6.1 碳单质的多样性 第2课时（培优讲义）化学新教材人教版九年级上册

本讲义聚焦碳单质的化学性质这一核心知识点，系统梳理常温下因原子结构稳定而不活泼（如古画墨迹保存），点燃或高温下的可燃性（氧气充足生成CO₂、不足生成CO，含质量比与产物关系分析），以及还原性（与氧化铜反应的实验探究、还原反应概念），构建从性质到应用、从定性到定量的完整学习支架。 该资料突出科学探究与实践、科学思维培养，通过木炭还原氧化铜实验的装置细节、操作步骤及现象分析提升实验能力，结合古画保存、工业炼铁等实例体现化学观念。设置易错提醒、极值法等方法技巧及分层练习，课中辅助教师突破重难点，课后帮助学生查漏补缺，增强解决实际问题的能力。

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 考点 1 碳单质的化学性质 一、常温下，碳的化学性质不活泼 常温下，碳单质的化学性质不活泼。碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化。 1.原因：碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子。 2.实例： ①古代用炭黑制成的墨写字、绘画，历经千百年不变色； ②档案资料用碳素墨水书写，字迹经久不褪，利于长期保存； ③木质电线杆埋入地下部分烧焦防腐； ④钻石恒久不变； ⑤焦炭、木炭露天存放不变质。 湖北出土的战国古墨 古代书法家用墨书写的字画能保存很长时间不变色 【易错提醒】 碳只有在常温下化学性质才不活泼（稳定），点燃或加热时碳能与很多物质反应 二、碳单质与氧气反应 1．氧气充足：碳充分燃烧，生成二氧化碳，同时放出大量的热 化学方程式：C ＋ O2 点燃 CO2 反应中碳与氧气的质量比为 3 ：8 2．氧气不充足：碳不充分燃烧，生成一氧化碳，同时放出热 化学方程式：2C ＋ O2 点燃 2CO 反应中碳与氧气的质量比为 3 ：4 3．归纳小结：化学反应中，反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同 4．应用：作燃料。 三、碳单质与某些氧化物反应 1．实验探究木炭还原氧化铜 （1）实验过程：将烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心铺放进试管，将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中，打开弹簧夹，加热混合物几分钟，然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，观察现象并分析。 （2）实验现象：黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊。 （3）实验结论：木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳 （4）化学方程式：C + 2CuO 高温 2Cu+CO2↑ （5）实验分析：C是还原剂，具有还原性。CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应。 （6）实验注意点： ①木炭粉和氧化铜粉均需要烘干。 ②金属网罩的作用：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导管再停止加热，目的：防止石灰水倒流，炸裂试管。 ④用弹簧夹夹紧乳胶管，目的：防止外界空气进入试管，使灼热的铜重新被氧化。 ⑤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。 【易错提醒】 木炭与氧化铜反应实验结束后，要先撤出导管再停止加热，不能先停止加热再撤出导管，防止石灰水倒流，炸裂试管。 2.碳单质与某些氧化物反应 （1）碳单质与某些金属氧化物反应： 碳 + 某些金属氧化物 高温 金属单质 + CO2↑ 应用：冶炼金属 如：工业炼铁2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑ （2）与二氧化碳反应： C+CO2高温2CO（吸热反应） 实例：烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度会暂时降低。 【方法技巧】 碳的几种单质物理性质各不相同，而化学性质却相似。原因是碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子，所以它们的化学性质是相似的。 3.还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 在木炭还原氧化铜的反应中，氧化铜失去氧元素生成铜，氧化铜被还原，发生了还原反应。 拓展提升： 氧化还反应：氧化反应和还原反应在同一反应中，同时进行。 CuO失去氧元素，被还原，发生还原反应，有氧化性，是氧化剂； C夺取氧元素，被氧化，发生氧化反应，有还原性，是还原剂； 氧化反应：物质得到氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物失去氧元素的反应。 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； 【进阶典例】（2026·河南商丘·模拟预测）河南博物院馆藏的北宋张择端《清明上河图》(摹本)等古代书画作品，能保存至今字迹、画面不褪色，主要原因是（ ） A．墨的主要成分是碳，常温下碳化学性质不活泼 B．宣纸的材质具有抗氧化性 C．画作被密封保存，隔绝了空气 D．古代制墨时添加了特殊防腐物质 【答案】A 【解析】A.墨的主要成分为碳单质，常温下碳的化学性质不活泼，很难与其他物质发生化学反应，这是书画字迹长期不褪色的根本原因，该选项正确。 B.宣纸的材质主要是植物纤维，并不具备抗氧化性，不是画作不褪色的主要原因，该选项错误。 C.古代画作并未被完全密封保存，仍会接触空气，该选项错误。 D.古代墨料主要由松烟等制成，并未添加特殊防腐物质，该选项错误。 解题点睛 一、核心认知：化学性质的“稳定性”与“统一性” 核心观点：虽然金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的物理性质差异很大，但由同种元素（碳）组成，使得它们在化学性质上表现出相似性。 常温下的稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼（稳定）。 体现：古代用墨（主要成分是碳）书写的字画，历经数百年而不褪色，正是因为碳在常温下化学性质稳定。 二、碳单质的三大化学性质 化学性质 反应方程式（以碳为例） 要点与现象 1. 可燃性（氧气充足）（与氧气反应） 充分燃烧（氧气充足）： C + O₂ 点燃 CO₂ 发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 可燃性（氧气不足） （与氧气反应） 不充分燃烧（氧气不足）： 2C + O₂ 点燃2CO 生成有毒的一氧化碳（CO）气体。 2. 还原性 （与某些氧化物反应） 与氧化铜反应： C + 2CuO高温 2Cu + CO₂↑ ① 黑色固体（CuO）变为红色固体（Cu）； ② 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体（CO₂）。 ➡ 碳在这里夺取了CuO中的氧，是还原剂。 与二氧化碳反应： C + CO₂ 高温 2CO 此反应是吸热反应。碳将CO₂还原为CO。 3. 稳定性 （常温下） （无方程式） 常温下不与其他物质发生反应，用于制作墨汁、保存档案。 三、重点突破：还原反应与还原剂 还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应（指被还原的物质）。 还原剂：在反应中提供氧的物质。碳是常见的还原剂（具有还原性）。 应用：碳的还原性可用于冶炼金属，例如在高温下用焦炭（主要成分是碳）将铁从铁矿石中还原出来。 四、两个关键反应的实验细节 1. 木炭还原氧化铜实验（C + 2CuO 高温 2Cu + CO₂↑） 装置特点：试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）。 操作步骤：先均匀加热，后集中加热；实验结束时，先撤出导管，再熄灭酒精灯（防止石灰水倒吸）。 现象总结：“黑变红，浑变清” —— 黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊。 2. 碳与二氧化碳反应（C + CO₂ 高温 2CO） 反应条件：需要高温。 能量变化：这是一个吸热反应，在工业上可用于制取水煤气（CO和H₂的混合气体）的环节中，但本课时仅需掌握该反应方程式即可。 五、易错辨析与常考点 1.“碳在常温下化学性质稳定”不等于“碳在任何条件下都不反应”。在点燃或高温条件下，碳的化学性质会变得活泼。 2.“碳的还原性”中的“碳”是指碳单质（如木炭、焦炭），而不是指含碳的化合物。 3.区分“氧化反应”与“还原反应”： 碳与氧气反应（燃烧）是氧化反应（碳被氧化）。 碳与氧化铜反应中，碳是还原剂（被氧化），氧化铜是氧化剂（被还原）。 4.“化合反应”判断： C + O₂ → CO₂ 和 C + CO₂ → 2CO 都属于化合反应（多变一）。 C + 2CuO → 2Cu + CO₂↑ 属于置换反应（单质 + 化合物 → 新单质 + 新化合物）。 要点归纳 常温稳定字不褪，点燃高温变活泼。氧气充足生CO₂，不足则把CO得。 高温还原氧化铜，黑粉变红显身手。还原剂是碳单质，性质用途要记熟。 【拔高典例】（2026·湖南永州·一模）近期，我国科研团队在嫦娥五号月壤样品中首次发现天然形成的单壁碳纳米管和石墨碳，其化学性质与单质碳相似，下列说法不正确的是（ ） A．它们都是由碳原子构成的 B．碳纳米管充分燃烧的产物是二氧化碳 C．碳纳米管和石墨碳的结构中，碳原子排列方式不同 D．它们在常温下化学性质活泼，故而不易被发现 【答案】D 【解析】A. 单壁碳纳米管、石墨碳都属于碳单质，均由碳原子直接构成，说法正确。 B. 碳单质具有可燃性，充分燃烧的产物为二氧化碳，说法正确。 C. 碳纳米管和石墨碳是不同的碳单质，二者的碳原子排列方式不同，说法正确。 D. 单质碳常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，并非化学性质活泼，说法错误。 【对点练1】（2026·安徽蚌埠·三模）如图是高温条件下碳和氧化铜的反应装置和反应过程生成二氧化碳气体的图像，下列说法不正确的是（ ） A．OA段没达到两者反应温度 B．B点处试管中有2种固体物质 C．AC段（不含A和C点）全段试管内碳和氧元素质量皆减少 D．CD段试管内元素质量分数不变 【答案】B 【解析】A.OA段没有生成，说明温度未达到碳和氧化铜的反应温度，反应未开始，A正确。 B.反应原理为：。B点位于AC段，反应正在进行中，此时试管内既有未反应完的、，也有生成的，共3种固体物质，B错误。 C.AC段反应持续进行，生成的不断逸出，含有C、O元素，因此试管内的碳、氧元素质量均减少，C正确。 D.CD段反应已经结束，不再有气体逸出，试管内固体总质量不变，元素质量恒定，因此元素的质量分数不变，D正确。 【对点练2】（2026·上海杨浦·三模）有关碳还原氧化铜的实验如图，分析正确的是（ ） A．开始加热时，装置Ⅲ中出现的气泡是 B．实验中，装置I中铜元素的质量始终不变 C．停止加热前，必须将导管从装置Ⅲ中取出 D．结束后，装置I中仍有黑色固体说明碳过量 【答案】B 【解析】A、加热装置I，装置中空气受热膨胀逸出，因此开始加热时，装置Ⅲ中出现的气泡是装置中的空气，说法错误，不符合题意； B、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则实验中，装置I中铜元素的质量始终不变，说法正确，符合题意； C、停止加热前，不需要将导管从装置Ⅲ中取出，是因为装置II可以防倒吸，说法错误，不符合题意； D、结束后，装置I中仍有黑色固体，由于碳、氧化铜均为黑色固体，则可能是碳过量，也可能是氧化铜过量，说法错误，不符合题意。 故选：B。 考点 2 碳与氧气反应后生成物分析 拓展提升：碳与氧气反应后生成物分析 碳与氧气的质量比 所得物质成分 O2、CO2 CO2 CO、CO2 CO CO、C 所得气体成分 O2、CO2 CO2 CO、CO2 CO CO 表格信息可用数轴表示： 【进阶典例】（2026·江苏宿迁·一模）高温下，置于密闭容器中的碳和氧气充分反应，碳和氧气的质量比如图，下列关于反应后密闭容器中的剩余物的说法中，不正确的是（ ） A．甲点对应的剩余物是二氧化碳和氧气 B．乙点对应的剩余物是二氧化碳 C．丙点对应的剩余物是二氧化碳和一氧化碳 D．丁点对应的剩余物是一氧化碳 【答案】D 【分析】碳完全燃烧生成二氧化碳：，当恰好完全反应时，碳和氧气的质量比为：12:32=3:8； 碳不完全燃烧生成一氧化碳：，当恰好完全反应时，碳和氧气的质量比为：24:32=3:4。 【解析】A、甲点碳和氧气的质量比小于3:8，当碳和氧气的质量比小于3:8时，剩余物是二氧化碳和氧气，不符合题意； B、乙点碳和氧气的质量比为3:8，剩余物只有二氧化碳，不符合题意； C、丙点碳和氧气的质量比在之间时，剩余物有二氧化碳和一氧化碳，不符合题意； D、丁点碳和氧气的质量比大于3：4，剩余物是一氧化碳和碳，符合题意。 故选D。 解题点睛 深度归纳：碳与氧气反应后的生成物分析 一、反应总览（条件决定产物） 核心原则：氧气充足时，碳被完全氧化，产物为二氧化碳（CO₂）；氧气不足时，碳被不完全氧化，产物为一氧化碳（CO）。 本质原因：碳与氧气反应是一个放热过程，反应温度很高。当氧气充足时，生成的CO会继续与O₂燃烧生成CO₂（即2CO + O₂ → 2CO₂）；当氧气不足时，CO无法被继续氧化，便作为最终产物排出。 二、两种情况的对比表 反应条件 化学方程式 生成物 现象 能量变化 氧气充足（完全燃烧） C + O₂ 点燃 CO₂ 二氧化碳（CO₂） 发出白光，放出大量的热，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体 放热 氧气不足（不完全燃烧） 2C + O₂ 点燃 2CO 一氧化碳（CO） 发出蓝色火焰（CO燃烧时），放热较少，生成无色无味、有毒的气体 放热（比完全燃烧少） 三、定量分析（中考重难点） 这部分主要考查化学方程式中的质量关系，通过给定碳和氧气的质量，判断生成物。 1. 三种质量比情况 质量比（mC : mO₂） 反应情况 最终生成物 = 3 : 8 恰好完全反应（碳耗尽，氧气也耗尽） 只有 CO₂ = 3 : 4 恰好完全反应（碳耗尽，氧气也耗尽） 只有 CO 介于 3:4 和 3:8 之间 （即 3/8 < mC:mO₂ < 3/4） 氧气不足，碳过量，两个反应都发生 CO₂ 和 CO 的混合物 > 3 : 4（碳远多于氧） 氧气极度不足 只有 CO（但有大量碳剩余） < 3 : 8（氧远多于碳） 氧气极度充足 只有 CO₂（有氧气剩余） 2. 极值法判断（速记技巧） 假设生成物全是 CO₂，则 mC : mO₂ = 12 : 32 = 3 : 8。 假设生成物全是 CO，则 mC : mO₂ = 12 : 16 = 3 : 4。 判断口诀：“氧多生CO₂，氧少生CO”。即氧气的比例越高，产物越偏向CO₂；碳的比例越高，产物越偏向CO。 四、核心概念辨析（易错点） “碳燃烧一定生成CO₂”是错误的。只有在氧气充足时才生成CO₂，氧气不足时会生成CO。 “CO₂和C在高温下可以生成CO”。这个反应是上述不完全燃烧的另一个角度（C + CO₂ 高温 2CO）。这也解释了为什么碳在氧气不足时最终产物是CO——因为即使生成了CO₂，它也会被过量的高温碳还原成CO。 “CO有毒，CO₂无毒”。这是两者最根本的区别之一，也是不完全燃烧需要特别注意的安全隐患。 五、工业与生活应用 应用场景 涉及的原理 煤炉中的反应（三层反应） ① 炉膛下层（氧气充足）：C + O₂ → CO₂（放热） ② 炉膛中层（氧气不足，高温）：C + CO₂ → 2CO（吸热） ③ 炉膛上层（CO遇氧气燃烧）：2CO + O₂ → 2CO₂（蓝色火焰） 冬天用煤炉取暖易中毒 煤炉内氧气不足时生成CO，CO无色无味，不易察觉，且能与血红蛋白结合，导致人体缺氧。预防措施：保持通风，安装烟囱。 工业制取水煤气 用焦炭和水蒸气在高温下反应，生成CO和H₂的混合气体（水煤气）。其中利用了碳在高温下与水蒸气的反应，但本课时的重点是碳与氧气的反应。 【拔高典例】（25-26九年级上·江苏南京·阶段检测）在一个密闭容器里盛有16g碳和16g氧气，使其充分反应，得到的气体是（ ） A．CO2 B．CO C．CO和CO2 D．CO2和O2 【答案】B 【解析】碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，参加反应的碳和氧气的质量比为12：32=3：8；碳在氧气中不充分燃烧生成一氧化碳，反应的化学方程式为：，参加反应的碳和氧气的质量比为(12×2)：32=3：4，由题意可知，密闭容器中碳与氧气的质量比为16g：16g=1：1，大于3：8和3：4，则该密闭容器中碳和氧气充分反应后，生成物是一氧化碳； 故选：B。 【对点练1】（25-26九年级上·湖北武汉·期中）形成化学观念，发展科学思维。下列推理正确的是（ ） A．能量观：化学变化伴随能量改变，因此有能量改变的变化一定是化学变化 B．转化观：H2O和H2可以互相转化 C．结构观：H2O和H2O2的组成元素相同，所以他们的化学性质相同 D．守恒观：12g碳和18g氧气反应，一定生成30g二氧化碳 【答案】B 【解析】A、有能量改变的变化不一定是化学变化（如灯泡发光放热是物理变化），推理错误。 B、H2O通电分解可生成H2，H2燃烧可生成H2O，二者可以相互转化，推理正确。 C、H2O和H2O2的分子结构不同，因此化学性质不同（如H2O2有氧化性，H2O没有），推理错误。 D、根据化学方程式，12g碳完全燃烧需32g氧气，18g氧气不足，碳有剩余，无法生成30g二氧化碳，推理错误。 故选B。 【对点练2】推理是学习化学的一种方法。以下推理正确的是（ ） A．燃烧会发光放热，所以只要有发光放热现象的都是燃烧 B．石墨能够导电，则由碳元素组成的金刚石也能导电 C．氧化物含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物 D．根据质量守恒定律，12g碳与20g氧气一定条件下充分反应后生成物总质量为32g 【答案】D 【解析】A、燃烧会发光放热，但有发光放热现象的不一定都是燃烧，例如电灯发光，故A错误； B、石墨和金刚石都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，两物质的物理性质也不同，石墨能导电，但金刚石不能导电，故B错误； C、氧化物含有氧元素，但含有氧元素的化合物不一定是氧化物，例如：NaOH不属于氧化物，氧化物只有两种元素，故C错误； D、碳和氧气充分反应生成二氧化碳，化学方程式为，碳和氧气不充分反应生成一氧化碳，化学方程式为，根据化学方程式可知，12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳，12份质量的碳与16份质量的氧气反应生成28份质量的一氧化碳，所以12g碳与20g氧气一定条件下充分反应后生成一氧化碳和二氧化碳的混合物，根据质量守恒定律，生成物总质量为32g，故D正确。 故选D。 1．（2026·湖南·中考真题）帛书上用墨书写的文字能保存千年，是因为常温下碳单质具有（ ） A．稳定性 B．吸附性 C．可燃性 D．还原性 【答案】A 【解析】A. 墨的主要成分为碳单质，常温下碳单质化学性质稳定，不易与空气中的物质发生反应，所以用墨书写的文字可以长久保存。正确。 B. 吸附性是活性炭疏松多孔结构带来的性质，和文字长久保存无关。错误。 C. 可燃性指碳可以燃烧，不能解释文字长久保存的原因。错误。 D. 还原性是碳在高温下夺取氧化物中氧的性质，常温下不体现，不能用于该现象解释。错误。 2．（2026·河南周口·二模）传统文化古文献记载“投泥泼水愈光明”，高温下碳与水蒸气反应，该反应中碳表现 A．可燃性 B．氧化性 C．还原性 D．稳定性 【答案】C 【解析】反应方程式为， 反应中碳夺取了水中的氧元素，发生氧化反应，在反应中作还原剂，因此表现还原性，故选C。 3．（2026·河南南阳·三模）劳动创造美好生活。下列关于劳动项目相关的解释错误的是（ ） A．向锁芯中放入铅笔芯粉末：利用石墨的润滑性 B．清理家中的鱼缸并通入氧气：空气中的氧气易溶于水 C．用碳素墨汁书写春联，字迹不易褪色：常温下碳的化学性质稳定 D．用活性炭除去冰箱内的异味：活性炭具有吸附性 【答案】B 【解析】A.铅笔芯主要成分为石墨，石墨具有润滑性，可作为润滑剂缓解锁芯卡顿，解释正确。 B.氧气的溶解性为不易溶于水，鱼缸通入氧气是因为水中溶解的氧气量少，不足以供给鱼类呼吸，并非氧气易溶于水，解释错误。 C.常温下碳单质的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此碳素墨汁书写的字迹长时间不褪色，解释正确。 D.活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附异味、色素，因此能除去冰箱内异味，解释正确。 4．（2026·山东日照·二模）《本草纲目》记载，高温下“生铁打铸，皆有花出”。冷却后的“花”即“铁末”，可用于仿制碑文拓片，其方法为“铁末浸醋，书字于纸，背后涂墨(炭黑)如碑字”。下列说法错误的是（ ） A．“铁末”含有铁的氧化物 B．醋酸(CH3COOH)分子中碳、氢、氧原子个数比为1：2：1 C．“铁末浸醋”过程中只发生物理变化 D．“墨”经久不褪色，说明常温下碳单质的化学性质不活泼 【答案】C 【解析】A.生铁属于铁合金，高温下会与空气中的氧气反应生成铁的氧化物，因此冷却得到的“铁末”含有铁的氧化物，说法正确。 B.1个分子含2个C原子、4个H原子、2个O原子，碳、氢、氧原子个数比为，说法正确。 C.“铁末浸醋”过程中，铁、铁的氧化物均会与醋酸反应生成新物质，存在化学变化，并非只发生物理变化，说法错误。 D.墨的主要成分为碳单质，常温下碳单质化学性质不活泼，因此“墨”经久不褪色，说法正确。 5．（2026·福建泉州·模拟预测）科学家合成了一种形似“分子锁链”的新型碳结构C48，有望为电子器件和量子科技领域提供革命性的新材料。下列关于C48说法正确的是（ ） A．是一种新型的有机化合物 B．常温下化学性质活泼 C．完全燃烧后生成二氧化碳 D．与石墨是同种物质 【答案】C 【解析】A. 有机化合物是含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸盐等特例除外），属于单质，不属于化合物，因此不是有机物，A错误。 B. 碳单质常温下化学性质稳定，不易发生化学反应，B错误。 C. 根据质量守恒定律，仅含碳元素的物质完全燃烧时，产物只有二氧化碳，C正确。 D. 与石墨的碳原子排列方式不同，是结构不同的两种碳单质，不属于同种物质，D错误。 6．（2026·福建漳州·模拟预测）清华大学研究团队基于无皱褶单晶石墨材料，实现固体表面宏观尺度近零摩擦。下列说法错误的是（ ） A．常温下，该石墨材料化学性质不活泼 B．石墨和金刚石均属于碳单质，两者物理性质相同 C．该单晶石墨材料完全燃烧的产物为二氧化碳 D．该技术有望使未来的机械轴承达到近乎零磨损，大幅度提升设备寿命 【答案】B 【解析】A. 石墨属于碳单质，常温下碳单质的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触也不易起变化，正确； B. 石墨和金刚石均由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，错误； C. 该单晶石墨材料属于碳单质，碳单质完全燃烧生成二氧化碳，正确； D. 该技术实现了近零摩擦，可大幅降低机械轴承的磨损，从而提升设备寿命，符合技术应用逻辑，正确。 7．（2026·江苏徐州·三模）碳气凝胶由石墨烯和碳纳米管制成，是世界上最轻的材料，具备优良的隔热性能，对原油有超强的吸附性，可清理海面上泄漏的原油。下列相关说法不正确的是（ ） A．碳气凝胶结构致密结实 B．碳气凝胶可用作保温材料 C．碳气凝胶能浮在水面上 D．碳气凝胶燃烧会产生二氧化碳 【答案】A 【解析】A．碳气凝胶对原油有超强吸附性，说明其内部结构疏松多孔，并非致密结实，故选项说法不正确。 B．碳气凝胶具备优良的隔热性能，能够阻隔热量传递，因此可用作保温材料，故选项说法正确。 C．碳气凝胶是世界上最轻的材料，密度远小于水，因此能浮在水面上，故选项说法正确。 D．碳气凝胶由碳元素组成，完全燃烧会产生二氧化碳，故选项说法正确。 8．（2026·湖南衡阳·三模）一种碳的单质——柔性超平金刚石薄膜的制备荣登2025年度中国科学十大进展。下列关于碳单质的说法正确的是（ ） A．金刚石、石墨都是碳的单质，用途完全相同 B．金刚石薄膜属于金属材料 C．金刚石和石墨的物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同 D．金刚石在空气中充分燃烧会生成一氧化碳 【答案】C 【解析】A. 金刚石硬度大可用于切割玻璃，石墨质软可制铅笔芯、有导电性可作电极，二者性质不同，用途差异很大，“用途完全相同”表述错误。 B. 金属材料包括纯金属和合金，金刚石是碳的非金属单质，不属于金属材料，表述错误。 C. 金刚石为空间立体网状结构，石墨为层状结构，碳原子排列方式不同是二者物理性质差异大的根本原因，表述正确。 D. 碳单质充分燃烧生成二氧化碳，反应为，只有不完全燃烧才生成一氧化碳，表述错误。 9．（2026·山西运城·二模）某兴趣小组利用木炭粉末探究碳单质的化学性质，实验装置如图，下列说法正确的是（ ） A．实验中红色的固体变黑 B．网罩可以提高火焰的温度 C．木炭不可以换成活性炭 D．使用镊子取用木炭粉末 【答案】B 【解析】A.本实验为碳还原氧化铜，反应原理为：，反应物为黑色固体，生成物为红色固体，实验现象为黑色固体变红，A错误。 B.酒精灯火焰处加网罩可以集中火焰，提高加热温度，满足该反应需要的高温条件，B正确。 C.活性炭的主要成分也是碳单质，同样具有还原性，可以替换木炭完成该实验，C错误。 D.木炭粉末为粉末状药品，应该用药匙或纸槽取用，镊子仅用于取用块状固体药品，D错误。 10．（2026·广东深圳·一模）木炭与反应产生的气体除还可能有。用图1装置进行两组实验（每组实验中与木炭的质量比不同，其他条件相同），测得产生与的体积分数随时间变化如图2、图3。下列说法错误的是（ ） A．气体产物中有的原因可能是 B．其他条件相同，与木炭的质量比越大，生成的越多 C．为防止装置内氧气影响实验，实验前可用氮气排尽装置内空气 D．证明木炭具有还原性的证据：试管中有红色固体生成，图2、图3中的量增大 【答案】B 【解析】A、气体产物中有，可能是因为二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：，不符合题意； B、对比图2（）和图3（）的CO体积分数可知，其他条件相同，与木炭的质量比越大，碳相对不足，生成的CO越少，符合题意； C、氮气化学性质稳定，为防止装置内氧气影响实验，实验前可用氮气排尽装置内空气，不符合题意； D、试管中有红色固体生成，图2、图3中的量增大，说明木炭与氧化铜在高温下反应生成了铜和二氧化碳，说明木炭具有还原性，不符合题意。 故选B。 11．（2026·四川广元·一模）下列图像与对应的操作过程相符的是（ ） A．表示用红磷测定空气中氧气体积分数 B．表示电解水 C．木炭还原氧化铜 D．二氧化锰催化过氧化氢 【答案】C 【解析】A、红磷燃烧放出热量，气体受热膨胀，压强变大，反应结束后，冷却至室温，氧气被消耗，压强减小，且比反应前的压强小，该选项不符合题意。 B、电解水的化学方程式为，其中氢气和氧气的质量比为：，该选项不符合题意。 C、木炭还原氧化铜的化学方程式为：，该过程生成了二氧化碳气体，固体的质量减小，该选项符合题意。 D、二氧化锰在过氧化氢分解反应中充当催化剂，催化剂在反应前后质量不变，该选项不符合题意。 故选C。 12．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，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．M点时反应已开始 B．N点时试管①中有三种固体物质 C．实验过程中观察到部分红色固体逐渐变为黑色 D．从N点到P点固体中铜元素的质量分数不变 【答案】B 【解析】A、由图2可知，M点时固体质量没有发生变化，说明M点时木炭与氧化铜反应未开始，故选项说法错误； B、由图2可知，N点时固体质量仍在减小，说明反应正在进行中，木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，故N点对应的固体物质有木炭、氧化铜、铜三种，故选项说法正确； C、木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，所以实验过程中观察到黑色固体逐渐变为红色，故选项说法错误； D、从N点到P点固体的质量减少，铜元素的质量不变，则从N点到P点固体中铜元素的质量分数增大，故选项说法错误； 故选：B。 13．（2026·贵州遵义·三模）下列对化学基本观念的认识，不正确的是（ ） A．结构观：H2O和H2O2化学性质不同，因为它们分子的构成不同 B．分类观：根据组成元素的种类，可将纯净物分为单质和化合物 C．变化观：在一定条件下，CO2和 CO可以相互转化 D．守恒观：2g碳与4g 氧气反应一定生成6g二氧化碳 【答案】D 【解析】A、H2O和H2O2化学性质不同，因为它们分子的构成不同，不同种分子化学性质不同，故选项说法正确； B、根据组成元素的异同，可将纯净物分为单质（同种元素组成）和化合物（不同元素组成），故选项说法正确； C、在一定条件下，CO2和CO可以相互转化，二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳，故选项说法正确； D、碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，参加反应的碳、氧气和生成二氧化碳的质量比为12：32：44=3：8：11，2g碳与4g 氧气反应，碳有剩余，生成二氧化碳的质量小于6g，故选项说法错误； 故选：D。 14．（2026·河北邯郸·一模）把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，取该混合物mg，在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图所示，下列说法正确的是（ ） A．Q点对应的固体为黑色 B．P点对应的固体物质只有两种 C．反应后产生气体的总质量为 D．内，固体中铜元素的质量分数不变 【答案】C 【解析】A、Q点时固体质量不再减小，此时恰好完全反应，对应的固体为铜，固体为紫红色，而不是黑色，故选项说法不正确； B、木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，有气体生成固体质量减少，P点时固体质量还有减小的趋势，还未完全反应，此时对应的固体物质有氧化铜、木炭、铜三种物质，故选项说法不正确； C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应后产生气体的总质量为，故选项说法正确； D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，反应过程中铜元素的质量不变，但是0～t2min内，固体的质量减少，则固体中铜元素的质量分数增大，故选项说法不正确。 故选C。 15．（2025·河南焦作·一模）高温加热40g木炭粉末和氧化铜粉末的混合物，完全反应后冷却至室温，称得剩余固体质量为37.8g。则生成铜的质量为（ ） A．4.4g B．6.4g C．12.8g D．16g 【答案】B 【解析】根据质量守恒定律，反应前后固体减轻的质量为生成二氧化碳的质量，故生成二氧化碳质量为40g-37.8g=2.2g 设生成铜的质量为x 故选B。 16．（2026·安徽阜阳·模拟预测）木炭与CuO反应产生的气体除，还可能有CO。用图1装置进行三组实验(每组实验中木炭与CuO的质量比不同，其他条件相同)，测得产生CO的体积分数随时间变化的关系如图2。下列说法错误的是（ ） A．实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 B．实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C．气体产物中有CO的原因可能是 D．其他条件相同，木炭与CuO的质量比越小，生成的CO越多 【答案】D 【解析】A．装置内空气中的可与木炭反应生成碳的氧化物，也可能氧化生成的，会干扰的测定，因此实验前需要排尽装置内空气，A正确。 B．反应中黑色的被还原为红色的，因此可观察到黑色粉末逐渐变红，B正确。 C．木炭还原首先生成，若木炭过量，高温下会与C发生反应，因此气体产物中可能有，C正确。 D．由图2可知，越大（），生成的体积分数越高，即木炭与的质量比越小，生成的越少，D错误。 17．（2026·广东深圳·三模）将0.6g炭粉和一定量氧化铜粉末混合后装入如图1所示装置中，加热该混合物。加热过程中CO2和CO两种气体的质量随加热时间变化的曲线如图2所示。关于该实验的说法不正确的是（ ） A．50s前，未产生CO和CO2的原因是未达到反应温度 B．50s后，试管内开始有铜生成 C．75s时，试管内物质未反应完全 D．实验过程中可观察到的现象为红色粉末变成黑色 【答案】D 【解析】A. 该反应需要在高温下进行，50s 前未达反应温度，不产生气体，说法正确； B. 50s 后开始有二氧化碳和一氧化碳生成，说明此时反应开始发生，试管内开始有铜生成，说法正确； C.  75s 时气体质量仍在增加，说明反应还在进行，试管内物质未反应完全，说法正确； D. 碳与氧化铜在高温下反应生成了铜，现象为黑色粉末变为红色，说法错误。 18．（2026·贵州遵义·模拟预测）某化学兴趣小组同学对碳还原氧化铜的气体产物成分进行探究。取a克木炭与8.0克氧化铜混合加热，充分反应后固体中只有铜。下列说法错误的是（ ） A．化合价发生变化的元素有碳元素和铜元素 B．加热固体前要先通排净装置中的空气 C．装置A中固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量 D．若生成的气体为混合物，则a的取值范围是0.6 g<a<1.2 g 【答案】C 【解析】A.反应中碳元素化合价从0价变为+2价（）或+4价（），铜元素从+2价变为0价，二者化合价均发生变化，说法正确； B.加热前通N2排净空气，可避免空气中的O2与碳反应、CO2干扰气体产物检验，说法正确； C.装置A中固体减少的质量是参加反应的碳的质量与氧化铜中失去的氧元素的质量之和（即生成气体二氧化碳和一氧化碳的总质量），并非只有氧化铜中氧元素的质量，说法错误； D.若仅生成，根据反应关系可知，8.0g完全反应消耗碳的质量为； 若仅生成，根据反应关系可知，8.0g完全反应消耗碳的质量为； 若气体为混合物，a的取值范围是0.6<a<1.2，说法正确。 1．（2026·湖南邵阳·模拟预测）阅读短文，回答问题。 《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。 第一层以墨绘之，古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为。第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。 矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。 （1）以墨绘画长久不变色，原因是___________。 （2）将石绿转化成石膏(主要成分为)，该变化属于___________(填“物理变化”或“化学变化”)。 （3）赭石的主要成分是，其中铁元素的化合价为___________。 （4）石青与石绿中主要成分的组成元素相同，但是颜色却不同，其原因是___________。 【答案】（1）常温下碳的化学性质不活泼 （2）化学变化 （3） （4）分子的构成不同 【解析】（1）墨的主要成分是炭黑，属于碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此用墨绘制的画作能长久不变色。 （2）石绿主要成分为，石膏主要成分为，该变化过程有新物质生成，符合化学变化的特征。 （3）化合物中正负化合价代数和为0，中O元素为-2价，设Fe元素化合价为，列式为，解得。 （4）物质的结构决定性质，石绿和石青的主要成分虽然组成元素相同，但分子构成不同，因此物理性质（颜色）存在差异。 2．（2026·甘肃康乐·中考真题）我国计划在2030年前实现航天员登月，开展科学探索，该计划离不开化学与技术的发展。回答相关问题： （1）月球上有丰富的核能原料。已知原子核内有2个质子和1个中子，其原子核外电子数为_____。 （2）制作宇航服需要环氧树脂[（]和碳纤维等材料。聚丙烯腈等原料经过溶解、纺丝后，在高温条件下可碳化为碳纤维。该碳化工艺需要在惰性气体保护下进行的原因是__________。 （3）探月工程发现月球上有一定量的钛酸亚铁矿，钛酸亚铁矿的主要成分为，中Ti元素化合价为+4，中Fe的化合价为________。 （4）在水处理系统中，用活性炭的吸附性除去色素和异味，这是因为活性炭有_____的结构。 【答案】（1）2 （2）防止高温下碳与氧气反应（或防止碳纤维被氧化） （3）（或价） （4）疏松多孔 【解析】（1）原子中，核外电子数 = 质子数，已知原子核内有2个质子，因此核外电子数为2。 （2）碳单质在高温下易和空气中的氧气反应，惰性气体化学性质不活泼，作保护气可以避免碳化过程中碳被氧化，保证工艺顺利进行。 （3）化合物中所有元素正负化合价代数和为0。设化合价为x，已知为价、为价，列式得，解得。 （4）活性炭疏松多孔的结构使其有较大的表面积，因此具备吸附性，可除去水中的色素和异味。 3．（25-26八年级下·山东青岛·期中）我国古代典籍中记录了很多化学知识，展示了我国古代人民的智慧。 （1）明代《天工开物》记载松烟制墨法：“凡墨烧烟凝质而为之”。即将松枝斩断后覆上松叶点燃，收集松烟而制墨。 ①松烟由松枝、松叶________（填“完全”或“不完全”）燃烧形成。 ②松烟制墨作画，其中墨迹经百年不变色的原因是________。 （2）《抱朴子》中称金刚石“体似紫石英，可以刻玉”，这体现了金刚石________的物理性质。其与“墨”物理性质有很大差异的原因是________。 （3）石墨在一定条件下转化为金刚石，该反应属于________（填“物理”或“化学”）变化。 【答案】（1）不完全 常温下碳的化学性质稳定（或不活泼） （2）硬度大 碳原子的排列方式不同 （3）化学 【解析】（1）①松烟的主要成分为炭黑，含碳物质不完全燃烧会生成炭黑，完全燃烧产物是二氧化碳； ②墨主要成分是碳单质，碳单质在常温下很难和其他物质发生反应，化学性质稳定，因此墨迹可以长期不变色。 （2）可以刻玉说明金刚石的硬度远大于玉，对应硬度大的物理性质； 金刚石和墨的主要成分都是碳单质，二者物理性质差异的核心原因是内部碳原子的排列方式不同。 （3）石墨和金刚石是结构不同的两种物质，该反应有新物质生成，因此属于化学变化。 4．（2026·广东东莞·一模）“铅粉”(主要成分为 是传统中国画中常用的白色颜料，暴露在空气中，久了变成黑色，称之为“泛铅”(主要成分为PbS)，修复古画“泛铅”常用的方法有传统的“纸上走火法”(如图所示)。 （1）古代画用墨水打底，历经百年不褪色的原因是___________； （2）“铅粉 变成“泛铅(PbS)”，该过程可能是空气污染物中的___________(填化学式)导致的；该过程中铅元素化合价不变，则PbS中硫元素的化合价为___________； （3）古画变黄是因为纸张与氧气发生___________(填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)，光照会加速反应过程，因此古画应___________保存； （4）“纸上走火法”：先在画上洒水，使其适当湿润，再在“泛铅”的部位浇上适量酒精，点火燃烧，即可除去黑色部分。古画未燃烧是由于清水蒸发___________(填“吸热”或“放热”)，使___________。 【答案】（1）常温下碳的化学性质稳定 （2）H2S -2 （3）缓慢氧化 避光密封 （4）吸热 温度降低至纸张的着火点以下 【解析】（1）墨水主要成分为炭黑（碳单质），常温下碳的化学性质稳定，很难和其他物质发生化学反应，因此墨水书写的痕迹能长期保持不褪色。 （2）生成的PbS中S为-2价，说明反应物是含-2价硫的空气污染物，对应硫化氢；中碳酸根为-2价，因此Pb为+2价，反应前后Pb化合价不变，化合物中正负化合价代数和为0，因此中S为-2价。 （3）纸张和氧气的反应速率很慢、无明显现象，属于缓慢氧化；题干说明光照会加速反应，因此古画需要避光密封保存。 （4）水蒸发是吸热过程，会带走酒精燃烧释放的热量，使温度降低至纸张的着火点以下，因此古画不会燃烧。 5．（2026·广东茂名·一模）认真阅读下列科普短文，依据短文内容，回答下列问题： 《天工开物》中制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质(主要成分是碳)加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨(结构如图所示)当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 石墨的碳层间距是(0.335nm(1nm= 10-9m)，能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 （1）墨的主要成分是___________(写出化学式)，它用于写字作画，字画长时间不变色的原因是___________。 （2）推测桐油、猪油、松枝中一定含___________元素。 （3）写出石墨烯的一种物理性质___________。 （4）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是(从结构角度分析)___________。 （5）下列说法不正确的是_______。 A．石墨烯属于单质 B．硬碳、石墨、石墨烯的物理性质相同 C．石墨烯为未来太空材料科学探索提供新方向 D．硬碳和石墨都可制作电池电极 （6）近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH4)气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH₄)和石墨(C)。上述生成石墨的化学方程式为___________。 【答案】（1）C 常温下碳的化学性质稳定 （2）碳 （3）优异的导电导热性/超出钢铁数十倍的强度/极佳的透光特性 （4）石墨的碳层间距仅为0.335nm，难以嵌入钠离子；而硬碳的碳层间距为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子 （5）B （6） 【解析】（1）墨的主要成分是炭黑，炭黑的化学式为C； 常温下碳的化学性质稳定，不易与空气中的氧气、水等物质反应，所以用墨书写的字画可以长时间不变色。 （2）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。桐油、猪油、松枝不完全燃烧生成了含碳的黑色粉状物质，说明这些物质中一定含有碳元素。 （3）文中明确提到石墨烯有 “优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性”，这些都属于物理性质。 （4）文中直接对比了石墨和硬碳的结构差异：石墨的碳层间距仅为0.335nm，难以嵌入钠离子；而硬碳的碳层间距为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳是钠离子电池负极材料的优秀候选者。 （5）A、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法正确。 B、硬碳、石墨、石墨烯的碳原子排列方式不同，因此物理性质差异很大，说法错误。 C、石墨烯强度高、透光性好，可应用于航天领域，为未来太空材料科学探索提供新方向，说法正确。 D、硬碳和石墨都具有导电性，都可制作电池电极，说法正确。 故选B。 （6）在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，硅（Si）与甲烷（CH4）反应生成四氢化硅（SiH4）和石墨（C），化学方程式为。 6．（25-26九年级上·福建莆田·期末）2023年春节，《流浪地球2》震撼登场，影片中太空天梯是重头戏，目前，碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料，它是制造太空天梯的理想材料。碳纳米管是碳单质的一种，根据下图，请回答以下问题： （1）图1中A是碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数是________。 （2）B、C、D三种碳单质中，硬度最大的物质是________（写物质名称），B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是________，若将物质C经过一定条件转变成物质B，该变化属于________变化（填“物理”或“化学”）。 （3）E是新兴纳米材料石墨烯，它可以帮助科学家实现修建“太空天梯”的设想，石墨烯是由碳原子构成的单质，请推测石墨烯可能具有的一条化学性质________。 （4）活性炭和焦炭的主要成分也是碳单质。工业上可利用焦炭冶炼金属，请写出碳与氧化铜反应的化学方程式________。 【答案】（1）4 （2）金刚石 碳原子的排列方式不同 化学 （3）可燃性（合理即可） （4） 【解析】（1）由碳原子结构示意图可知，碳原子最外层电子数为4； （2）由图可知，B、C、D分别对应的物质为金刚石、石墨、C60，金刚石为天然存在最硬的物质； B、C所表示的物质为金刚石和石墨，金刚石和石墨均是由碳原子构成的，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大； 若将物质C（石墨）经过一定条件转变成物质B（金刚石），生成了新物质，属于化学变化； （3）石墨烯是由碳原子构成的单质，碳单质具有可燃性，故可推测石墨烯可能具有的化学性质是：可燃性； （4）碳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：。 7．（2026·福建泉州·二模）兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验。 C与CuO的质量比 反应后物质状态(“√”代表有，“×”代表无) 红色块状金属 金属光泽 黑色物质 1∶9 √ √ 少量 1∶10 √ √ 几乎无 1∶11 √ × 很少 1∶12 √ × 少量 1∶13 √ × 较多 （1）实验前兴趣小组先将碳粉和氧化铜粉末烘干后混合研磨。混合研磨的目的是___________。 （2）实验过程可观察到黑色的粉末逐渐变成红色。将生成的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式___________。 （3）根据化学方程式计算和的混合质量比为，但实验效果不理想。为获得最佳效果，控制与的总质量一定，按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如上表，由实验可知和质量比为1∶10时实验效果最佳，判断依据是___________。理论质量比并非最佳实验效果的原因可能是___________。 （4）工业上经常用黄铜矿()为原料炼铜，中铜的质量分数为___________(列出计算式)。冶炼时常用石灰乳［主要成分是］吸收生成的。直接排放易形成酸雨，酸雨的危害有___________。 【答案】（1）增大接触面积，使反应更快更充分 （2） （3）反应后得到红色块状金属，有金属光泽，且几乎无黑色物质 部分碳与装置内氧气反应而消耗(或碳与生成的二氧化碳反应)(或其他合理答案) （4）或 腐蚀建筑材料(或导致土壤酸化、影响植物生长等合理答案) 【解析】（1）将碳粉和氧化铜粉末混合研磨，可增大两种固体反应物的接触面积，使反应更充分、更快速。 （2）反应生成的气体通入澄清石灰水变浑浊，证明生成CO2，化学方程式见上。 （3）由表格可知，当 C 与 CuO 质量比为 1:10 时，反应后红色块状金属有金属光泽，且黑色物质几乎无，说明氧化铜被充分还原且产物纯净，实验效果最佳。 理论质量比（C:CuO = 3:40 = 1:13.3）碳偏少，可能不足以完全还原CuO；同时反应中可能生成CO（消耗更多碳），或部分碳在加热时被空气中氧气氧化消耗，导致碳不足，因此实际最佳比需提高碳的比例。 （4）CuFeS2中铜元素质量分数 = 。 SO2排放形成酸雨，会腐蚀建筑物、破坏森林植被、酸化土壤和水体等。 8．（2025·四川成都·二模）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、石墨物理性质差异很大的原因是________。 （2）高铁动车与电路连接的石墨电刷利用了石墨的性质包括________（填字母）。 A．可燃性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】探究碳单质的化学性质 （3）组装好仪器，按下列实验步骤展开探究： 步骤1：I处放入木炭，从II处通入足量氧气。 步骤2：在I处点燃酒精灯加热，观察I和Ⅲ中的现象。 步骤3：将Ⅱ处通入的气体更换为，Ⅲ装置中更换为氢氧化钠溶液。在I处点燃酒精灯加热，在末端导管口用燃烧的木条检验，观察现象。 ①步骤2观察到的现象是________。 ②请写出步骤3试管Ⅰ处发生的化学反应方程式________，从能量变化的角度看，该反应属于________（填“放热”“吸热”）反应。 ③上述三个步骤可以证明碳单质具有的化学性质是________。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 （4）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气体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 1200目 80 c（待画） ①结合a、b曲线，说明碳粉“目数”与反应速率的关系为________。 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）BD （3）I处木炭燃烧发白光，Ⅲ处澄清石灰水变浑浊 吸热 可燃性、还原性 （4）碳粉的目数越大，反应速率越 【解析】（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）高铁动车与电路连接的石墨电刷，因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感，同时还利用了石墨的导电性，没有用到石墨的可燃性和还原性。 故选BD； （3）①步骤1：I处放入木炭，从II处通入足量氧气。步骤2：在I处点燃酒精灯加热，木炭在氧气中燃烧发白光，生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，观察到：I处木炭燃烧发白光，Ⅲ处澄清石灰水变浑浊； ②步骤3试管Ⅰ二氧化碳与碳高温生成一氧化碳，方程式为，该反应需要吸收热量，属于吸热反应； ③步骤1、2说明碳单质具有可燃性，步骤3碳将二氧化碳还原成一氧化碳，说明碳单质具有还原性； （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； ②结合表格数据可知，实验3中反应物的质量是实验1、2的2倍，则生成气体的质量也是实验1、2的2倍，碳粉的目数越大，反应速率越快，所以实验3的反应速率比实验1、2快，则曲线c的大致位置及变化趋势如图所示： 9．（2026·湖北武汉·一模）电石灯是百年前发明的神奇照明工具，主要是通过点燃电石气来照明。已知电石气的主要成分为。某化学项目小组对燃烧产物的探究产生了兴趣，请你参与探究与分析。 【提出问题】在氧气中燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成，不完全燃烧生成CO 【猜想假设】 产物猜想 甲 乙 丙 丁 、 、 、、 、、 （1）有人认为丙同学的猜想是错误的，理由是___________。 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，在密闭容器中将3.9g在ag氧气中燃烧，将燃烧产物依次通过下列装置，装置B增重8.8g，装置D硬质玻璃管中固体质量减少1.6g。 已知：和氧气均没有剩余，装置A-E中试剂足量。 （2）通过以上实验探究推断___________同学的猜想成立。写出装置D硬质玻璃管中发生反应的化学方程式___________。 （3）计算的值为___________。 【拓展反思】 （4）关于该实验，下列说法正确的是___________(填标号)。 ①若缺少装置A，则所测的值偏大 ②实验过程中，可观察到装置D硬质玻璃管内黑色固体变成红色 ③若一个分子含4个原子，则， ④若再增加1.5g，则的燃烧产物为2种 【答案】（1）反应物中没有氮元素/不符合质量守恒定律 （2）丁 （3）10.4 （4）②③ 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应前不含氮元素，不可能生成氨气，故丙同学的猜想错误； （2）装置B吸收CO2​，B增重说明产物有CO2；D中氧化铜固体质量减少，说明产物中含有CO（CO还原CuO使固体质量减小），由于反应物含有氢元素，燃烧产物必然有。综上，燃烧产物为、、，丁猜想成立； D中是CO加热还原氧化铜生成铜和二氧化碳，化学方程式为。 （3）D中是氧化铜，固体减少1.6g，为CuO中失去的氧元素质量，根据反应，每16g氧化铜减少对应28gCO，可得m(CO)=2.8 g，其中m(C)=。B中氢氧化钠增重8.8g为CO2​质量，可得m(CO2)=8.8 g，其中m(C)=。碳的总质量为1.2 g+2.4 g=3.6 g，CxHy质量为3.9g，因此氢元素质量为，对应生成m(H2​O)=。生成物中所有氧元素都来自氧气，因此氧气质量a=(2.8+8.8+2.7)−3.9=10.4 g。 （4）①若缺少装置A，燃烧产物中的水蒸气会进入装置B，导致测得的质量偏大，据此计算出的碳元素质量偏大，则氢元素质量偏小，因此偏小，①错误； ② D中黑色CuO被CO还原为红色的Cu，可以观察到黑色固体变红，②正确； ③ 由计算得，即，若分子共4个原子，，可得，，③正确； ④ 3.9 g C2H2完全燃烧需要12 g氧气，增加1.5g氧气后总氧气质量为，仍会生成CO，产物共3种，④错误。 10．（2026·四川成都·一模）学习小组的同学开展“碳单质还原氧化铜”的探究活动。 资料：1、常温下，铜不与稀硫酸发生反应。 2、能与稀硫酸发生反应：。 3、碳与氧化铜反应得到的固体中可能含有少量的红色氧化亚铜固体。 【活动一】探究反应物“碳”的选择 同学们利用刚烘干的活性炭粉末、木炭粉末分别与氧化铜粉末进行反应，实验装置如图1所示(玻璃丝可使固体粉末铺匀)，同时利用传感器检测CO的含量，相关实验数据如图2、图3所示(表示有毒气体浓度，数值越大，有毒气体浓度越高)。 （1）碳还原氧化铜的原理为___________(用化学方程式表示)。 （2）图1中金属网罩的作用是___________。气球除可以收集尾气，还可以___________。 （3）图1中使用球形干燥管的目的是___________(任答一点)。 （4）对比图2、图3，该实验更应选择活性炭的理由为___________。 【活动二】探究反应物质量对实验的影响 同学们利用活动一最终选择的反应物，按图1装置进行实验，针对不同反应物质量比出现的实验现象记录如下表： 碳与氧化铜的质量比 1：6.7 1：10.6 1：13.3 实验现象 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 偶尔红热，有气泡，澄清石灰水变浑浊 实验结果 有较多黑色粉末 亮红色金属光泽 暗红色粉末 （5）分析上述实验结果，可得出该反应中碳与氧化铜的最佳质量比为___________。 （6）理论上碳与氧化铜充分反应的质量比约为1：13.3，但实验中碳的用量比理论上要略多，分析可能的原因是___________(任答一点)。 【活动三】探究碳与氧化铜反应后的固体成分 （7）将图1实验中的试管冷却后，观察到内部的黑色固体全部变为红色。若红色固体是Cu和的混合物，取3.6 g红色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，充分反应，可以观察到___________，再将试管中的物质过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，称得滤渣的质量为m g，试分析m的范围是___________。 【拓展延伸】 （8）进一步查阅资料得知：产生量与加热时间的关系如图4所示，为确保碳还原氧化铜所得固体产物尽可能不含，可采取的措施是___________。 【答案】（1） （2）集中火焰，提高温度 平衡装置内外气压 （3）防止液体倒吸入热的试管内，导致试管炸裂 （4）活性炭与氧化铜反应过程中产生一氧化碳较少 （5）1:10.6 （6）生成的二氧化碳在高温条件下会与碳反应 （7）红色固体部分溶解，溶液变蓝 1.6＜m＜3.6 （8） 加热足够长的时间 【解析】（1）碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为，故填：； （2）图1中金属网罩的作用是集中火焰，提高温度；一氧化碳有毒，逸散到空气中会造成空气污染，且反应有气体生成，可能因气压过大导致橡胶塞弹出，气球的作用是收集尾气、平衡装置内外气压等，故填：集中火焰，提高温度；平衡装置内外气压； （3）根据实验目的分析，使用球形干燥管的目的是防止液体倒吸入热的试管内，导致试管炸裂，也可以使二氧化碳与澄清石灰水充分接触，反应现象更明显等，故填：防止液体倒吸入热的试管内，导致试管炸裂； （4）对比图2、图3，使用活性炭进行实验时，产生一氧化碳量少，因此，应选择的反应物为活性炭，故填：活性炭与氧化铜反应过程中产生一氧化碳较少； （5）分析表格内容，实验结果为“亮红色金属光泽”为最佳结果，此时碳与氧化铜的最佳质量比为1:10.6，故填：1:10.6； （6）碳会与空气中的氧气反应或生成的二氧化碳在高温条件下也会与碳反应，均会导致实际实验中碳的用量偏大，故填：生成的二氧化碳在高温条件下会与碳反应； （7）由结论可知，红色固体是铜和氧化亚铜的混合物，根据资料可知，氧化亚铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和铜，铜和稀硫酸不反应，取3.6g红色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，充分反应，观察到的现象为红色固体部分溶解，溶液变蓝；采用极值法分析，假设红色固体全部是铜，则所得滤渣为铜，即m=3.6，假设红色固体全部是氧化亚铜，假设3.6g氧化亚铜完全反应生成铜的质量为x，，，解得，故填：红色固体部分溶解，溶液变蓝；1.6＜m＜3.6； （8）由图像可知，加热时间足够长时，产生量较小，故填：加热足够长的时间。 11．（25-26九年级上·重庆渝北·阶段检测）某实验小组围绕“木炭还原氧化铜”反应的气体产物成分开展实验。 【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么？ 【作出猜想】 （1）猜想①：只有；猜想②：只有；猜想③：_____。 【实验1】装置如图 （2）实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊，写出乙中的化学方程式_____。 （3）实验结束时，应该先撤出导管，夹紧乳胶管，再熄灭酒精灯。要等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来的原因是_____。 （4）实验结论1：猜想_____不成立。 【实验2】为进一步确定碳还原氧化铜生成的气体，实验小组设计实验如图。 将氧化铜、碳粉按一定比例加入试管中进行实验2，测得数据如图。 实验结论2：猜想③成立。 （5）请结合图像分析图中段的变化原因_____(用化学方程式表示)。 （6）为保证实验2的成功性与准确度，下列做法可行的是_____(填序号)。 A．可将酒精喷灯直接换成酒精灯 B．三颈烧瓶中的气球主要起平衡气压的作用 C．实验前，可先向装置中通入氮气排出空气中的氧气，防止实验过程中碳与氧气发生反应 D．科学家研制出一种新型碳单质——碳纳米管，但不能用碳纳米管代替碳粉还原氧化铜 【答案】（1）CO2和CO （2）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （3）防止灼热的铜被氧化 （4）① （5）C+CO22CO （6）BCD 【解析】（1）由猜想①：CO，猜想②：CO2可知，猜想③为既有CO2，又有CO，故填：CO2和CO； （2）实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，乙中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O； （3）实验结束时，应该先撤出导管，再熄灭酒精灯，等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是防止灼热的铜被氧化，故填：防止灼热的铜被氧化； （4）实验过程中有二氧化碳生成，则猜想①不成立，故填：①； （5）图中a→b段二氧化碳的质量减小，对应一氧化碳的质量增加，说明二氧化碳与碳在高温条件下反应生成了一氧化碳，反应的化学方程式为C+CO22CO，故填：C+CO22CO； （6）A、木炭与氧化铜在高温条件下才能发生反应，因此不能将酒精喷灯换成酒精灯，故选项说法不正确； B、三颈烧瓶中的气球主要起平衡气压的作用，防止胶塞冲出，故选项说法正确； C、实验前，可先向装置中通入氮气排出空气中的氧气，防止实验过程中碳与氧气发生反应，影响实验结果的准确度，故选项说法正确； D、不能用碳纳米管代替碳粉还原氧化铜，是因为碳纳米管的化学活性较低，难以在高温下与氧化铜发生有效的还原反应，故选项说法正确； 故选BCD。 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1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 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 考点 1 碳单质的化学性质 一、常温下，碳的化学性质不活泼 常温下，碳单质的化学性质不活泼。碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化。 1.原因：碳原子的最外层电子数为4，常温下 。 2.实例： ①古代用炭黑制成的 写字、绘画，历经千百年不变色； ②档案资料用 书写，字迹经久不褪，利于长期保存； ③木质电线杆埋入地下部分烧焦防腐； ④钻石恒久不变； ⑤焦炭、木炭露天存放不变质。 湖北出土的战国古墨 古代书法家用墨书写的字画能保存很长时间不变色 【易错提醒】 碳只有在常温下化学性质才不活泼（稳定），点燃或加热时碳能与很多物质反应 二、碳单质与氧气反应 1．氧气充足：碳 ，生成二氧化碳，同时放出 化学方程式： 反应中碳与氧气的质量比为 2．氧气不充足：碳 ，生成一氧化碳，同时放出 化学方程式： 反应中碳与氧气的质量比为 3．归纳小结：化学反应中，反应物相同时，若 不同，则 不同 4．应用：作燃料。 三、碳单质与某些氧化物反应 1．实验探究木炭还原氧化铜 （1）实验过程：将烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心铺放进试管，将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中，打开弹簧夹，加热混合物几分钟，然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，观察现象并分析。 （2）实验现象：黑色粉末变成 ，澄清石灰水 。 （3）实验结论：木炭与氧化铜反应，生成 和 （4）化学方程式： （5）实验分析：C是 剂，具有 性。CuO在反应中 氧元素，发生 反应。 （6）实验注意点： ①木炭粉和氧化铜粉均需要 。 ②金属网罩的作用： 。 ③实验结束后，先撤出导管再停止加热，目的： 。 ④用弹簧夹夹紧乳胶管，目的： 。 ⑤待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。 【易错提醒】 木炭与氧化铜反应实验结束后，要先撤出导管再停止加热，不能先停止加热再撤出导管，防止石灰水倒流，炸裂试管。 2.碳单质与某些氧化物反应 （1）碳单质与某些金属氧化物反应： 碳 + 某些金属氧化物 高温 金属单质 + CO2↑ 应用： 如：工业炼铁 （2）与二氧化碳反应： （吸热反应） 实例：烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度会 。 【方法技巧】 碳的几种单质物理性质各不相同，而化学性质却相似。原因是碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子，所以它们的化学性质是相似的。 3.还原反应： 的反应。 在木炭还原氧化铜的反应中，氧化铜 氧元素生成铜，氧化铜被 ，发生了 反应。 拓展提升： 氧化还反应：氧化反应和还原反应在同一反应中，同时进行。 CuO失去氧元素，被还原，发生还原反应，有氧化性，是氧化剂； C夺取氧元素，被氧化，发生氧化反应，有还原性，是还原剂； 氧化反应：物质得到氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物 氧元素的反应。 氧化剂：在反应中 的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中 的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 【进阶典例】（2026·河南商丘·模拟预测）河南博物院馆藏的北宋张择端《清明上河图》(摹本)等古代书画作品，能保存至今字迹、画面不褪色，主要原因是（ ） A．墨的主要成分是碳，常温下碳化学性质不活泼 B．宣纸的材质具有抗氧化性 C．画作被密封保存，隔绝了空气 D．古代制墨时添加了特殊防腐物质 解题点睛 一、核心认知：化学性质的“稳定性”与“统一性” 核心观点：虽然金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的物理性质差异很大，但由同种元素（碳）组成，使得它们在化学性质上表现出相似性。 常温下的稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼（稳定）。 体现：古代用墨（主要成分是碳）书写的字画，历经数百年而不褪色，正是因为碳在常温下化学性质稳定。 二、碳单质的三大化学性质 化学性质 反应方程式（以碳为例） 要点与现象 1. 可燃性（氧气充足）（与氧气反应） 充分燃烧（氧气充足）： C + O₂ 点燃 CO₂ 发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 可燃性（氧气不足） （与氧气反应） 不充分燃烧（氧气不足）： 2C + O₂ 点燃2CO 生成有毒的一氧化碳（CO）气体。 2. 还原性 （与某些氧化物反应） 与氧化铜反应： C + 2CuO高温 2Cu + CO₂↑ ① 黑色固体（CuO）变为红色固体（Cu）； ② 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体（CO₂）。 ➡ 碳在这里夺取了CuO中的氧，是还原剂。 与二氧化碳反应： C + CO₂ 高温 2CO 此反应是吸热反应。碳将CO₂还原为CO。 3. 稳定性 （常温下） （无方程式） 常温下不与其他物质发生反应，用于制作墨汁、保存档案。 三、重点突破：还原反应与还原剂 还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应（指被还原的物质）。 还原剂：在反应中提供氧的物质。碳是常见的还原剂（具有还原性）。 应用：碳的还原性可用于冶炼金属，例如在高温下用焦炭（主要成分是碳）将铁从铁矿石中还原出来。 四、两个关键反应的实验细节 1. 木炭还原氧化铜实验（C + 2CuO 高温 2Cu + CO₂↑） 装置特点：试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）。 操作步骤：先均匀加热，后集中加热；实验结束时，先撤出导管，再熄灭酒精灯（防止石灰水倒吸）。 现象总结：“黑变红，浑变清” —— 黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊。 2. 碳与二氧化碳反应（C + CO₂ 高温 2CO） 反应条件：需要高温。 能量变化：这是一个吸热反应，在工业上可用于制取水煤气（CO和H₂的混合气体）的环节中，但本课时仅需掌握该反应方程式即可。 五、易错辨析与常考点 1.“碳在常温下化学性质稳定”不等于“碳在任何条件下都不反应”。在点燃或高温条件下，碳的化学性质会变得活泼。 2.“碳的还原性”中的“碳”是指碳单质（如木炭、焦炭），而不是指含碳的化合物。 3.区分“氧化反应”与“还原反应”： 碳与氧气反应（燃烧）是氧化反应（碳被氧化）。 碳与氧化铜反应中，碳是还原剂（被氧化），氧化铜是氧化剂（被还原）。 4.“化合反应”判断： C + O₂ → CO₂ 和 C + CO₂ → 2CO 都属于化合反应（多变一）。 C + 2CuO → 2Cu + CO₂↑ 属于置换反应（单质 + 化合物 → 新单质 + 新化合物）。 要点归纳 常温稳定字不褪，点燃高温变活泼。氧气充足生CO₂，不足则把CO得。 高温还原氧化铜，黑粉变红显身手。还原剂是碳单质，性质用途要记熟。 【拔高典例】（2026·湖南永州·一模）近期，我国科研团队在嫦娥五号月壤样品中首次发现天然形成的单壁碳纳米管和石墨碳，其化学性质与单质碳相似，下列说法不正确的是（ ） A．它们都是由碳原子构成的 B．碳纳米管充分燃烧的产物是二氧化碳 C．碳纳米管和石墨碳的结构中，碳原子排列方式不同 D．它们在常温下化学性质活泼，故而不易被发现 【对点练1】（2026·安徽蚌埠·三模）如图是高温条件下碳和氧化铜的反应装置和反应过程生成二氧化碳气体的图像，下列说法不正确的是（ ） A．OA段没达到两者反应温度 B．B点处试管中有2种固体物质 C．AC段（不含A和C点）全段试管内碳和氧元素质量皆减少 D．CD段试管内元素质量分数不变 【对点练2】（2026·上海杨浦·三模）有关碳还原氧化铜的实验如图，分析正确的是（ ） A．开始加热时，装置Ⅲ中出现的气泡是 B．实验中，装置I中铜元素的质量始终不变 C．停止加热前，必须将导管从装置Ⅲ中取出 D．结束后，装置I中仍有黑色固体说明碳过量 考点 2 碳与氧气反应后生成物分析 拓展提升：碳与氧气反应后生成物分析 碳与氧气的质量比 所得物质成分 O2、CO2 CO2 CO、CO2 CO CO、C 所得气体成分 O2、CO2 CO2 CO、CO2 CO CO 表格信息可用数轴表示： 【进阶典例】（2026·江苏宿迁·一模）高温下，置于密闭容器中的碳和氧气充分反应，碳和氧气的质量比如图，下列关于反应后密闭容器中的剩余物的说法中，不正确的是（ ） A．甲点对应的剩余物是二氧化碳和氧气 B．乙点对应的剩余物是二氧化碳 C．丙点对应的剩余物是二氧化碳和一氧化碳 D．丁点对应的剩余物是一氧化碳 解题点睛 深度归纳：碳与氧气反应后的生成物分析 一、反应总览（条件决定产物） 核心原则：氧气充足时，碳被完全氧化，产物为二氧化碳（CO₂）；氧气不足时，碳被不完全氧化，产物为一氧化碳（CO）。 本质原因：碳与氧气反应是一个放热过程，反应温度很高。当氧气充足时，生成的CO会继续与O₂燃烧生成CO₂（即2CO + O₂ → 2CO₂）；当氧气不足时，CO无法被继续氧化，便作为最终产物排出。 二、两种情况的对比表 反应条件 化学方程式 生成物 现象 能量变化 氧气充足（完全燃烧） C + O₂ 点燃 CO₂ 二氧化碳（CO₂） 发出白光，放出大量的热，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体 放热 氧气不足（不完全燃烧） 2C + O₂ 点燃 2CO 一氧化碳（CO） 发出蓝色火焰（CO燃烧时），放热较少，生成无色无味、有毒的气体 放热（比完全燃烧少） 三、定量分析（中考重难点） 这部分主要考查化学方程式中的质量关系，通过给定碳和氧气的质量，判断生成物。 1. 三种质量比情况 质量比（mC : mO₂） 反应情况 最终生成物 = 3 : 8 恰好完全反应（碳耗尽，氧气也耗尽） 只有 CO₂ = 3 : 4 恰好完全反应（碳耗尽，氧气也耗尽） 只有 CO 介于 3:4 和 3:8 之间 （即 3/8 < mC:mO₂ < 3/4） 氧气不足，碳过量，两个反应都发生 CO₂ 和 CO 的混合物 > 3 : 4（碳远多于氧） 氧气极度不足 只有 CO（但有大量碳剩余） < 3 : 8（氧远多于碳） 氧气极度充足 只有 CO₂（有氧气剩余） 2. 极值法判断（速记技巧） 假设生成物全是 CO₂，则 mC : mO₂ = 12 : 32 = 3 : 8。 假设生成物全是 CO，则 mC : mO₂ = 12 : 16 = 3 : 4。 判断口诀：“氧多生CO₂，氧少生CO”。即氧气的比例越高，产物越偏向CO₂；碳的比例越高，产物越偏向CO。 四、核心概念辨析（易错点） “碳燃烧一定生成CO₂”是错误的。只有在氧气充足时才生成CO₂，氧气不足时会生成CO。 “CO₂和C在高温下可以生成CO”。这个反应是上述不完全燃烧的另一个角度（C + CO₂ 高温 2CO）。这也解释了为什么碳在氧气不足时最终产物是CO——因为即使生成了CO₂，它也会被过量的高温碳还原成CO。 “CO有毒，CO₂无毒”。这是两者最根本的区别之一，也是不完全燃烧需要特别注意的安全隐患。 五、工业与生活应用 应用场景 涉及的原理 煤炉中的反应（三层反应） ① 炉膛下层（氧气充足）：C + O₂ → CO₂（放热） ② 炉膛中层（氧气不足，高温）：C + CO₂ → 2CO（吸热） ③ 炉膛上层（CO遇氧气燃烧）：2CO + O₂ → 2CO₂（蓝色火焰） 冬天用煤炉取暖易中毒 煤炉内氧气不足时生成CO，CO无色无味，不易察觉，且能与血红蛋白结合，导致人体缺氧。预防措施：保持通风，安装烟囱。 工业制取水煤气 用焦炭和水蒸气在高温下反应，生成CO和H₂的混合气体（水煤气）。其中利用了碳在高温下与水蒸气的反应，但本课时的重点是碳与氧气的反应。 【拔高典例】（25-26九年级上·江苏南京·阶段检测）在一个密闭容器里盛有16g碳和16g氧气，使其充分反应，得到的气体是（ ） A．CO2 B．CO C．CO和CO2 D．CO2和O2 【对点练1】（25-26九年级上·湖北武汉·期中）形成化学观念，发展科学思维。下列推理正确的是（ ） A．能量观：化学变化伴随能量改变，因此有能量改变的变化一定是化学变化 B．转化观：H2O和H2可以互相转化 C．结构观：H2O和H2O2的组成元素相同，所以他们的化学性质相同 D．守恒观：12g碳和18g氧气反应，一定生成30g二氧化碳 【对点练2】推理是学习化学的一种方法。以下推理正确的是（ ） A．燃烧会发光放热，所以只要有发光放热现象的都是燃烧 B．石墨能够导电，则由碳元素组成的金刚石也能导电 C．氧化物含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物 D．根据质量守恒定律，12g碳与20g氧气一定条件下充分反应后生成物总质量为32g 1．（2026·湖南·中考真题）帛书上用墨书写的文字能保存千年，是因为常温下碳单质具有（ ） A．稳定性 B．吸附性 C．可燃性 D．还原性 2．（2026·河南周口·二模）传统文化古文献记载“投泥泼水愈光明”，高温下碳与水蒸气反应，该反应中碳表现 A．可燃性 B．氧化性 C．还原性 D．稳定性 3．（2026·河南南阳·三模）劳动创造美好生活。下列关于劳动项目相关的解释错误的是（ ） A．向锁芯中放入铅笔芯粉末：利用石墨的润滑性 B．清理家中的鱼缸并通入氧气：空气中的氧气易溶于水 C．用碳素墨汁书写春联，字迹不易褪色：常温下碳的化学性质稳定 D．用活性炭除去冰箱内的异味：活性炭具有吸附性 4．（2026·山东日照·二模）《本草纲目》记载，高温下“生铁打铸，皆有花出”。冷却后的“花”即“铁末”，可用于仿制碑文拓片，其方法为“铁末浸醋，书字于纸，背后涂墨(炭黑)如碑字”。下列说法错误的是（ ） A．“铁末”含有铁的氧化物 B．醋酸(CH3COOH)分子中碳、氢、氧原子个数比为1：2：1 C．“铁末浸醋”过程中只发生物理变化 D．“墨”经久不褪色，说明常温下碳单质的化学性质不活泼 5．（2026·福建泉州·模拟预测）科学家合成了一种形似“分子锁链”的新型碳结构C48，有望为电子器件和量子科技领域提供革命性的新材料。下列关于C48说法正确的是（ ） A．是一种新型的有机化合物 B．常温下化学性质活泼 C．完全燃烧后生成二氧化碳 D．与石墨是同种物质 6．（2026·福建漳州·模拟预测）清华大学研究团队基于无皱褶单晶石墨材料，实现固体表面宏观尺度近零摩擦。下列说法错误的是（ ） A．常温下，该石墨材料化学性质不活泼 B．石墨和金刚石均属于碳单质，两者物理性质相同 C．该单晶石墨材料完全燃烧的产物为二氧化碳 D．该技术有望使未来的机械轴承达到近乎零磨损，大幅度提升设备寿命 7．（2026·江苏徐州·三模）碳气凝胶由石墨烯和碳纳米管制成，是世界上最轻的材料，具备优良的隔热性能，对原油有超强的吸附性，可清理海面上泄漏的原油。下列相关说法不正确的是（ ） A．碳气凝胶结构致密结实 B．碳气凝胶可用作保温材料 C．碳气凝胶能浮在水面上 D．碳气凝胶燃烧会产生二氧化碳 8．（2026·湖南衡阳·三模）一种碳的单质——柔性超平金刚石薄膜的制备荣登2025年度中国科学十大进展。下列关于碳单质的说法正确的是（ ） A．金刚石、石墨都是碳的单质，用途完全相同 B．金刚石薄膜属于金属材料 C．金刚石和石墨的物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同 D．金刚石在空气中充分燃烧会生成一氧化碳 9．（2026·山西运城·二模）某兴趣小组利用木炭粉末探究碳单质的化学性质，实验装置如图，下列说法正确的是（ ） A．实验中红色的固体变黑 B．网罩可以提高火焰的温度 C．木炭不可以换成活性炭 D．使用镊子取用木炭粉末 10．（2026·广东深圳·一模）木炭与反应产生的气体除还可能有。用图1装置进行两组实验（每组实验中与木炭的质量比不同，其他条件相同），测得产生与的体积分数随时间变化如图2、图3。下列说法错误的是（ ） A．气体产物中有的原因可能是 B．其他条件相同，与木炭的质量比越大，生成的越多 C．为防止装置内氧气影响实验，实验前可用氮气排尽装置内空气 D．证明木炭具有还原性的证据：试管中有红色固体生成，图2、图3中的量增大 11．（2026·四川广元·一模）下列图像与对应的操作过程相符的是（ ） A．表示用红磷测定空气中氧气体积分数 B．表示电解水 C．木炭还原氧化铜 D．二氧化锰催化过氧化氢 12．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，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．M点时反应已开始 B．N点时试管①中有三种固体物质 C．实验过程中观察到部分红色固体逐渐变为黑色 D．从N点到P点固体中铜元素的质量分数不变 13．（2026·贵州遵义·三模）下列对化学基本观念的认识，不正确的是（ ） A．结构观：H2O和H2O2化学性质不同，因为它们分子的构成不同 B．分类观：根据组成元素的种类，可将纯净物分为单质和化合物 C．变化观：在一定条件下，CO2和 CO可以相互转化 D．守恒观：2g碳与4g 氧气反应一定生成6g二氧化碳 14．（2026·河北邯郸·一模）把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，取该混合物mg，在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图所示，下列说法正确的是（ ） A．Q点对应的固体为黑色 B．P点对应的固体物质只有两种 C．反应后产生气体的总质量为 D．内，固体中铜元素的质量分数不变 15．（2025·河南焦作·一模）高温加热40g木炭粉末和氧化铜粉末的混合物，完全反应后冷却至室温，称得剩余固体质量为37.8g。则生成铜的质量为（ ） A．4.4g B．6.4g C．12.8g D．16g 16．（2026·安徽阜阳·模拟预测）木炭与CuO反应产生的气体除，还可能有CO。用图1装置进行三组实验(每组实验中木炭与CuO的质量比不同，其他条件相同)，测得产生CO的体积分数随时间变化的关系如图2。下列说法错误的是（ ） A．实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 B．实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C．气体产物中有CO的原因可能是 D．其他条件相同，木炭与CuO的质量比越小，生成的CO越多 17．（2026·广东深圳·三模）将0.6g炭粉和一定量氧化铜粉末混合后装入如图1所示装置中，加热该混合物。加热过程中CO2和CO两种气体的质量随加热时间变化的曲线如图2所示。关于该实验的说法不正确的是（ ） A．50s前，未产生CO和CO2的原因是未达到反应温度 B．50s后，试管内开始有铜生成 C．75s时，试管内物质未反应完全 D．实验过程中可观察到的现象为红色粉末变成黑色 18．（2026·贵州遵义·模拟预测）某化学兴趣小组同学对碳还原氧化铜的气体产物成分进行探究。取a克木炭与8.0克氧化铜混合加热，充分反应后固体中只有铜。下列说法错误的是（ ） A．化合价发生变化的元素有碳元素和铜元素 B．加热固体前要先通排净装置中的空气 C．装置A中固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量 D．若生成的气体为混合物，则a的取值范围是0.6 g<a<1.2 g 1．（2026·湖南邵阳·模拟预测）阅读短文，回答问题。 《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。 第一层以墨绘之，古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为。第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。 矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。 （1）以墨绘画长久不变色，原因是___________。 （2）将石绿转化成石膏(主要成分为)，该变化属于___________(填“物理变化”或“化学变化”)。 （3）赭石的主要成分是，其中铁元素的化合价为___________。 （4）石青与石绿中主要成分的组成元素相同，但是颜色却不同，其原因是___________。 2．（2026·甘肃康乐·中考真题）我国计划在2030年前实现航天员登月，开展科学探索，该计划离不开化学与技术的发展。回答相关问题： （1）月球上有丰富的核能原料。已知原子核内有2个质子和1个中子，其原子核外电子数为_____。 （2）制作宇航服需要环氧树脂[（]和碳纤维等材料。聚丙烯腈等原料经过溶解、纺丝后，在高温条件下可碳化为碳纤维。该碳化工艺需要在惰性气体保护下进行的原因是__________。 （3）探月工程发现月球上有一定量的钛酸亚铁矿，钛酸亚铁矿的主要成分为，中Ti元素化合价为+4，中Fe的化合价为________。 （4）在水处理系统中，用活性炭的吸附性除去色素和异味，这是因为活性炭有_____的结构。 3．（25-26八年级下·山东青岛·期中）我国古代典籍中记录了很多化学知识，展示了我国古代人民的智慧。 （1）明代《天工开物》记载松烟制墨法：“凡墨烧烟凝质而为之”。即将松枝斩断后覆上松叶点燃，收集松烟而制墨。 ①松烟由松枝、松叶________（填“完全”或“不完全”）燃烧形成。 ②松烟制墨作画，其中墨迹经百年不变色的原因是________。 （2）《抱朴子》中称金刚石“体似紫石英，可以刻玉”，这体现了金刚石________的物理性质。其与“墨”物理性质有很大差异的原因是________。 （3）石墨在一定条件下转化为金刚石，该反应属于________（填“物理”或“化学”）变化。 4．（2026·广东东莞·一模）“铅粉”(主要成分为 是传统中国画中常用的白色颜料，暴露在空气中，久了变成黑色，称之为“泛铅”(主要成分为PbS)，修复古画“泛铅”常用的方法有传统的“纸上走火法”(如图所示)。 （1）古代画用墨水打底，历经百年不褪色的原因是___________； （2）“铅粉 变成“泛铅(PbS)”，该过程可能是空气污染物中的___________(填化学式)导致的；该过程中铅元素化合价不变，则PbS中硫元素的化合价为___________； （3）古画变黄是因为纸张与氧气发生___________(填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”)，光照会加速反应过程，因此古画应___________保存； （4）“纸上走火法”：先在画上洒水，使其适当湿润，再在“泛铅”的部位浇上适量酒精，点火燃烧，即可除去黑色部分。古画未燃烧是由于清水蒸发___________(填“吸热”或“放热”)，使___________。 5．（2026·广东茂名·一模）认真阅读下列科普短文，依据短文内容，回答下列问题： 《天工开物》中制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质(主要成分是碳)加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨(结构如图所示)当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 石墨的碳层间距是(0.335nm(1nm= 10-9m)，能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 （1）墨的主要成分是___________(写出化学式)，它用于写字作画，字画长时间不变色的原因是___________。 （2）推测桐油、猪油、松枝中一定含___________元素。 （3）写出石墨烯的一种物理性质___________。 （4）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是(从结构角度分析)___________。 （5）下列说法不正确的是_______。 A．石墨烯属于单质 B．硬碳、石墨、石墨烯的物理性质相同 C．石墨烯为未来太空材料科学探索提供新方向 D．硬碳和石墨都可制作电池电极 （6）近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH4)气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH₄)和石墨(C)。上述生成石墨的化学方程式为___________。 6．（25-26九年级上·福建莆田·期末）2023年春节，《流浪地球2》震撼登场，影片中太空天梯是重头戏，目前，碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料，它是制造太空天梯的理想材料。碳纳米管是碳单质的一种，根据下图，请回答以下问题： （1）图1中A是碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数是________。 （2）B、C、D三种碳单质中，硬度最大的物质是________（写物质名称），B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是________，若将物质C经过一定条件转变成物质B，该变化属于________变化（填“物理”或“化学”）。 （3）E是新兴纳米材料石墨烯，它可以帮助科学家实现修建“太空天梯”的设想，石墨烯是由碳原子构成的单质，请推测石墨烯可能具有的一条化学性质________。 （4）活性炭和焦炭的主要成分也是碳单质。工业上可利用焦炭冶炼金属，请写出碳与氧化铜反应的化学方程式________。 7．（2026·福建泉州·二模）兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验。 C与CuO的质量比 反应后物质状态(“√”代表有，“×”代表无) 红色块状金属 金属光泽 黑色物质 1∶9 √ √ 少量 1∶10 √ √ 几乎无 1∶11 √ × 很少 1∶12 √ × 少量 1∶13 √ × 较多 （1）实验前兴趣小组先将碳粉和氧化铜粉末烘干后混合研磨。混合研磨的目的是___________。 （2）实验过程可观察到黑色的粉末逐渐变成红色。将生成的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式___________。 （3）根据化学方程式计算和的混合质量比为，但实验效果不理想。为获得最佳效果，控制与的总质量一定，按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如上表，由实验可知和质量比为1∶10时实验效果最佳，判断依据是___________。理论质量比并非最佳实验效果的原因可能是___________。 （4）工业上经常用黄铜矿()为原料炼铜，中铜的质量分数为___________(列出计算式)。冶炼时常用石灰乳［主要成分是］吸收生成的。直接排放易形成酸雨，酸雨的危害有___________。 8．（2025·四川成都·二模）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、石墨物理性质差异很大的原因是________。 （2）高铁动车与电路连接的石墨电刷利用了石墨的性质包括________（填字母）。 A．可燃性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】探究碳单质的化学性质 （3）组装好仪器，按下列实验步骤展开探究： 步骤1：I处放入木炭，从II处通入足量氧气。 步骤2：在I处点燃酒精灯加热，观察I和Ⅲ中的现象。 步骤3：将Ⅱ处通入的气体更换为，Ⅲ装置中更换为氢氧化钠溶液。在I处点燃酒精灯加热，在末端导管口用燃烧的木条检验，观察现象。 ①步骤2观察到的现象是________。 ②请写出步骤3试管Ⅰ处发生的化学反应方程式________，从能量变化的角度看，该反应属于________（填“放热”“吸热”）反应。 ③上述三个步骤可以证明碳单质具有的化学性质是________。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 （4）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气体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 1200目 80 c（待画） ①结合a、b曲线，说明碳粉“目数”与反应速率的关系为________。 ②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势________。 9．（2026·湖北武汉·一模）电石灯是百年前发明的神奇照明工具，主要是通过点燃电石气来照明。已知电石气的主要成分为。某化学项目小组对燃烧产物的探究产生了兴趣，请你参与探究与分析。 【提出问题】在氧气中燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成，不完全燃烧生成CO 【猜想假设】 产物猜想 甲 乙 丙 丁 、 、 、、 、、 （1）有人认为丙同学的猜想是错误的，理由是___________。 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，在密闭容器中将3.9g在ag氧气中燃烧，将燃烧产物依次通过下列装置，装置B增重8.8g，装置D硬质玻璃管中固体质量减少1.6g。 已知：和氧气均没有剩余，装置A-E中试剂足量。 （2）通过以上实验探究推断___________同学的猜想成立。写出装置D硬质玻璃管中发生反应的化学方程式___________。 （3）计算的值为___________。 【拓展反思】 （4）关于该实验，下列说法正确的是___________(填标号)。 ①若缺少装置A，则所测的值偏大 ②实验过程中，可观察到装置D硬质玻璃管内黑色固体变成红色 ③若一个分子含4个原子，则， ④若再增加1.5g，则的燃烧产物为2种 10．（2026·四川成都·一模）学习小组的同学开展“碳单质还原氧化铜”的探究活动。 资料：1、常温下，铜不与稀硫酸发生反应。 2、能与稀硫酸发生反应：。 3、碳与氧化铜反应得到的固体中可能含有少量的红色氧化亚铜固体。 【活动一】探究反应物“碳”的选择 同学们利用刚烘干的活性炭粉末、木炭粉末分别与氧化铜粉末进行反应，实验装置如图1所示(玻璃丝可使固体粉末铺匀)，同时利用传感器检测CO的含量，相关实验数据如图2、图3所示(表示有毒气体浓度，数值越大，有毒气体浓度越高)。 （1）碳还原氧化铜的原理为___________(用化学方程式表示)。 （2）图1中金属网罩的作用是___________。气球除可以收集尾气，还可以___________。 （3）图1中使用球形干燥管的目的是___________(任答一点)。 （4）对比图2、图3，该实验更应选择活性炭的理由为___________。 【活动二】探究反应物质量对实验的影响 同学们利用活动一最终选择的反应物，按图1装置进行实验，针对不同反应物质量比出现的实验现象记录如下表： 碳与氧化铜的质量比 1：6.7 1：10.6 1：13.3 实验现象 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 红热，产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊 偶尔红热，有气泡，澄清石灰水变浑浊 实验结果 有较多黑色粉末 亮红色金属光泽 暗红色粉末 （5）分析上述实验结果，可得出该反应中碳与氧化铜的最佳质量比为___________。 （6）理论上碳与氧化铜充分反应的质量比约为1：13.3，但实验中碳的用量比理论上要略多，分析可能的原因是___________(任答一点)。 【活动三】探究碳与氧化铜反应后的固体成分 （7）将图1实验中的试管冷却后，观察到内部的黑色固体全部变为红色。若红色固体是Cu和的混合物，取3.6 g红色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，充分反应，可以观察到___________，再将试管中的物质过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，称得滤渣的质量为m g，试分析m的范围是___________。 【拓展延伸】 （8）进一步查阅资料得知：产生量与加热时间的关系如图4所示，为确保碳还原氧化铜所得固体产物尽可能不含，可采取的措施是___________。 11．（25-26九年级上·重庆渝北·阶段检测）某实验小组围绕“木炭还原氧化铜”反应的气体产物成分开展实验。 【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么？ 【作出猜想】 （1）猜想①：只有；猜想②：只有；猜想③：_____。 【实验1】装置如图 （2）实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊，写出乙中的化学方程式_____。 （3）实验结束时，应该先撤出导管，夹紧乳胶管，再熄灭酒精灯。要等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来的原因是_____。 （4）实验结论1：猜想_____不成立。 【实验2】为进一步确定碳还原氧化铜生成的气体，实验小组设计实验如图。 将氧化铜、碳粉按一定比例加入试管中进行实验2，测得数据如图。 实验结论2：猜想③成立。 （5）请结合图像分析图中段的变化原因_____(用化学方程式表示)。 （6）为保证实验2的成功性与准确度，下列做法可行的是_____(填序号)。 A．可将酒精喷灯直接换成酒精灯 B．三颈烧瓶中的气球主要起平衡气压的作用 C．实验前，可先向装置中通入氮气排出空气中的氧气，防止实验过程中碳与氧气发生反应 D．科学家研制出一种新型碳单质——碳纳米管，但不能用碳纳米管代替碳粉还原氧化铜 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1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $