6.1.2碳单质的多样性 分层作业-2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 本同步练习围绕碳单质化学性质，采用基础达标、能力提升、核心素养三级分层设计，通过真题情境与实验探究结合，构建从单一性质到综合应用的知识巩固路径，适配新授课教学，培养化学观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础达标|碳的稳定性、可燃性、还原性基础概念|选用《自书告身帖》《千里江山图》等真题情境，以选择、填空考查单一性质| |能力提升|实验现象分析、反应原理应用|结合木炭还原氧化铜实验装置，设计装置作用、操作排序等综合题| |核心素养|实际应用与定量计算|融入《天工开物》炼铜、碳弹簧材料等情境，通过探究题、计算题培养科学思维与责任|

课题1　碳单质的多样性 第2课时　碳单质的化学性质 　碳单质的稳定性 1．（25-26黑龙江绥化·期末）唐代著名书法家颜真卿所作的《自书告身帖》至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳 A．在常温下化学性质不活泼 B．具有可燃性 C．具有氧化性 D．具有还原性 2．（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___________。 　碳单质的可燃性 3．（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 4．（2026九年级·山东·专题练习）“碳家族”成员众多，性质和结构也存在差异。下列有关说法正确的是 A．石墨、两种物质都是由碳原子直接构成的单质 B．石墨转化为金刚石是物理变化 C．金刚石、石墨在氧气中完全燃烧后的产物不同 D．木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可用于净水 5．（2026·湖南长沙·三模）我国科研团队研制的“碳弹簧”是一种由碳原子构成的超弹性纯碳疏松多孔材料。下列说法正确的是 A．“碳弹簧”是一种具有吸附性的新型化合物 B．“碳弹簧”与金刚石的物理性质有差异是因为碳原子的排列方式不同 C．“碳弹簧”常温下的化学性质很活泼 D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳 碳单质的还原性 6．（25-26山东济宁·期末）华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为。关于该反应叙述错误的是 A．X的化学式为CO B．C具有还原性 C．该反应前后涉及两种单质 D．参加反应的C和的质量比为2∶1 7．（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 8．（25-26九年级·全国·二轮复习）碳单质的化学性质和用途 （1）稳定性：常温下碳的化学性质________，可用来制作墨汁。 特别提醒 古代字画能够保存很长时间不变色的原因是_______。 （2）可燃性作燃料 补充图中横线内容_____、________ （3）与某些氧化物反应冶炼金属 补充图中横线内容_____、_______、_______ 小实验 木炭还原氧化铜 现象：①试管A中___________； ②试管B中________。 结论：木炭能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，具有还原性。 操作要点：①酒精灯加网罩的目的是________； ②实验结束后应先撤出试管B中的导管，再熄灭酒精灯，原因是________。 特别提醒 刚开始加热，试管B中立即产生气泡，澄清石灰水没有变浑浊，其原因是________。 1．（25-26山东淄博·期末）“超级黑”是一种超黑涂层材料，是用碳纳米管制造的新型材料，吸光率高达99.965%，所有立体物质涂上它后，看上去都像是二维平面图。可用于制作匿踪飞行器、隐藏武器等军用设备。下列说法不正确的是 A．“超级黑”具备可燃性 B．碳纳米管中的碳原子没有还原性 C．“超级黑”和金刚石物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同 D．“超级黑”可以用于军事伪装，使装备在光学探测下难以被发现 2．（2026·辽宁阜新·二模）建立化学观念是学好化学的基础。下列涉及化学学科观念的说法不正确的是 A．微粒观：所有原子的原子核都是由质子和中子构成的 B．组成观：氧气(O2)和臭氧(O3)都由氧元素组成 C．守恒观：理论上4gH2在32gO2中燃烧生成36g水 D．转化观：二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳 3．（2026·福建漳州·模拟预测）漳州市花水仙花，其散发香味的物质之一为芳樟醇（），有关芳樟醇说法正确的是 A．由碳、氢、氧3个元素组成 B．每个该分子由29个原子构成 C．充分燃烧产生一氧化碳和水 D．氢元素的含量最高 4．（25-26上海宝山·期末）我国新疆塔里木盆地的深地塔科1井成功突破10000米，创造了亚洲陆上最深井纪录。这一“向地球深部进军”的国家重大工程，从钻头钻进到废水处理，全程依赖不同碳单质的协同作用。木炭也可用来和氧化铜反应制取铜单质 (1)图3所示是木炭和氧化铜反应的实验，关于该实验分析正确的是_________。 A．试管中导管口刚有气泡冒出说明反应已经开始 B．实验中能观察到固体由红变黑 C．实验结束，用弹簧夹夹紧乳胶管可以防止试管中液体倒吸 D．反应后试管中减少的质量一定等于烧杯中增加的质量 (2)写出木炭和氧化铜反应的化学方程式_________________，要使氧化铜完全转化成铜应采取的合理措施_________________________________。(写出2点) 5．（25-26黑龙江哈尔滨·期中）某中学化学兴趣小组的同学在实验室进行了木炭(杂质不发生任何反应)与氧化铜反应的实验，请根据信息回答问题： 【进行实验】 (1)在确认装置气密性良好之后，甲同学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Ⅰ，并将试管Ⅰ固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。之后他打开弹簧夹，用加网罩的酒精灯加热混合物，加网罩的目的是_________。 加热过程中，他观察到试管Ⅰ中产生________的现象，写出产生此现象的反应的化学方程式__________。 (2)接下来进行的操作步骤有： a.停止加热 b.把试管Ⅰ里的粉末倒在纸上 c.充分反应后，从石灰水中撤出导管 d.待试管Ⅰ冷却. e.用弹簧夹夹紧乳胶管 正确的排序为： ___________(填字母)。 【提出问题】纸上的粉末由哪些物质组成? 【思考与讨论】 甲同学认为纸上的粉末由木炭和氧化铜组成。 乙同学认为纸上的粉末由铜组成。 (3)你认为纸上的粉末由___________组成。 (4)经过大家讨论，大家一致认为：甲同学的猜想是错误的，原因是_______________。 1.（天工开物炼铜）《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜砂入炉，与木炭同煅，火力到时，铜质如流，泻出成砣”。该过程经历两步反应可获得铜。第一步为铜砂(主要成分为碱式碳酸铜)受热分解生成氧化铜；第二步为氧化铜和木炭高温条件下反应生成铜。请回答问题： (1)写出第二步反应的化学方程式________________。用右图进行实验时，酒精灯上铜网的作用是：使火焰________________。当观察到澄清石灰水中不再冒气泡时，先撤导管，然后停止加热，用________________，防止空气进入，将灼热的铜氧化成氧化铜。 【猜想与预测】 实验小组的同学们做木炭还原氧化铜实验，反应一段时间后停止加热，发现试管中有黑色固体，黑色固体是什么？ 猜想一：C    猜想二：CuO (2)请你再提出一个合理猜想：猜想三：________。 【分析与解释】 (3)猜想三成立的理由________(填字母)。 A．木炭与氧化铜没有混合均匀，接触不充分 B．停止加热时反应还没有结束 随着学习的不断深入，我们会找到更合适的试剂、更易操作的方法证明黑色固体的成分。 【定量计算】 (4)实验小组另取8 g氧化铜粉末与一定质量的木炭粉(含有杂质，杂质不参加反应)均匀混合，铺放于试管底部，如上图所示进行实验，至完全反应后，测得试管中固体成分为氧化铜和铜，其中氧元素质量0.8 g，请回答问题： ①氧化铜的相对分子质量为________。 ②参加反应的碳与生成的二氧化碳的质量比为________(填最简整数比)。 ③此实验中氧化铜的转化率(参加反应的氧化铜质量占反应前氧化铜总质量的百分比)为________。 ④实验中，8 g氧化铜完全反应所需该木炭粉的质量________。 2．（碳及其氧化物的应用）碳及其氧化物性质的应用。 (1)二氧化碳和一氧化碳均是由碳、氧元素组成的化合物，它们的性质有很大不同的原因是___________。 文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。 (2)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的___________(填字母)有相似之处。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 (3)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是___________。 (4)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的___________。 (5)如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是___________(填序号)。 A．给酒精灯加金属网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B．澄清石灰水变浑浊，可以说明木炭与氧化铜已开始反应 C．实验过程中，可以观察到红色粉末逐渐变黑 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 (6)写出碳单质在高温时还原氧化铜的化学方程式，如果生成64 g铜，理论上至少需要碳单质的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程) 【详解答案】 基础达标 1.A 2.C 3.C 4.D 5.D 6.A 7.C 8.【答案】(1)混合物 (2)9 (3) (4)碳 (5)A 【详解】（1）75%的酒精溶液由酒精和水两种物质组成，属于混合物。 （2）乙醇化学式为，每个分子含2个C、6个H、1个O，总原子数为。 （3）元素质量比等于相对原子质量×原子个数的比值，碳、氢质量比为。 （4）乙醇中C、H、O元素质量比为，碳元素质量占比最高，因此质量分数最大。 （5）A为易燃物警示标识，B为禁止吸烟标识，C为节水标识，D为有毒品标识，因此选A。 能力提升 1.【答案】D 【详解】A.辣椒素是宏观物质，正确表述应为1个辣椒素分子由个原子构成，错误。 B.化学式中的代表1个辣椒素分子中含3个氧原子，不存在独立的臭氧分子，错误。 C.计算各元素的相对总质量：，，，，碳元素的相对总质量最大，因此碳元素质量分数最大，错误。 D.碳、氢元素质量比为，正确。 2．【答案】A 【详解】A.1个分子的原子总数为构成分子的各原子个数之和，即，说法正确； B.柳珊瑚酸是宏观物质，由碳、氢、氧三种元素组成，其分子才由三种原子构成，说法错误； C.三种元素的质量比为，碳元素质量占比最高，氢元素质量分数最小，说法错误； D.随意提取会破坏南海海洋生态，不符合生态保护要求，说法错误。 3．【答案】D 【详解】A.相对分子质量的单位为“1”，通常省略不写，不是g。青蒿琥酯相对分子质量计算为，单位错误，A错误。 B.青蒿琥酯是宏观物质，由青蒿琥酯分子构成；仅1个青蒿琥酯分子由个原子构成，B表述错误。 C.是青蒿琥酯中碳、氢、氧的原子个数比，元素质量比为，C错误。 D.元素质量分数公式为，分母（相对分子质量）相同的情况下，分子（元素总相对质量）越小，质量分数越小。氢元素总相对质量为28，是三者中最小的，因此氢元素质量分数最小，D正确。 4.【答案】A 【详解】A.由碳、氢、氧三种元素组成，并非两种，表述错误。 B.维生素C中元素的总相对质量分别为、、，氧元素总相对质量最大，故氧元素质量分数最高，表述正确。 C.说明书标注需遮光保存，说明光照可能使维生素C变质，表述正确。 D.成人每日最多服用片，每片含VC100mg，故最多补充VC为，表述正确。 5.【答案】(1)混合物 (2)7:32 (3)550 mg 【详解】（1）青蒿琥酯片的主要成分是青蒿琥酯，但作为药品片剂，它还含有其他辅料（如填充剂、粘合剂等），因此由多种物质组成，属于混合物。故应填写：混合物； （2）青蒿琥酯的化学式为。根据相对原子质量，氢元素与氧元素的质量比为。故应填写：7:32； （3）服药方案为首次服2片，然后每日2次、每次1片，连服5日。第一天服药：首次2片+第二次1片=3片；第2至5天每天服药2次×1片=2片/天，共4天×2片=8片。总片数=3片+8片=11片。每片含青蒿琥酯50mg，总质量。故应填写：550mg。 核心素养 1.【答案】(1)混合物 (2) 白色粉末(或气芳香或味甜) 在酸性环境中很稳定 (3)4/四 (4)10 【详解】（1）阿奇霉素干混悬剂的主要成分是阿奇霉素，还含有其他成分，故阿奇霉素干混悬剂属于混合物。 （2）需要通过发生化学变化表现的性质为化学性质，不需要通过化学变化表现的性质为物理性质，阿奇霉素干混悬剂的物理性质是白色粉末、气芳香、味甜等，化学性质是酸性环境中很稳定。 （3）由阿奇霉素的化学式可知，阿奇霉素由碳、氢、氮、氧四种元素组成。 （4） 阿奇霉素干混悬剂的规格为每袋0.1g，儿童每日口服药1次，每次0.2 g，即每天吃2袋，一个疗程为5日，则患病儿童一个疗程需要服用2×5=10袋阿奇霉素干混悬剂。 2.【答案】(1) 3（或三） 无色、透明的液体（或有水果香味，或易挥发） 1:4 2.4 (2) 化合物 3:4 2:7 C (3) 混合物 40% 1.2 【详解】（1）①乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，它是由碳、氢、氧三种元素组成的；故填：3或三； ②不需要发生化学反应就能表现出来的性质为物理性质，根据乙酸乙酯的性质描述，可知属于物理性质的有无色、透明的液体，有水果香味，易挥发；故填无色、透明的液体或有水果香味或易挥发； ③乙酸乙酯中氢、氧元素的质量比为；故填：1∶4； ④4.4g乙酸乙酯中碳元素的质量=；故填：2.4。 （2）①混合物是由多种物质组成的，化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，单质是由一种元素组成的纯净物；根据间苯二胺的化学式(C6H8N2)可知，间二甲苯属于纯净物中的化合物，故填：化合物； ②间苯二胺的化学式是 C6H8N2，其中碳、氢两种原子的个数之比为6∶8=3∶4； ③间苯二胺中碳、氢、氮元素的质量比为，所以氢元素和氮元素的质量比为2∶7；故填：2∶7； ④根据③中的数据可知，间苯二胺中所含元素质量分数最大的是碳元素，元素符号为C，故填：C。 （3）①根据标签信息可知该儿童钙片中每片含有75%的碳酸钙，所以该儿童钙片属于混合物，故填：混合物； ②碳酸钙的化学式为，其中钙元素的质量分数为；故填40%； ③某儿童按标签用量服药，即每日两片，其质量为，则每天补充钙元素的质量为，故填：1.2。 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　碳单质的化学性质 　碳单质的稳定性 1．（25-26黑龙江绥化·期末）唐代著名书法家颜真卿所作的《自书告身帖》至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳 A．在常温下化学性质不活泼 B．具有可燃性 C．具有氧化性 D．具有还原性 【答案】A 2．（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 　碳单质的可燃性 3．（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 4．（2026九年级·山东·专题练习）“碳家族”成员众多，性质和结构也存在差异。下列有关说法正确的是 A．石墨、两种物质都是由碳原子直接构成的单质 B．石墨转化为金刚石是物理变化 C．金刚石、石墨在氧气中完全燃烧后的产物不同 D．木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可用于净水 【答案】D 5．（2026·湖南长沙·三模）我国科研团队研制的“碳弹簧”是一种由碳原子构成的超弹性纯碳疏松多孔材料。下列说法正确的是 A．“碳弹簧”是一种具有吸附性的新型化合物 B．“碳弹簧”与金刚石的物理性质有差异是因为碳原子的排列方式不同 C．“碳弹簧”常温下的化学性质很活泼 D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳 【答案】B 碳单质的还原性 6．（25-26山东济宁·期末）华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为。关于该反应叙述错误的是 A．X的化学式为CO B．C具有还原性 C．该反应前后涉及两种单质 D．参加反应的C和的质量比为2∶1 【答案】D 7．（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 8．（25-26九年级·全国·二轮复习）碳单质的化学性质和用途 （1）稳定性：常温下碳的化学性质________，可用来制作墨汁。 特别提醒 古代字画能够保存很长时间不变色的原因是_______。 （2）可燃性作燃料 补充图中横线内容_____、________ （3）与某些氧化物反应冶炼金属 补充图中横线内容_____、_______、_______ 小实验 木炭还原氧化铜 现象：①试管A中___________； ②试管B中________。 结论：木炭能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，具有还原性。 操作要点：①酒精灯加网罩的目的是________； ②实验结束后应先撤出试管B中的导管，再熄灭酒精灯，原因是________。 特别提醒 刚开始加热，试管B中立即产生气泡，澄清石灰水没有变浑浊，其原因是________。 【答案】 不活泼（或者填稳定） 常温下碳的化学性质不活泼（或者常温下碳的化学性质稳定） 黑色粉末逐渐变成红色 澄清石灰水变浑浊 集中火焰，提高温度 防止澄清石灰水倒吸入热的试管A中，使试管炸裂 开始逸出的气体是试管内原有的空气，而非二氧化碳 1．（25-26山东淄博·期末）“超级黑”是一种超黑涂层材料，是用碳纳米管制造的新型材料，吸光率高达99.965%，所有立体物质涂上它后，看上去都像是二维平面图。可用于制作匿踪飞行器、隐藏武器等军用设备。下列说法不正确的是 A．“超级黑”具备可燃性 B．碳纳米管中的碳原子没有还原性 C．“超级黑”和金刚石物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同 D．“超级黑”可以用于军事伪装，使装备在光学探测下难以被发现 【答案】B 【详解】A.碳单质具有可燃性，因此“超级黑”具备可燃性，表述正确。 B.碳单质具有还原性（如高温下可还原金属氧化物，反应为），碳纳米管作为碳的单质，碳原子同样有还原性，表述错误。 C.碳的不同单质物理性质差异的核心原因是碳原子排列方式不同，“超级黑”和金刚石的碳原子排列方式不同，因此物理性质不同，表述正确。 D.根据题干信息，“超级黑”吸光率高达99.965%，可制作匿踪军用设备，因此可用于军事光学伪装，使装备难以被光学探测发现，表述正确。 2．（2026·辽宁阜新·二模）建立化学观念是学好化学的基础。下列涉及化学学科观念的说法不正确的是 A．微粒观：所有原子的原子核都是由质子和中子构成的 B．组成观：氧气(O2)和臭氧(O3)都由氧元素组成 C．守恒观：理论上4gH2在32gO2中燃烧生成36g水 D．转化观：二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳 【答案】A 【详解】A、普通氢原子（氕）的原子核仅含质子、不含中子，因此并非所有原子的原子核都由质子和中子构成，错误。 B、氧气和臭氧都是氧元素的单质，均由氧元素组成，表述正确。 C、氢气燃烧的反应为，反应中、、的质量比为，因此4g和32g恰好完全反应生成36g水，符合质量守恒定律，正确。 D、二氧化碳与碳在高温下可发生反应，可实现转化，正确。 3．（2026·福建漳州·模拟预测）漳州市花水仙花，其散发香味的物质之一为芳樟醇（），有关芳樟醇说法正确的是 A．由碳、氢、氧3个元素组成 B．每个该分子由29个原子构成 C．充分燃烧产生一氧化碳和水 D．氢元素的含量最高 【答案】B 【详解】A.元素是宏观概念，只讲种类、不讲个数，芳樟醇由碳、氢、氧3种元素组成，错误。 B.1个芳樟醇分子含10个C原子、18个H原子、1个O原子，总原子数为，正确。 C.芳樟醇由C、H、O三种元素组成，充分燃烧的产物是二氧化碳和水，一氧化碳是不完全燃烧的产物，错误。 D.芳樟醇中C、H、O元素的质量比为，碳元素质量占比最大，含量也最高，错误。 4．（25-26上海宝山·期末）我国新疆塔里木盆地的深地塔科1井成功突破10000米，创造了亚洲陆上最深井纪录。这一“向地球深部进军”的国家重大工程，从钻头钻进到废水处理，全程依赖不同碳单质的协同作用。木炭也可用来和氧化铜反应制取铜单质 (1)图3所示是木炭和氧化铜反应的实验，关于该实验分析正确的是_________。 A．试管中导管口刚有气泡冒出说明反应已经开始 B．实验中能观察到固体由红变黑 C．实验结束，用弹簧夹夹紧乳胶管可以防止试管中液体倒吸 D．反应后试管中减少的质量一定等于烧杯中增加的质量 (2)写出木炭和氧化铜反应的化学方程式_________________，要使氧化铜完全转化成铜应采取的合理措施_________________________________。(写出2点) 【答案】 C 将木炭和氧化铜粉末混合均匀、适当提高反应温度（或增加木炭用量、延长反应时间，合理即可） 【详解】①A.导管口刚有气泡冒出时排出的是装置内空气，不能说明反应已开始，错误； B.反应前固体为黑色（C和CuO的混合物），反应后生成红色Cu，现象应为固体由黑变红，不是由红变黑，错误； C.实验结束用弹簧夹夹紧乳胶管，可防止试管冷却后液体倒吸，正确； D.反应后试管中减少的质量为生成的质量，若氢氧化钙未能将二氧化碳完全吸收，烧杯增加的质量可能偏小，不一定相等，错误。故选C。 ②木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为。 ③为使氧化铜完全转化，可采取的措施有：将木炭和氧化铜粉末混合均匀以增大接触面积、适当提高反应温度、增加木炭用量或延长反应时间等。 5．（25-26黑龙江哈尔滨·期中）某中学化学兴趣小组的同学在实验室进行了木炭(杂质不发生任何反应)与氧化铜反应的实验，请根据信息回答问题： 【进行实验】 (1)在确认装置气密性良好之后，甲同学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Ⅰ，并将试管Ⅰ固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。之后他打开弹簧夹，用加网罩的酒精灯加热混合物，加网罩的目的是_________。 加热过程中，他观察到试管Ⅰ中产生________的现象，写出产生此现象的反应的化学方程式__________。 (2)接下来进行的操作步骤有： a.停止加热 b.把试管Ⅰ里的粉末倒在纸上 c.充分反应后，从石灰水中撤出导管 d.待试管Ⅰ冷却. e.用弹簧夹夹紧乳胶管 正确的排序为： ___________(填字母)。 【提出问题】纸上的粉末由哪些物质组成? 【思考与讨论】 甲同学认为纸上的粉末由木炭和氧化铜组成。 乙同学认为纸上的粉末由铜组成。 (3)你认为纸上的粉末由___________组成。 (4)经过大家讨论，大家一致认为：甲同学的猜想是错误的，原因是_______________。 【答案】(1) 使火焰集中并提高温度 黑色固体粉末逐渐变为红色 (2)caedb (3)铜或铜和木炭或铜和氧化铜 (4)铜作为固体生成物一定存在，甲同学中没有铜；因为反应为充分反应，木炭和氧化铜不能同时存在 【详解】（1）木炭还原氧化铜需要高温条件，酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提升加热温度； 反应中黑色氧化铜被还原为红色的铜单质，因此观察到黑色固体逐渐变红，反应方程式为碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳。 （2）实验结束的操作逻辑：①为防止石灰水倒吸炸裂热试管，要先撤出导管，再停止加热；②为防止热的铜被空气中的氧气重新氧化为氧化铜，停止加热后需要夹紧乳胶管隔绝空气；③待试管冷却后，再倒出粉末观察，因此正确顺序为。 （3）反应一定生成铜，因此固体中一定含铜：若反应物恰好完全反应，固体只有铜；若木炭过量，固体为铜和木炭；若氧化铜过量，固体为铜和氧化铜，共三种可能组成。 （4）甲猜想只有木炭和氧化铜，不含有铜，而该反应一旦进行，必然生成铜；且反应为充分反应，木炭和氧化铜不可能同时存在，因此甲的猜想一定错误。 1.（天工开物炼铜）《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜砂入炉，与木炭同煅，火力到时，铜质如流，泻出成砣”。该过程经历两步反应可获得铜。第一步为铜砂(主要成分为碱式碳酸铜)受热分解生成氧化铜；第二步为氧化铜和木炭高温条件下反应生成铜。请回答问题： (1)写出第二步反应的化学方程式________________。用右图进行实验时，酒精灯上铜网的作用是：使火焰________________。当观察到澄清石灰水中不再冒气泡时，先撤导管，然后停止加热，用________________，防止空气进入，将灼热的铜氧化成氧化铜。 【猜想与预测】 实验小组的同学们做木炭还原氧化铜实验，反应一段时间后停止加热，发现试管中有黑色固体，黑色固体是什么？ 猜想一：C    猜想二：CuO (2)请你再提出一个合理猜想：猜想三：________。 【分析与解释】 (3)猜想三成立的理由________(填字母)。 A．木炭与氧化铜没有混合均匀，接触不充分 B．停止加热时反应还没有结束 随着学习的不断深入，我们会找到更合适的试剂、更易操作的方法证明黑色固体的成分。 【定量计算】 (4)实验小组另取8 g氧化铜粉末与一定质量的木炭粉(含有杂质，杂质不参加反应)均匀混合，铺放于试管底部，如上图所示进行实验，至完全反应后，测得试管中固体成分为氧化铜和铜，其中氧元素质量0.8 g，请回答问题： ①氧化铜的相对分子质量为________。 ②参加反应的碳与生成的二氧化碳的质量比为________(填最简整数比)。 ③此实验中氧化铜的转化率(参加反应的氧化铜质量占反应前氧化铜总质量的百分比)为________。 ④实验中，8 g氧化铜完全反应所需该木炭粉的质量________。 【答案】(1) 集中并提高温度 弹簧夹夹紧乳胶管 (2)C、CuO (3)AB (4) 80 3:11 50% 大于0.6 g 【详解】（1）第二步是木炭高温还原氧化铜，生成铜和二氧化碳，化学方程式见答案； 该反应需要高温，铜网的作用是使火焰集中并提高温度； 停止加热后，灼热的铜会与空气中氧气反应重新生成氧化铜，因此需要用弹簧夹夹紧乳胶管，防止空气进入。 （2）黑色固体可能是木炭过量剩余的C，也可能是氧化铜过量剩余的CuO；若反应不完全，两种固体都有剩余，因此猜想三为C和CuO的混合物。 （3）若木炭和氧化铜混合不均匀、接触不充分，会导致部分两种物质都未反应，同时剩余C和CuO；若停止加热时反应还未结束，也会同时剩余两种反应物，因此A、B都能说明猜想三成立。 （4）① 氧化铜（CuO）的相对分子质量=64+16=80。 ② 根据反应方程式，参加反应的碳与生成的二氧化碳的质量比为12:44=3:11。 ③ 剩余氧元素全部来自未反应的CuO，CuO中氧元素质量分数为16÷80×100%=20%，因此未反应CuO质量为0.8g÷20%=4 g，参加反应的CuO质量为8g−4g=4g，转化率为4g÷8g×100%=50%。 ④设8g氧化铜完全反应，需要纯碳的质量为x x=0.6g 8g氧化铜完全反应，需要纯碳的质量为0.6g，由于木炭粉含有不参与反应的杂质，因此所需该木炭粉的质量大于0.6 g。 2．（碳及其氧化物的应用）碳及其氧化物性质的应用。 (1)二氧化碳和一氧化碳均是由碳、氧元素组成的化合物，它们的性质有很大不同的原因是___________。 文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。 (2)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的___________(填字母)有相似之处。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 (3)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是___________。 (4)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的___________。 (5)如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是___________(填序号)。 A．给酒精灯加金属网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B．澄清石灰水变浑浊，可以说明木炭与氧化铜已开始反应 C．实验过程中，可以观察到红色粉末逐渐变黑 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 (6)写出碳单质在高温时还原氧化铜的化学方程式，如果生成64 g铜，理论上至少需要碳单质的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程) 【答案】(1)两种物质的分子构成不同 (2)B (3)墨的主要成分是碳单质，常温下，碳单质的化学性质不活泼 (4)吸附性 (5)A (6)解：设理论上至少需要碳单质的质量为x     x=6g 答：如果生成64 g铜，理论上至少需要碳单质的质量为6g。 【详解】（1）二氧化碳由二氧化碳分子构成，一氧化碳由一氧化碳分子构成，由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，所以二氧化碳和一氧化碳性质有很大不同的原因是分子构成不同。 （2）在宣纸制作过程中，用竹帘从纸浆中捞纸，是将固体纸浆和液体分离，这与化学实验中的过滤操作相似，过滤是将不溶性固体与液体分离的操作，故选B。 （3）墨的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，所以《富春山居图》能够保存至今而不变色的原因是常温下，碳的化学性质稳定。 （4）竹炭可用于去除异味，是因为竹炭具有吸附性，能吸附异味和色素。 （5）A、给酒精灯加金属网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故A选项符合题意； B、澄清石灰水变浑浊，不能说明木炭与氧化铜已开始反应，还有可能是碳和试管内空气中氧气发生反应生成二氧化碳，要证明木炭与氧化铜反应，还需要观察到黑色固体变成红色，故B选项不符合题意； C、实验过程中，是黑色的氧化铜粉末逐渐变为红色的铜，故C选项不符合题意； D、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，防止石灰水倒吸使试管炸裂，故D选项不符合题意。 故选A。 （6）见答案。 1． 学科网（北京）股份有限公司 $