雕刻过程属于物理变化 C．陈家祠中的铁画由生铁打造，生铁属于合金 D．岭南画派作品保存完好能久经流传，说明常温下碳的化学性质稳定 【变式4-3】（2024九上·广东东莞期末）多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。 （1）根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应性质。 物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水 对应性质 　 　 　 　 　 　 （2）木炭充分燃烧的方程式：　 　，当不充分燃烧时生成　 　（填化学式）会导致中毒。 （3）“碳海绵”是已知最轻的固体材料，由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是________（多选）。 A．具有吸附性 B．属于金属材料 C．可处理海上石油泄漏 题型05 木炭还原氧化铜的相关实验 【木炭还原氧化铜实验探究】； （1）实验装置： （2）实验步骤： a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，观察现象。 化学方程式：C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 实验现象：黑色粉末变成红色；澄清石灰水变浑浊 实验结论：木炭能够还原氧化铜生成铜单质和二氧化碳 ；该实验说明木炭具有还原性。 【实验分析】： ①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。 【典例5】下图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法不正确的是 A．该实验需要较高温度 B．木炭发生了还原反应 C．实验结束前应先撤出导管，再熄灭酒精灯 D．该实验中的木炭粉换成石墨粉，实验现象相同 【变式5-1】（2025九上·广东惠州期末）在实验室利用下图所示装置进行C还原实验。 （1）实验原理：C和CuO反应的化学方程式为　 　。 （2）化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了C和的质量比等因素会影响实验效果。于是再次进行了实验，根据实验现象对实验效果进行评分（评分越高，效果越好）。 实验组 第一组 第二组 实验序号 a b c d h i j k C和CuO的质量比 1：10 1：11 X：Y 1：13 1：10 1：11 1：12 1：13 木炭颗粒大小 细 细 细 细 极细 极细 极细 极细 实验效果评分 6.3 6.9 5.1 3.8 7.8 9.2 6.8 4.0 Ⅰ.实验C中　 　。 Ⅱ.根据上表分析除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有　 　也会影响实验效果。 Ⅲ.为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，下列关于实验组合的选择合理的是　 　（填序号）。 A.abcd B.abjk C.hijk D.hicd 实验结束，对所得气体的成分进行探究。 【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为验证产生的气体是CO2和的混合物，将气体产物进行如下操作： 实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 （3）实验中观察到　 　现象，则证明是和CO的混合气体。 实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 【查阅资料】 i.C还原除生成外还可能生成氧化亚铜； ii.和均为不溶于水的红色固体； iii.和稀硫酸会发生反应，反应原理为：（的水溶液呈蓝色），与稀硫酸不反应。 【猜想假设】猜想1：红色固体中含有；猜想2：红色固体中不含。 【实验探究】 （4） 实验操作 实验现象 实验结论 取少量红色固体加入到足量　 　（填试剂名称）中 红色固体　 　（填“全部”、“全部不”或“部分”）溶解，溶液变为蓝色 猜想1成立 【变式5-2】（2024九上·广东清远期末）某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了如图所示的探究。 （1）实验中，用于加热的仪器名称是　 　。为了使反应充分发生，可在酒精灯火焰处加一个铜罩，目的是　 　。 （2）【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：I、石墨棒（主要成分为碳）；Ⅱ、　 　。 （3）【实验】 实验内容 实现现象 实验结论 用天平称量1.5g氧化铜粉末，并放入一根石 墨棒，用铝箔包裹后，进行如上图的操作。 黑色粉末变红色 猜想I成立 用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸 包裹，进行如上图的操作。 黑色粉末　 　 猜想Ⅱ不成立 （4）【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该反应的化学方程式为 　 　。 （5）【改进】把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。实验小组对此进行分析： ①称取铝粉的质量必须和石墨棒相等，是为了遵循　 　法。 ②改进后的实验证明，铝粉在加热条件下也可以把氧化铜还原成铜，说明金属铝的活动性比铜　 　（选填“强”或“弱”） （6）【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧，其原因是　 　。 【变式5-3】化学兴趣小组同学利用下列图仪器对木炭还原氧化铜产物进行探究。 【查阅资料】①氧元素通常显-2价，铜元素有+1、+2价，都能组成氧化物；②ppm表示浓度单位。 （1）酒精喷灯的作用　 　。 （2）木炭还原氧化铜过程中，硬质短试管中可观察的现象是　 　；生成的红色固体可能是铜，也可能是一种铜的氧化物　 　（写化学式） 。 （3）实验前用氦气排尽装置内的空气，目的是为了防止 　 　，对二氧化碳的检验造成干扰。 （4）平底三颈烧瓶上的气球的作用是　 　。 （5）实验中测得的气体浓度与反应物质量比之间的关系图如下。 由图可知，氧化铜与木炭的质量比越 　 　（填“大”或者“小”） ，产生的一氧化碳越多。解释一氧化碳产生的原因 　 　。 题型06 木炭还原氧化铜的相关计算 【典例6】碳能在高温时还原氧化铜，试计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少克？（写出计算过程） 【变式6-1】（2024九上·广东潮南期末）某研究学习小组为探究木炭还原氧化铜的实验。 （1）氧化铜中氧元素的质量分数　 　。 （2）要使160g氧化铜完全被还原，需要木炭的质量至少是　 　？(写出计算过程) （3）小组同学将160g氧化铜和16g的炭粉在隔绝空气的容器中持续加强热，通过CO2传感器测得容器内CO2的质量变化曲线如图所示。 ①分析t1～t2时密闭容器中CO2的质量减少的原因：　 　。 ②t2时容器内气体中的碳、氧元素质量比为　 　。 【变式6-2】在做碳还原氧化铜的实验时，小梅取碳和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时间后冷却，称得剩余固体25.6克。试计算： （1）生成了多少克的二氧化碳？ （2）参加反应的氧化铜的质量为多少克？ 【变式6-3】小红利用如图所示装置进行木炭还原氧化铜的实验。 （1）若将4.0g氧化铜粉末完全还原成铜，计算应称取木炭的质量（写出计算过程）。 （2）老师告诉小明同学，实际取用木炭时应该略　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）理论值，原因是　 　。 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题1 碳单质的多样性 题型01 金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质与用途 题型02 不同碳单质的物理性质有差异的原因 题型03 木炭和活性炭的结构、性质与用途 题型04 碳单质的化学性质 题型05 木炭还原氧化铜的相关实验 题型06 木炭还原氧化铜的相关计算 题型01 金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质与用途 1．金刚石、石墨和C60的结构、组成及化学式 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 宏观组成 都是由 碳 元素组成的单质 构成物质的粒子 碳原子 碳原子 C60分子 化学式 C C C60 2．金刚石、石墨和C60的性质及用途 种类 物理性质 用途 金刚石 无色透明的固体，天然存在的最硬的物质 可作钻机钻头、裁玻璃等 石墨 灰黑色，很软，有滑腻感，熔点高，具有优良的导电性能 可用于制造铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板、干电池的电极材料等 C60 固体，质脆、有金属光泽；几乎不导电；导热性很差，很稳定。 可用于超导、催化、能源及医学等领域 【典例1】金刚石、石墨的结构如图所示，下列说法正确的是 A．金刚石和石墨的结构相同 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．金刚石和石墨都有导电性，都能作电极 D．金刚石转化为石墨，碳原子的结构改变 【答案】B 【解析】A、由图可见，金刚石正八面体结构，石墨西鳞片状结构，二者结构不同，故A错误； B、金刚石正八面体结构，是天然存在的最硬的物质，故B正确； C、金刚石没有导电性，石墨由良好的导电性可作电极，故C选项误； D、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的单质，两者碳原子的排列方式不同，金刚石转化为石墨，是化学变化，化学变化中原子种类和数目不变，所以原子的结构也不变，只是碳原子排列方式改变，故D错误。 故答案为：B。 【变式1-1】（2025九上·广东雷州期末）下列关于常见物质的性质与使用或贮存关联错误的是 A．酒精具有可燃性，可作为燃料 B．碳酸氢铵受热易分解，保存阴凉处 C．金刚石很坚硬，可用于切割玻璃 D．石墨质软的固体，可用作电池的电极 【答案】D 【解析】A、酒精具有可燃性，可作为燃料，选项正确； B、碳酸氢铵受热可以分解为碳酸铵、水和二氧化碳，应保存在阴凉干燥处，选项正确； C、金刚石非常坚硬，可用于切割玻璃，选项正确； D、石墨具有导电性，所以可用作电池的电极，选项错误。 故答案为D。 【变式1-2】（2025九上·广东白云期末）下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．二氧化碳性质稳定——制作汽水 B．石墨能导电——作润滑剂 C．镁有银白色光泽——生产烟花 D．一氧化碳具有还原性——冶炼金属 【答案】D 【解析】A、二氧化碳能溶于水且能和水反应生成碳酸，所以二氧化碳制作汽水，该用途与性质稳定无关，故A错误 B、石墨作润滑剂是因为其具有滑腻感，与导电性无关，故B错误； C、镁用于生产烟花，是因为镁燃烧时发出耀眼的白光，而不是镁有银白色光泽，故C错误； D、一氧化碳能用于冶炼金属，使因为一氧化碳具有还原性，能在高温下将金属氧化物还原为金属单质，故D正确。 故答案为：D。 【变式1-3】（2025九上·广东东莞期末）劳动赋能，助力成长。下列劳动项目所涉及的化学知识不相符的是 选项 劳动项目 化学知识 A 自主探究：用铅笔芯制作电极 石墨有导电性 B 学校清洁：用酒精对桌椅进行消毒 酒精具有可燃性 C 社区服务：垃圾分类，植树造林 节约资源，低碳环保 D 家务劳动：用扇子扇炉火 提供充足空气促进燃料燃烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、铅笔芯的主要成分是石墨，石墨具有导电性，可用于制作电极，不符合题意； B、酒精具有杀菌消毒的作用，是酒精能使蛋白质变性，与酒精的可燃性无关，符合题意； C、垃圾分类和植树造林有利于节约资源和低碳环保，不符合题意； D、使用煤炉时，用扇子往炉中扇风，加速空气流动，提供充足的氧气，促进燃料燃烧，不符合题意； 故答案为：B。 题型02 不同碳单质的物理性质有差异的原因 1.不同碳单质的物理性质存在差异的主要原因是：碳原子的排列方式不同。 2.物质的结构、性质与用途之间的关系： 【典例2】如图是金刚石、石墨、C60等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是 A．物质的质地都很软 B．碳原子的排列方式都相同 C．完全燃烧后的产物都是CO2 D．都由碳原子构成 【答案】C 【解析】A.上述五种物质中，金刚石是最硬的物质，故错误； B.由五种物质的结构示意图可知，这五种物质碳原子的排列方式是不相同的，故错误； C.这五种物质都是由碳元素组成的单质，其化学性质相似，完全燃烧产物为CO2，故正确； D.C60是由分子构成的，故错误。 故答案为：C。 【变式2-1】（2025九上·广东从化期末）结构决定性质，性质决定用途。下列说法不正确的是 A．石蕊溶液遇酸变红，可用于鉴别和 B．活性炭疏松多孔，可用于制糖工业脱色 C．石墨、金刚石的硬度不同，原因是碳原子排列方式不同 D．稀有气体制成多用途电光源（如霓虹灯）是利用了稀有气体的化学性质 【答案】D 【解析】A、 石蕊溶液遇酸变红，可用于鉴别和 ，因为CO2与水反应生成碳酸，碳酸可以使紫色石蕊变红，一氧化碳不能与水反生成酸性物质，故不能使紫色石蕊溶液变红，故A正确； B、活性炭表面疏松多孔，具有吸附性，可以吸附颜色和异味，所以可用于制糖工业脱色，故B正确； C、石墨与金刚石都是由碳原子构成的单质，两者硬度（物理性质）不同，是因为两种物质中碳原子排列方式不同，故C正确； D、稀有气体可制成多种用途的电光源，是因为稀有气体通电后能够发出不同颜色的光，该性质不需要经过化学变化就表现出来，属于物理性质，故D错误。 故答案为：D。 【变式2-2】“宏微结合”是化学学科的重要思想之一。下列宏观事实的微观解释错误的是（　　) 选项 宏观事实 微观解释 A 水烧开把壶盖冲开 温度升高，分子变大 B 警犬搜救地震中被困人员 分子在不停运动 C 金刚石作钻头，石墨作润滑剂 碳原子排列方式不同 D 氧气和氢气的化学性质不同 分子种类不同 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A、 水烧开把壶盖冲开 ，是水分子间隔随温度升高增大，而分子大小不变，符合题意； B、 警犬搜救地震中被困人员是由于分子的不断运动，不符合题意； C、 金刚石作钻头，石墨作润滑剂 ，二者性质不同，是由于碳原子排列不同，不符合题意； D、 氧气和氢气都是由分子构成的，二者的分子种类不同，所以化学性质不同 ，不符合题意； 故答案为：A。 【变式2-3】下列关于金刚石、石墨、三种物质的说法正确的是 A．都很软，可作润滑剂 B．碳原子的排列方式不同 C．都是由碳原子构成的 D．在氧气中充分燃烧后的产物不同 【答案】B 【解析】A、金刚石是自然界中最硬的物质，不能作润滑剂；石墨质软，可作润滑剂，选项A不符合题意； B、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同（金刚石为正四面体结构，石墨为层状结构，C60为足球状结构），选项B符合题意； C、金刚石和石墨由碳原子直接构成，C60由C60分子构成（每个C60分子由60个碳原子构成），选项C不符合题意； D、三种物质都由碳元素组成，在氧气中充分燃烧后的产物均为二氧化碳（CO2），选项D不符合题意； 故答案为：B。 题型03 木炭和活性炭的结构、性质与用途 1.木炭、活性炭的结构、性质与用途 （1） 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构。 （2） 木炭、活性炭：具有吸附性（去除色素、异味的杂质）。 （3） 用途：防毒面具、冰箱除味剂、活性炭口罩、净水器等 【典例3】（2025九上·广东深圳期中）“劳动是一切幸福的源泉”。下列劳动实践与化学知识没有直接关联的是：（　　） 选项 劳动实践 化学知识 A 用活性炭等材料制作净水器 活性炭有吸附性 B 煮沸自来水 煮沸可杀菌消毒 C 使用医用酒精进行消毒 医用酒精有挥发性 D 用厨余垃圾自制花肥 厨余垃圾发生缓慢氧化 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A、活性炭制作净水器，是利用活性炭的吸附性，能吸附颜色和异味，劳动实践与化学知识有直接关联，故A不符合题意； B、煮沸自来水， 高温可破坏细菌、病毒的结构，实现杀菌消毒，劳动实践与化学知识有直接关联，故B不符合题意； C、使用医用酒精消毒，是因为酒精能使细菌、病毒蛋白质发生变性，而不是酒精有挥发性，劳动实践与化学知识无直接关联，故C符合题意； D、用厨余垃圾自制花肥，是因为厨余垃圾发生缓慢氧化（如微生物分解） ，转化为植物可吸收的养分，劳动实践与化学知识有直接关联，故D不符合题意。 故答案为C。 【变式3-1】（2025·广东金湾模拟）利用活性炭将红糖脱色制成白糖的过程含以下步骤，其中操作有误的是 A.溶解红糖 B.加活性炭脱色 C.过滤 D.加热浓缩、冷却结晶 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A、溶解红糖时，先把红糖倒入烧杯，再倒入一定量体积的水，并用玻璃棒进行搅拌，加快溶解速率，操作正确，故A不符合题意； B、加活性炭脱色，把活性炭倒入盛有红糖水的烧杯中，并用玻璃棒搅拌，使活性炭和红糖水充分接触，利用活性炭的吸附性，把颜色吸附，操作正确，故B不符合题意； C、活性炭吸附色素之后，需要通过过滤把不溶于水的活性炭除去，过滤操作中，滤纸时遵循“一贴、二低、三靠”的操作要领，即滤纸要紧贴漏斗内壁，滤纸边缘要低于漏斗边缘、液面要低于滤纸边缘，倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒、玻璃棒的末端要轻轻靠在三层滤纸的一边、漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁，该操作正确，故C不符合题意； D、过滤之后进行加热浓缩、冷却结晶使白糖从溶液中结晶析出，但是加热很烫的烧杯不能用手去拿，以防烫伤，该操作错误，故D符合题意。 故答案为：D。 【变式3-2】（2025·广东高州模拟）下列劳动涉及的化学知识不正确的是 选项 家务劳动 化学知识 A 用天然气作燃料做饭 天然气可燃烧放热 B 用水银温度计测量体温 受热后汞原子变大 C 炒菜熟后关闭天然气熄火 隔绝（清除）可燃物灭火 D 用活性炭除去冰箱中的异味 活性炭能吸附异味分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、天然气的主要成分是甲烷，具有可燃性，甲烷燃烧会放出大量的热，所以可以用天然气作燃料做饭，该说法正确，不符合题意； B、用水银温度计测量体温时，温度升高时汞原子间的间隔变大，物质的体积变大，该说法错误，符合题意； C、菜炒熟后关闭天然气是清除了可燃物天然气，从而达到熄火的目的，利用的是隔绝（清除）可燃物灭火的原理，该说法正确，不符合题意； D、活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，能吸附冰箱中的异味分子，从而除去冰箱中的异味，该说法正确，不符合题意。 故答案为：B. 【变式3-3】（2025·广东深圳模拟）我国每年约有4亿部手机被淘汰，其中的零部件中含黄金约4吨，以下是从中提取金的两种方案。 方案一：乳清蛋白海绵吸附法(图1) （1）“酸浸”前需粉碎零部件的目的是　 　。 （2）乳清蛋白海绵类似活性炭，具有　 　的结构能吸附金离子，该过程属于　 　变化(填“物理”或“化学”)。 （3）Au+在高温下“解吸”，通过　 　(填“得”或“失”)电子变成Au粉。 方案二：硫脲浸取法(部分工艺如图2) （4）“过程Ⅱ”发生的化学方程式　 　； （5）“过程Ⅰ”浸取的影响因素如图3，浸取的最佳条件为　 　。 （6）回收淘汰手机中黄金的重要意义　 　(写一条)。 【答案】增大反应物的接触面积，使反应更充分；疏松多孔；物理；得；4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2（SO4）3+2H2O；pH=3，40℃；减少金属污染对生态环境的危害（合理即可） 【解析】（1）“酸浸”前需粉碎零部件的目的是增大反应物的接触面积，使反应更充分； （2）乳清蛋白海绵能吸附金离子，则其具有疏松多孔的结构；此过程中没有生成新物质，属于物理变化； （3）金离子通过得电子可以变成金原子； （4）“过程Ⅱ”发生的反应为硫酸亚铁、氧气和硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2（SO4）3+2H2O； （5）由图可知，浸取的最佳pH和温度分别为pH=3，40℃； （6）回收淘汰手机中黄金的重要意义有：减少对原生金矿资源的开采、降低工业生产中的能源消耗、减少金属污染对生态环境的危害、稳定贵金属产品的市场价格、促进资源的循环利用和可持续发展等。 题型04 碳单质的化学性质 碳单质的化学性质与用途 化学性质 用途 涉及反应的化学方程式 稳定性（常温下） 古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存至今 无 可燃性 可作燃料 （O2充足)完全燃烧生成CO2化学方程式：C+O2 点燃 CO2 。 （O2不足）不完全燃烧生成CO化学方程式：2C+O2 点燃 2CO。 还原性 广泛用于冶金工业 C+2CuO高温 2Cu+CO2↑ 3C+2Fe2O3 高温 4Fe+3CO2↑ C+CO2 高温 2CO （吸热反应） 【典例4】（2024九上·广东广州期末）北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色（墨是由炭黑制成），其原因是 A．炭黑具有很强的吸附性 B．碳在常温下化学性质不活泼 C．炭黑发生了变化 D．碳单质不溶于水 【答案】B 【解析】北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色是因为制成墨的碳在常温下化学性质稳定，故答案为：B. 【变式4-1】（2025九上·广东潮阳期中） 英国研究人员发明了世界上最黑的物质Vantablack，又称“超级黑”，它看上去非常之黑几乎能吸收所有的可见光。而人类的肉眼根本无法看清楚深度，看到的就像一个“黑洞好像什么都没有”。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法不正确的是（　　） A．“超级黑”是一种新型的单质 B．“超级黑”中碳元素的化合价为0价 C．在一定条件下“超级黑”能够还原氧化铜 D．“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 【答案】D 【解析】A、“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，而碳纳米管是属于由碳元素组成的纯净物属于单质，故“超级黑”是一种新型的单质的说法正确，不符合题意； B、单质中的元素的化合价为0价，而“超级黑”是碳的单质，超级黑中碳元素的化合价为0价，该说法正确，不符合题意； C、碳具有还原性，利用碳的还原性可以冶炼金属，故在一定条件下“超级黑”能够还原氧化铜，该说法正确，不符合题意； D、“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是碳的单质，而C60由C60分子构成，“超级黑”、金刚石、石墨均是由碳原子构成，该说法错误，符合题意。 故答案为：D. 【变式4-2】（2025·广东广州模拟）广府文化源远流长丰富多彩，下列说法不正确的是 镬耳屋 广州牙雕 “三阳开泰”铁铸 黎雄才花鸟画 A．镬耳屋用的青砖是由粘土制成，粘土是纯净物 B．广州牙雕在雕刻过程属于物理变化 C．陈家祠中的铁画由生铁打造，生铁属于合金 D．岭南画派作品保存完好能久经流传，说明常温下碳的化学性质稳定 【答案】A 【解析】A、粘土是由多种物质构成的，属于混合物，A符合题意。 B、广州牙雕在雕刻过程中没有新物质生成，属于物理变化，B不符合题意； C、生铁是含碳的铁合金，C不符合题意； D、常温下碳的化学性质稳定，所以岭南画派作品可以保存完好，能久经流传，D不符合题意。 故答案为：A。 【变式4-3】（2024九上·广东东莞期末）多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。 （1）根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应性质。 物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水 对应性质 　 　 　 　 　 　 （2）木炭充分燃烧的方程式：　 　，当不充分燃烧时生成　 　（填化学式）会导致中毒。 （3）“碳海绵”是已知最轻的固体材料，由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是________（多选）。 A．具有吸附性 B．属于金属材料 C．可处理海上石油泄漏 【答案】（1）硬度大；导电性；吸附性 （2）；CO （3）A；C 【解析】（1）金刚石硬度大，可切割玻璃；石墨有导电性，能作电极；活性炭有吸附性，可净水。 （2）木炭充分燃烧的化学方程式为；不充分燃烧生成CO，会使人中毒。 （3）碳海绵由碳元素组成，具有吸附性，能处理海上石油泄漏，属于非金属材料，所以选AC。 题型05 木炭还原氧化铜的相关实验 【木炭还原氧化铜实验探究】； （1）实验装置： （2）实验步骤： a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，观察现象。 化学方程式：C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 实验现象：黑色粉末变成红色；澄清石灰水变浑浊 实验结论：木炭能够还原氧化铜生成铜单质和二氧化碳 ；该实验说明木炭具有还原性。 【实验分析】： ①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。 【典例5】下图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法不正确的是 A．该实验需要较高温度 B．木炭发生了还原反应 C．实验结束前应先撤出导管，再熄灭酒精灯 D．该实验中的木炭粉换成石墨粉，实验现象相同 【答案】B 【解析】A、木炭与氧化铜反应的条件是高温，该实验需要较高温度，不符合题意； B、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，木炭夺取了氧化铜中的氧，氧化铜发生了还原反应，符合题意； C、为防止温度降低后，试管内压强变小，石灰水倒流到热试管使试管炸裂，实验结束前应先撤出导管，再熄灭酒精灯，不符合题意； D、木炭粉和石墨粉都含碳，化学性质相同，所以该实验中的木炭粉换成石墨粉，实验现象相同，不符合题意； 故答案为B。 【变式5-1】（2025九上·广东惠州期末）在实验室利用下图所示装置进行C还原实验。 （1）实验原理：C和CuO反应的化学方程式为　 　。 （2）化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了C和的质量比等因素会影响实验效果。于是再次进行了实验，根据实验现象对实验效果进行评分（评分越高，效果越好）。 实验组 第一组 第二组 实验序号 a b c d h i j k C和CuO的质量比 1：10 1：11 X：Y 1：13 1：10 1：11 1：12 1：13 木炭颗粒大小 细 细 细 细 极细 极细 极细 极细 实验效果评分 6.3 6.9 5.1 3.8 7.8 9.2 6.8 4.0 Ⅰ.实验C中　 　。 Ⅱ.根据上表分析除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有　 　也会影响实验效果。 Ⅲ.为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，下列关于实验组合的选择合理的是　 　（填序号）。 A.abcd B.abjk C.hijk D.hicd 实验结束，对所得气体的成分进行探究。 【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为验证产生的气体是CO2和的混合物，将气体产物进行如下操作： 实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 （3）实验中观察到　 　现象，则证明是和CO的混合气体。 实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 【查阅资料】 i.C还原除生成外还可能生成氧化亚铜； ii.和均为不溶于水的红色固体； iii.和稀硫酸会发生反应，反应原理为：（的水溶液呈蓝色），与稀硫酸不反应。 【猜想假设】猜想1：红色固体中含有；猜想2：红色固体中不含。 【实验探究】 （4） 实验操作 实验现象 实验结论 取少量红色固体加入到足量　 　（填试剂名称）中 红色固体　 　（填“全部”、“全部不”或“部分”）溶解，溶液变为蓝色 猜想1成立 【答案】；1：12；木炭颗粒大小；AC；石灰水变浑浊，湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色；稀硫酸；部分 【解析】（1）碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳的化学方程式为； （2）观察第一组a、b、d号实验数据，分析木炭粉和氧化铜质量比的规律知，实验c中 X：Y= 1：12；对比实验a和h、b和i、c和j，以及d和k，都可知道除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有木炭颗粒大小也会影响实验效果；为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，必须保证木炭颗粒大小一致，故选择的实验组合是abcd或hijk。 故答案为：AC. （3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，若气体产物是CO2和CO的混合气体，则现象为石灰水变浑浊，湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色； （4）根据查阅资料可知氧化亚铜能溶于稀硫酸，形成蓝色溶液，故实验操作为：取少量红色固体加入到足量稀硫酸中；铜与稀硫酸不反应，氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸铜、水和铜，故若红色固体中含有氧化亚铜，加入足量的稀硫酸，可观察到红色固体部分溶解，溶液变成蓝色。 【变式5-2】（2024九上·广东清远期末）某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了如图所示的探究。 （1）实验中，用于加热的仪器名称是　 　。为了使反应充分发生，可在酒精灯火焰处加一个铜罩，目的是　 　。 （2）【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：I、石墨棒（主要成分为碳）；Ⅱ、　 　。 （3）【实验】 实验内容 实现现象 实验结论 用天平称量1.5g氧化铜粉末，并放入一根石 墨棒，用铝箔包裹后，进行如上图的操作。 黑色粉末变红色 猜想I成立 用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸 包裹，进行如上图的操作。 黑色粉末　 　 猜想Ⅱ不成立 （4）【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该反应的化学方程式为 　 　。 （5）【改进】把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。实验小组对此进行分析： ①称取铝粉的质量必须和石墨棒相等，是为了遵循　 　法。 ②改进后的实验证明，铝粉在加热条件下也可以把氧化铜还原成铜，说明金属铝的活动性比铜　 　（选填“强”或“弱”） （6）【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧，其原因是　 　。 【答案】（1）酒精灯；集中火焰，提高温度 （2）铝箔 （3）不变红 （4） （5）控制变量；强 （6）增加接触面积，加快反应速率 【解析】（1）实验室常用于加热的仪器是酒精灯，氧化铜与碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，为了使之充分反应应在酒精灯火焰处加一个铜罩来集中火焰，提高温度。 （2）利用碳的还原性来还原氧化铜，也可以利用比铝活泼金属来置换出铜。 故答案为：铝箔。 （3）铝比铜活泼，在高温下，铝先与氧气反应生成氧化铝，氧化铝不与氧化铜反应，故加热用铝包裹的氧化铜粉末，无现象，那么猜想二不成立。 （4）石墨与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的方程式为： 。 （5） ①称取铝粉的质量必须和石墨棒相等，是为了遵循控制单一变量法。 ② 铝粉在加热条件下也可以把氧化铜还原成铜，说明金属铝的活动性比铜强。 （6）物质燃烧现象与反应物和氧气的接触面积有关，接触面积越大反应越明显，故“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好的原因是增加接触面积，加快反应速率。 【变式5-3】化学兴趣小组同学利用下列图仪器对木炭还原氧化铜产物进行探究。 【查阅资料】①氧元素通常显-2价，铜元素有+1、+2价，都能组成氧化物；②ppm表示浓度单位。 （1）酒精喷灯的作用　 　。 （2）木炭还原氧化铜过程中，硬质短试管中可观察的现象是　 　；生成的红色固体可能是铜，也可能是一种铜的氧化物　 　（写化学式） 。 （3）实验前用氦气排尽装置内的空气，目的是为了防止 　 　，对二氧化碳的检验造成干扰。 （4）平底三颈烧瓶上的气球的作用是　 　。 （5）实验中测得的气体浓度与反应物质量比之间的关系图如下。 由图可知，氧化铜与木炭的质量比越 　 　（填“大”或者“小”） ，产生的一氧化碳越多。解释一氧化碳产生的原因 　 　。 【答案】（1）加热，提供高温 （2）黑色固体变成红色；Cu2O （3）装置内空气中的氧气与木炭反应 （4）收集一氧化碳，防止污染空气 （5）小；C和CuO反应产生的主要气体产物是二氧化碳，随着反应物中CuO与木炭的质量比逐渐减小，另一种气体产物一氧化碳的含量逐渐增多，产生CO的可能原因是碳和二氧化碳高温生成一氧化碳 【解析】（1）木炭还原氧化铜需要在高温下进行反应，所以酒精喷灯的作用是加热，提供高温。 （2）硬质短试管中碳和氧化铜在高温下生成铜和二氧化碳，硬质短试管中可观察的现象是黑色固体变成红色； 碳的氧化物是气体，红色固体只能是铜的氧化物，氧化铜是黑色固体，该红色固体可能是氧化亚铜，化学式为Cu2O。 （3）碳与氧气反应生成二氧化碳，实验前，用氦气对装置进行排空气处理，避免装置内空气中的氧气与木炭反应，对二氧化碳的含量测定造成影响。 （4）实验过程中会产生一氧化碳，一氧化碳是空气污染物，所以气球的作用是收集一氧化碳，防止污染空气。 （5）结合图可知，C和CuO反应的主要气体产物是二氧化碳，但随着反应物中CuO与木炭的质量比逐渐减小，另一种气体产物一氧化碳的含量逐渐增多，结合提供的资料和图中数据的变化情况，产生CO的可能原因是碳和二氧化碳高温生成一氧化碳。 题型06 木炭还原氧化铜的相关计算 【典例6】碳能在高温时还原氧化铜，试计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少克？（写出计算过程） 【答案】解：设需要碳的质量至少为x。 x=6g 答：需要碳的质量至少6g 【解析】【根据碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳的方程式中氧化铜的质量和式量，以及碳的式量来计算单质碳的质量来解答。详解见答案。 【变式6-1】（2024九上·广东潮南期末）某研究学习小组为探究木炭还原氧化铜的实验。 （1）氧化铜中氧元素的质量分数　 　。 （2）要使160g氧化铜完全被还原，需要木炭的质量至少是　 　？(写出计算过程) （3）小组同学将160g氧化铜和16g的炭粉在隔绝空气的容器中持续加强热，通过CO2传感器测得容器内CO2的质量变化曲线如图所示。 ①分析t1～t2时密闭容器中CO2的质量减少的原因：　 　。 ②t2时容器内气体中的碳、氧元素质量比为　 　。 【答案】（1）20% （2）设至少需要木炭的质量为x，则x=12g答：至少需要木炭的质量为12g。 （3）高温下生成的二氧化碳与剩余的碳继续反应生成一氧化碳；1：2 【解析】（1）氧化铜中氧元素的质量分数为。 （3）①碳与氧化铜反应生成二氧化碳和铜，而生成的二氧化碳能与多余的碳反应生成一氧化碳，则二氧化碳的质量减少。 ②由于160g氧化铜中氧元素的质量为160g×20%=32g，根据质量守恒，反应前后元素的种类和质量不变，则t2时容器内气体中的碳、氧元素质量比为16g：32g=1：2。 【变式6-2】在做碳还原氧化铜的实验时，小梅取碳和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时间后冷却，称得剩余固体25.6克。试计算： （1）生成了多少克的二氧化碳？ （2）参加反应的氧化铜的质量为多少克？ 【答案】（1）4.4g （2）16g 【解析】（1）由质量守恒定律可知，反应后固体减少质量即为生成二氧化碳质量，则生成二氧化碳为30g-25.6g=4.4g. （2）设参加反应的氧化铜质量为x C+2CuO Cu+ CO2↑ 160 44 x 4.4g 160：44=x：4.4g x=16g 【变式6-3】小红利用如图所示装置进行木炭还原氧化铜的实验。 （1）若将4.0g氧化铜粉末完全还原成铜，计算应称取木炭的质量（写出计算过程）。 （2）老师告诉小明同学，实际取用木炭时应该略　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）理论值，原因是　 　。 【答案】（1）解：设应称取木炭的质量为x。 C +2CuO 2CuO +CO2 12 　 　 160 　 x 　 　 4.0g 　 x=0.3g 答：应称取木炭的质量是0.3g （2）大于；反应中木炭会与试管内的氧气（或CO2）反应而部分消耗，故稍过量的木炭有利于反应的进行 【解析】（1）详解见答案。 （2）老师告诉小明同学，实际取用木炭时应该略大于理论值，原因是反应中木炭会与试管内的氧气（或CO2）反应而部分消耗，故稍过量的木炭有利于反应的进行。故答案为：大于；反应中木炭会与试管内的氧气（或CO2）反应而部分消耗，故稍过量的木炭有利于反应的进行。 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $