6.1 碳单质的多样性 第2课时（培优分层作业）化学新教材人教版九年级上册

**基本信息** 本同步练习聚焦碳单质化学性质，通过基础认知、实验应用、综合探究三层递进设计，实现从单一性质到复杂实验分析的知识巩固，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|碳的稳定性、可燃性、还原性等核心性质|结合《中国书法大会》墨汁等生活情境，以选择题（1-10题）强化化学观念| |中档层|实验操作规范与化学方程式书写|通过木炭还原氧化铜实验（11-13题）对比传统与微型装置，培养科学探究能力| |提升层|综合实验分析与定量计算|融入气体浓度变化曲线（题8）、中考真题（题1）等，发展科学思维与问题解决能力|

课题1 碳单质的多样性 第2课时 碳单质的化学性质 1．《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑 A. 是黑色固体 B. 机械强度高 C. 常温下化学性质稳定 D. 具有还原性 2．关于碳的燃烧，下列说法中正确的是 A. 结构稳定，不能燃烧 B. 碳和氧气反应一定会生成 C. 碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热 D. 碳在氧气中燃烧的产物不可能是混合物 3．东汉《周易参同契》中记载：“胡粉投火中，色坏还为铅”，该反应过程的主要原理是。下列有关说法错误的是 A. 为 B. 反应中PbO发生了氧化反应 C. 反应中C体现了还原性 D. 反应前后各原子的质量不变 4．2025年我国新型石墨烯电池实现量产，石墨烯是碳元素组成的单质。下列推测不正确的是 A. 具有优良导电性 B. 常温下化学性质稳定 C. 属于非金属单质 D. 燃烧只生成一种物质 5．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是木炭与氧化铜的实验，下列关于该实验分析正确的是 A. 装置中的酒精灯可以改用酒精喷灯 B. 试管②导管口刚有气泡冒出说明试管①反应开始 C. 木炭与氧化铜的反应属于化合反应 D. 实验结束，用弹簧夹夹紧乳胶管是防止试管冷却过快 6．如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是 A. 实验过程中可观察到澄清石灰水变浑浊 B. 反应后，碳元素在反应后化合价降低了 C. 碳发生了还原反应，表现出氧化性 D. 实验过程中可观察到红色固体变为黑色 7．用木炭还原氧化铜的实验示意图如下，下列说法不合理的是 A. 实验前要检查装置气密性 B. 调控反应物比例，能减少CO的形成 C. 网罩的作用是集中火焰，提高温度 D. 实验结束，先熄灭酒精灯 8．兴趣小组在实验室中探究密闭装置内木炭燃烧的产物。实验装置及药品如图1所示；实验过程中监测到的气体种类及其浓度随时间的变化情况如图2曲线所示。下列说法错误的是 A. 装置内原气体含量约为500 ppm B. 可观察到木炭燃烧时发红光，放热 C. 木炭在有限空间内燃烧可同时生成CO和 D. 反应过程中装置内气体氮元素的质量分数保持不变 9．（25-26九年级上·江苏盐城·月考）华为麒麟芯片9000S的研发成功，实现国产芯片的自主可控，展示我国科技实力的自信。工业上用SiO2+2CSi+2X来制取粗硅，下列说法正确的是 A. 二氧化硅属于金属氧化物 B. 化学方程式中X的化学式为CO2 C. 该反应体现了碳的还原性 D. 硅元素在地壳中的含量比氧高 10．（25-26九年级上·重庆·期末）现将一氧化碳和二氧化碳的混合气体72 g，通过足量灼热的碳粉，充分反应后气体质量增加了12 g。原混合气体中碳元素的质量为 A. 48 g B. 36 g C. 24 g D. 12 g 11．我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。 （1）写出木炭与氧化铜反应的化学方程式　　　　　　，其中发生还原反应的物质是　　　　　　。 （2）判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是　　　　　　。 （3）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是　　　　　　（写出一条即可）。 12．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示，请回答下列问题： （1）反应开始后，被加热的试管中发生反应的化学方程式是　　　　　　。 （2）图中酒精灯火焰外加一个金属网罩的作用是　　　　　　。 （3）实验结束时，先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，目的是　　　　　　。 13．（25-26九年级上·吉林长春·期末）文房四宝“笔墨纸砚”在我国书法和绘画史上发挥了重要作用。 （1）在宣纸制作中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与实验中的_____相似。 A. 过滤 B. 吸附 C. 蒸馏 D. 沉降 （2）《富春山居图》是元代画家黄公望的水墨画，保存完好的原因是　　　　　。 （3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以加工成竹炭，用于除去冰箱、衣柜、汽车等内部循环中的异味，这是利用了竹炭的　　　　　性。 1．（25-26九年级上·新疆·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。下列分析错误的是 A. 网罩的作用是使火焰集中并提高温度 B. N点对应的固体物质只有两种 C. M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D. 实验结束时，应先将导管移出试管②，再熄灭酒精灯 2．（25-26九年级上·山东德州·期末）将一定量的氧化铜粉末和过量的木炭粉末在充满氮气的试管中持续高温加热(如图1)，通过传感器测得装置内CO2体积分数变化如图2，下列说法错误的是 A. 酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度 B. t1时刻木炭恰好完全反应 C. t1~t2段装置内CO2体积分数减少的主要原因是C+CO22CO D. 气球的作用是平衡内外压强、收集实验中产生的气体及形成密闭装置 3．（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 4．两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为 A. 2:1 B. 1:2 C. 3:4 D. 3:8 5．（25-26九年级上·海南海口·期末）科学研究发现，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔制成单层纳米孔二维薄膜，利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 在一定条件下石墨烯可还原氧化铜 B. 石墨烯是一种新型化合物 C. 石墨烯海水淡化膜工作原理与过滤相似 D. 石墨烯海水淡化膜不允许Na +、Cl-通过 6．（25-26九年级上·云南德宏州芒·期末）“碳纳米泡沫”是一种纯碳新材料，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6~9nm。下列叙述不正确的是 A. “碳纳米泡沫”和金刚石的化学性质相似 B. “碳纳米泡沫”完全燃烧的产物是CO2和H2O C. “碳纳米泡沫”可用于冶炼金属 D. “碳纳米泡沫”属于纯净物 7．（25-26九年级上·广西南宁·月考）某学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质和用途 （1）金刚石和石墨都是碳单质，其物理性质差异很大的原因是　　　　　　　　。 （2）石墨作电极利用到石墨的物理性质是　　　　　　　　。 【任务二】碳还原氧化铜实验的探究 小组成员对碳和氧化铜在高温下反应的产物进行如下探究 【查阅资料】 ①氧化亚铜（Cu2O）为红色固体； ②氮气不与碳反应、也不与氧化铜发生反应。 ③氧化亚铜能和稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，硫酸铜溶于水形成蓝色溶液。 【实验探究】 （3）加热前，通入纯净干燥的氮气，其目的是　　　　　　　　。 （4）点燃酒精喷灯，写出碳和氧化铜反应的化学方程式　　　　　　　　。 探究一：探究生成的气体 【提出问题1】生成的气体中是否有一氧化碳？数据记录如下（假设固体生成物只有铜）： 反应前 氧化铜8.00 g，碳粉3.00 g混合均匀，放入48.48 g的硬质玻璃管中； 反应后 称得硬质玻璃管和固体总质量57.56 g 【数据处理】 （5）经测算，参加反应的碳元素质量为0.64 g，因此气体生成物是　　　　　　　　。 探究二：探究产物的固体成分 【提出问题2】红色固体中是否有Cu2O？ 【设计实验】 （6）取少量反应后的暗红色固体，加入足量稀硫酸，观察到　　　　　　　　现象，说明暗红色固体含Cu2O。 （7）在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳粉还原氧化铜实验，数字化仪器绘制出的容器中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 氧化铜粉质量/g 目数规格 对应曲线 Ⅰ 3 40 200 a Ⅱ 3 40 1000 b Ⅲ 3 40 2000 c 分析曲线a、b、c，碳粉目数与反应速率之间的关系为　　　　　　　　。 8．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）在进行碳粉还原氧化铜的分组实验中，不同小组实验的现象存在较明显的差异，为此化学兴趣小组对影响该实验成功的因素进行了探究。 【对话AI：实验成功的指标】 ①生成红色光亮的珠状或块状物（主要指标）；②过程中有明显的红热现象；③生成的气体使澄清石灰水变浑浊 【查阅资料】 ①将氧化铜还原为铜需确保较高的温度（600℃以上）。 ②该反应明显放热。 ③（氧化亚铜）为砖红色粉末，不溶于水，遇稀硫酸发生反应：。 【实验探究】 小组同学基于以上准备并经过预测后，开展了如下的实验探究，请回答有关问题。 Ⅰ．探究反应物的干燥程度对实验的影响 在相同条件下进行表1所示对比实验并记录实验现象： 表1   干燥程度不同的反应物实验的现象 反应混合物 0.2 g碳粉和2.0 g氧化铜直接混匀 0.2 g碳粉和2.0 g氧化铜干燥后混匀 实验现象 小部分红热，试管壁有大量水珠；出现少量暗红色无光泽小颗粒 部分红热，有火星；出现一定量红色光亮珠状物 （1）停止加热时，固体依然能保持红热，原因是　　　　　　　　。 （2）实验现象表明水的存在对实验不利，除不利于反应物的接触外，结合查阅的资料，推测水对实验造成的不利还有　　　　　　　　。 Ⅱ．探究反应物的总质量对实验的影响 分别称取干燥研磨后的反应混合物（碳粉与氧化铜质量比为）2.2 g、4.4 g、5.5 g，在相同实验条件下实验，实验现象如表2： 表2   总质量不同的反应物实验的现象 反应混合物质量 2.2 g 4.4 g 5.5 g 实验现象 部分红热，有火星；有砖红色粉末和少量红色光亮珠状物 完全红热，有火星；有较多红色光亮块状物 部分红热，有火星；有黑色粉末和少量暗红色小颗粒物 （3）4.4 g混合物发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　。 （4）实验现象表明，反应混合物总质量过大或过小都不利于实验，结合查阅的资料，推测总质量过小对实验不利的原因是　　　　　　　　。 （5）设计实验证明2.2 g混合物发生反应后的固体中存在：　　　　　　　　。 【实验结论】 反应混合物的总质量和干燥程度会对该实验能否成功产生影响。 【交流评价】 以上探究不充分，可能还存在其它影响因素，如碳粉与氧化铜的质量比或粒径大小等。 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．（25-26九年级上·湖南常德·期末）“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分为石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。关于“碳海绵”说法正确的是 A. 常温下易与氧气反应 B. 在一定条件下可还原氧化铜 C. “碳海绵”属于纯净物 D. 在氧气中燃烧的产物只能是 3．（25-26九年级上·四川广安·期末）木炭与CuO反应产生的气体除CO2，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如图2。下列说法错误的是 A. 气体产物中有CO的原因可能是 B. 实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C. 实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 D. 其他条件相同，木炭与CuO的质量比越小，生成的CO越多 4．（2025·河南·中考真题）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。 （1）从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象　　　　　　　　　。 （2）元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是　　　　　　　　　　　。 5．（2024·四川·中考真题）我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是]在炉火中煅烧可制得铜(如图所示)。已知为黑色固体，为生活中最常见的液体。 回答下列问题： （1）A是　　　　　　　，B是　　　　　　　。 （2）用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是　　　　　　　。 （3）反应②的化学方程式为　　　　　　　，铜在生活中可用于制作　　　　　　　(答一条)。 1 / 8 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 $ 课题1 碳单质的多样性 第2课时 碳单质的化学性质 1．《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑 A. 是黑色固体 B. 机械强度高 C. 常温下化学性质稳定 D. 具有还原性 【答案】C 【详解】书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑，主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，即化学性质稳定，故选C。 2．关于碳的燃烧，下列说法中正确的是 A. 结构稳定，不能燃烧 B. 碳和氧气反应一定会生成 C. 碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热 D. 碳在氧气中燃烧的产物不可能是混合物 【答案】C 【详解】A、C60属于碳单质，碳单质具有可燃性，所以C60可以燃烧，A错误： B、碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，B错误； C、燃烧都是放热反应，则碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热，C正确； D、碳在氧气中燃烧时可能同时产生二氧化碳和一氧化碳，故产物可能是混合物，D错误。 故选C。 3．东汉《周易参同契》中记载：“胡粉投火中，色坏还为铅”，该反应过程的主要原理是。下列有关说法错误的是 A. 为 B. 反应中PbO发生了氧化反应 C. 反应中C体现了还原性 D. 反应前后各原子的质量不变 【答案】B 【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应中，反应前有2个铅原子、2个氧原子和1个碳原子，反应后有2个铅原子，所以X中应含有1个碳原子和2个氧原子，即X为CO2，故A选项不符合题意； B、在该反应中，PbO失去氧，发生的是还原反应，而不是氧化反应，故B选项符合题意； C、碳在反应中得到氧，体现了还原性，故C选项不符合题意； D、根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的质量不变，故D选项不符合题意。 故选B。 4．2025年我国新型石墨烯电池实现量产，石墨烯是碳元素组成的单质。下列推测不正确的是 A. 具有优良导电性 B. 常温下化学性质稳定 C. 属于非金属单质 D. 燃烧只生成一种物质 【答案】D 【详解】A、石墨烯可生产新型石墨烯电池，因为具有优良导电性。推测正确，不符合题意； B、石墨烯是碳元素组成的单质，碳单质在常温下化学性质稳定。推测正确，不符合题意； C、石墨烯是碳元素组成的单质，属于非金属单质。推测正确，不符合题意； D、石墨烯是碳元素组成的单质。碳燃烧时，氧气充足生成二氧化碳，氧气不足生成一氧化碳，产物不唯一，推测错误，符合题意； 故选D。 5．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是木炭与氧化铜的实验，下列关于该实验分析正确的是 A. 装置中的酒精灯可以改用酒精喷灯 B. 试管②导管口刚有气泡冒出说明试管①反应开始 C. 木炭与氧化铜的反应属于化合反应 D. 实验结束，用弹簧夹夹紧乳胶管是防止试管冷却过快 【答案】A 【详解】A、该实验需要在高温下进行，故装置中的酒精灯可以改用酒精喷灯，故符合题意； B、试管②导管口刚有气泡冒出，不能说明试管①反应开始，还可能是装置内气体受热膨胀逸出，故不符合题意； C、化合反应的特点是 “多变一”，而木炭与氧化铜的反应是 “”，属于 “单质 + 化合物→新单质 + 新化合物” 的置换反应，并非化合反应，故不符合题意； D、实验结束，用弹簧夹夹紧乳胶管的目的是防止空气进入灼热的试管，导致生成的铜被重新氧化，而不是防止试管冷却过快，故不符合题意。 故选A。 6．如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是 A. 实验过程中可观察到澄清石灰水变浑浊 B. 反应后，碳元素在反应后化合价降低了 C. 碳发生了还原反应，表现出氧化性 D. 实验过程中可观察到红色固体变为黑色 【答案】A 【详解】A、该实验中有二氧化碳气体生成，故澄清石灰水变浑浊，故正确； B、该反应中碳元素的化合价由0价变为+4价，化合价升高了，故错误； C、该反应中碳具有夺氧能力，故是还原性，故错误； D、碳还原氧化铜产生铜和二氧化碳，现象是黑色固体变为红色，故错误。 故选A。 7．用木炭还原氧化铜的实验示意图如下，下列说法不合理的是 A. 实验前要检查装置气密性 B. 调控反应物比例，能减少CO的形成 C. 网罩的作用是集中火焰，提高温度 D. 实验结束，先熄灭酒精灯 【答案】D 【详解】A、凡是实验中有气体参加或有气体生成的实验，都应该在实验前检查装置气密性。说法正确，不符合题意； B.木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，如果木炭过量，木炭会和生成的二氧化碳继续反应生成一氧化碳。所以调控反应物比例，能减少CO的生成。说法正确，不符合题意； C.木炭还原氧化铜的反应条件为高温，给酒精灯加网罩，作用是作用是集中火焰，提高温度。说法正确，不符合题意； D.实验结束后，应先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯，以防试管中的石灰水倒流，炸裂热的试管。说法错误，符合题意； 故选：D。 8．兴趣小组在实验室中探究密闭装置内木炭燃烧的产物。实验装置及药品如图1所示；实验过程中监测到的气体种类及其浓度随时间的变化情况如图2曲线所示。下列说法错误的是 A. 装置内原气体含量约为500 ppm B. 可观察到木炭燃烧时发红光，放热 C. 木炭在有限空间内燃烧可同时生成CO和 D. 反应过程中装置内气体氮元素的质量分数保持不变 【答案】D 【详解】A、由图2可知，开始时二氧化碳的含量约为500 ppm，该选项说法正确； B、木炭在空气中燃烧，发出红光，放热，该选项说法正确； C、由图2可知，木炭燃烧过程中，一氧化碳和二氧化碳含量增大，故木炭在有限空间内燃烧可同时生成一氧化碳和二氧化碳，该选项说法正确； D、木炭燃烧不消耗氮气，则反应过程中氮气质量不变，但根据质量守恒定律可知，气体质量增大（增加碳的质量），则装置内气体氮元素的质量分数减小，该选项说法错误。 故选D。 9．（25-26九年级上·江苏盐城·月考）华为麒麟芯片9000S的研发成功，实现国产芯片的自主可控，展示我国科技实力的自信。工业上用SiO2+2CSi+2X来制取粗硅，下列说法正确的是 A. 二氧化硅属于金属氧化物 B. 化学方程式中X的化学式为CO2 C. 该反应体现了碳的还原性 D. 硅元素在地壳中的含量比氧高 【答案】C 【详解】A、二氧化硅中没有金属元素，属于非金属氧化物，该选项不符合题意。 B、反应前有1个硅原子、2个氧原子和2个碳原子，反应后有1个硅原子，由原子守恒可知2X中有2个氧原子和2个碳原子，故X中有1个氧原子和1个碳原子，则X的化学式为，该选项不符合题意。 C、反应中碳作为还原剂将硅从+4价还原至0价，体现还原性，该选项符合题意。 D、地壳中含量最好的四位元素由高到低排序为氧、硅、铝、铁，故氧元素的含量比硅元素高，该选项不符合题意。 故选C。 10．（25-26九年级上·重庆·期末）现将一氧化碳和二氧化碳的混合气体72 g，通过足量灼热的碳粉，充分反应后气体质量增加了12 g。原混合气体中碳元素的质量为 A. 48 g B. 36 g C. 24 g D. 12 g 【答案】C 【详解】现将一氧化碳和二氧化碳的混合气体72 g，通过足量灼热的碳粉，碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，即，充分反应后气体质量增加了12 g。根据质量守恒定律， 化学反应前后物质的总质量不变，气体增加的质量为参加反应的碳粉的质量，即参加反应的碳粉的质量为12g。 解：设原混合气体中二氧化碳的质量为x    x=44g 则原混合气体中一氧化碳的质量为：72g-44g=28g 则原混合气体中碳元素的质量为：。 故选C。 11．我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。 （1）写出木炭与氧化铜反应的化学方程式　　　　　　，其中发生还原反应的物质是　　　　　　。 （2）判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是　　　　　　。 （3）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是　　　　　　（写出一条即可）。 【答案】（1）①     ② 氧化铜##CuO     （2）黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。     （3）节约药品（或现象明显或操作简便等）      【详解】(1)木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。在氧化还原反应中，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应，氧化铜（CuO）失去氧，发生还原反应。 (2)木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，试管内黑色粉末（氧化铜）中出现红色固体（铜），二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。 (3)图乙装置是微型实验装置，所用药品的量较少，所以优点是节约药品（或现象明显或操作简便等）。 12．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示，请回答下列问题： （1）反应开始后，被加热的试管中发生反应的化学方程式是　　　　　　。 （2）图中酒精灯火焰外加一个金属网罩的作用是　　　　　　。 （3）实验结束时，先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，目的是　　　　　　。 【答案】（1）     （2）集中火焰，提高温度     （3）防止液体倒吸，使试管炸裂      【详解】(1)氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，其方程式为：； (2) 酒精灯使用时加网罩，可使得酒精灯火焰更集中，提供的温度更高； (3) 由于停止加热时试管内温度降低，压强减小，所以停止加热时，应先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，这样操作的原因是防止液体倒吸，使试管炸裂。 13．（25-26九年级上·吉林长春·期末）文房四宝“笔墨纸砚”在我国书法和绘画史上发挥了重要作用。 （1）在宣纸制作中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与实验中的_____相似。 A. 过滤 B. 吸附 C. 蒸馏 D. 沉降 （2）《富春山居图》是元代画家黄公望的水墨画，保存完好的原因是　　　　　。 （3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以加工成竹炭，用于除去冰箱、衣柜、汽车等内部循环中的异味，这是利用了竹炭的　　　　　性。 【答案】（1）A     （2） 墨的主要成分是碳，常温下化学性质稳定     （3） 吸附      【详解】(1)A、捞纸是将纸浆中的纤维（固体）与水（液体）分离，类似于过滤操作，符合题意； B、吸附是物质附着在表面或吸附到小孔内，不符合题意； C、蒸馏是利用沸点不同分离液体混合物，不符合题意； D、沉降是固体自然沉淀，不符合题意。 故选：A。 (2)墨的主要成分是碳，常温下化学性质稳定，在常温下不易与其他物质反应，因此画作不易氧化或变质。 (3)竹炭具有疏松多孔的结构，可吸附异味分子（物理吸附）。 1．（25-26九年级上·新疆·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。下列分析错误的是 A. 网罩的作用是使火焰集中并提高温度 B. N点对应的固体物质只有两种 C. M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D. 实验结束时，应先将导管移出试管②，再熄灭酒精灯 【答案】B 【详解】A、网罩可集中火焰、提高温度，利于木炭还原氧化铜的反应（需要高温），分析正确。 B、木炭与氧化铜发生反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，生成二氧化碳气体的质量不断增大，剩余固体的质量不断减小。N点时固体质量已减小，但未达到最小值，说明反应进行中，固体包含未反应的C、CuO，以及生成的Cu，共三种物质，并非只有两种，分析错误。 C、木炭与氧化铜发生反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变，M→P过程中，固体减少的质量是反应生成CO2的质量，分析正确。 D、实验结束先移导管再灭酒精灯，可防止试管②中澄清石灰水倒吸，使试管①炸裂，分析正确。 故选B。 2．（25-26九年级上·山东德州·期末）将一定量的氧化铜粉末和过量的木炭粉末在充满氮气的试管中持续高温加热(如图1)，通过传感器测得装置内CO2体积分数变化如图2，下列说法错误的是 A. 酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度 B. t1时刻木炭恰好完全反应 C. t1~t2段装置内CO2体积分数减少的主要原因是C+CO22CO D. 气球的作用是平衡内外压强、收集实验中产生的气体及形成密闭装置 【答案】B 【详解】A、该实验的反应条件是高温，酒精灯加网罩，可以集中火焰，提高温度，该选项说法正确，不符合题意； B、木炭和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，由图2可知，二氧化碳从0开始增加，到t1达到最大值（木炭或氧化铜被反应完），然后二氧化碳减少，减少的二氧化碳是与木炭又发生了反应，故t1时刻，是氧化铜完全反应，木炭还有剩余，该选项说法错误，符合题意； C、根据选项B的分析，可知减少的二氧化碳是与木炭发生了反应，化学方程式为：，该选项说法正确，不符合题意； D、木炭和氧化铜反应有气体生成，气球可以防止试管内压强过大；同时还可以收集产生的二氧化碳，形成密闭环境，该选项说法正确，不符合题意。 故选：B。 3．（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 【详解】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。 4．两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为 A. 2:1 B. 1:2 C. 3:4 D. 3:8 【答案】A 【详解】碳充分燃烧时，C+O2CO2，一个碳原子跟两个氧原子结合生成一分子二氧化碳，即一个碳原子消耗两个氧原子； 碳不充分燃烧时，2C+O22CO，一个碳原子跟一个氧原子结合生成一分子一氧化碳，即一个碳原子消耗一个氧原子； 由于两份碳的质量相等，碳原子的质量一定。 设每份碳中碳原子的个数为x，则生成二氧化碳和一氧化碳时消耗氧气的质量之比为： （氧原子的质量×2x）：（氧原子的质量×x）=2：1 前者与后者消耗氧气的质量之比2：1。故选A。【点睛】解答本题的关键是物质质量与原子个数之间的对应关系。即物质质量=原子质量×原子个数。 5．（25-26九年级上·海南海口·期末）科学研究发现，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔制成单层纳米孔二维薄膜，利用薄膜的选择透过性实现海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 在一定条件下石墨烯可还原氧化铜 B. 石墨烯是一种新型化合物 C. 石墨烯海水淡化膜工作原理与过滤相似 D. 石墨烯海水淡化膜不允许Na +、Cl-通过 【答案】B 【详解】A、石墨烯由碳原子构成的碳单质，碳单质具有还原性，故在一定条件下石墨烯可还原氧化铜，该选项不符合题意。 B、石墨烯由碳原子构成，由碳元素组成，属于单质，该选项符合题意。 C、由图可知，石墨烯海水淡化膜只允许水分子通过，钠离子和氯离子不能通过，故原理与过滤相似，该选项不符合题意。 D、由图可知，石墨烯海水淡化膜只允许水分子通过，钠离子和氯离子不能通过，该选项不符合题意。 故选B。 6．（25-26九年级上·云南德宏州芒·期末）“碳纳米泡沫”是一种纯碳新材料，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6~9nm。下列叙述不正确的是 A. “碳纳米泡沫”和金刚石的化学性质相似 B. “碳纳米泡沫”完全燃烧的产物是CO2和H2O C. “碳纳米泡沫”可用于冶炼金属 D. “碳纳米泡沫”属于纯净物 【答案】B 【详解】A. “碳纳米泡沫”和金刚石均由碳元素组成，属于碳的同素异形体，化学性质相似，该项正确； B. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，“碳纳米泡沫”中不含氢元素，完全燃烧产物不可能生成水，该项错误； C. 碳单质具有还原性，高温下能还原金属氧化物，可用于冶炼金属，该项正确； D. “碳纳米泡沫”只由一种物质组成，属于纯净物，该项正确； 故选 B。 7．（25-26九年级上·广西南宁·月考）某学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质和用途 （1）金刚石和石墨都是碳单质，其物理性质差异很大的原因是　　　　　　　　。 （2）石墨作电极利用到石墨的物理性质是　　　　　　　　。 【任务二】碳还原氧化铜实验的探究 小组成员对碳和氧化铜在高温下反应的产物进行如下探究 【查阅资料】 ①氧化亚铜（Cu2O）为红色固体； ②氮气不与碳反应、也不与氧化铜发生反应。 ③氧化亚铜能和稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，硫酸铜溶于水形成蓝色溶液。 【实验探究】 （3）加热前，通入纯净干燥的氮气，其目的是　　　　　　　　。 （4）点燃酒精喷灯，写出碳和氧化铜反应的化学方程式　　　　　　　　。 探究一：探究生成的气体 【提出问题1】生成的气体中是否有一氧化碳？数据记录如下（假设固体生成物只有铜）： 反应前 氧化铜8.00 g，碳粉3.00 g混合均匀，放入48.48 g的硬质玻璃管中； 反应后 称得硬质玻璃管和固体总质量57.56 g 【数据处理】 （5）经测算，参加反应的碳元素质量为0.64 g，因此气体生成物是　　　　　　　　。 探究二：探究产物的固体成分 【提出问题2】红色固体中是否有Cu2O？ 【设计实验】 （6）取少量反应后的暗红色固体，加入足量稀硫酸，观察到　　　　　　　　现象，说明暗红色固体含Cu2O。 （7）在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳粉还原氧化铜实验，数字化仪器绘制出的容器中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 氧化铜粉质量/g 目数规格 对应曲线 Ⅰ 3 40 200 a Ⅱ 3 40 1000 b Ⅲ 3 40 2000 c 分析曲线a、b、c，碳粉目数与反应速率之间的关系为　　　　　　　　。 【答案】（1）碳原子排列方式不同            （2）导电性     （3）排尽装置内的空气     （4）C+2CuO2Cu+CO2 ↑      （5）一氧化碳和二氧化碳      （6）红色固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色     （7）碳粉的目数越大，反应速率越快      【详解】(1)金刚石、石墨都是碳原子构成的碳单质，其物理性质差异很大的原因是两种物质中碳原子的排列方式不同，故填：碳原子的排列方式不同； (2)石墨作电极利用到石墨的性质是石墨具有导电性，故填：导电性； (3)加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气，目的是排尽装置中的空气，避免加热时不纯的一氧化碳发生爆炸，故填：排尽装置中的空气； (4)碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：C+2CuO2Cu+CO2； (5)反应后生成的气体的质量=8.00 g+3.00 g+ 48.48 g−57.56 g=1.92 g，参加反应的碳元素质量为0.64g，则生成的气体中氧元素的质量=1.92g−0.64g=1.28g，生成的气体中碳元素与氧元素的质量比=0.64g:1.28g=1:2，二氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:（16×2）=3:8<1:2，一氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:16=3:4>1:2，所以生成的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合气体，故填：二氧化碳和一氧化碳； (6)由题文可知，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，取少量反应后的暗红色固体，加入足量稀硫酸，观察到红色固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色，说明暗红色固体含Cu2O，故填：红色固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色； (7)分析a、b、c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碳粉的目数越大，反应速率越快，故填：碳粉的目数越大，反应速率越快。 8．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）在进行碳粉还原氧化铜的分组实验中，不同小组实验的现象存在较明显的差异，为此化学兴趣小组对影响该实验成功的因素进行了探究。 【对话AI：实验成功的指标】 ①生成红色光亮的珠状或块状物（主要指标）；②过程中有明显的红热现象；③生成的气体使澄清石灰水变浑浊 【查阅资料】 ①将氧化铜还原为铜需确保较高的温度（600℃以上）。 ②该反应明显放热。 ③（氧化亚铜）为砖红色粉末，不溶于水，遇稀硫酸发生反应：。 【实验探究】 小组同学基于以上准备并经过预测后，开展了如下的实验探究，请回答有关问题。 Ⅰ．探究反应物的干燥程度对实验的影响 在相同条件下进行表1所示对比实验并记录实验现象： 表1   干燥程度不同的反应物实验的现象 反应混合物 0.2 g碳粉和2.0 g氧化铜直接混匀 0.2 g碳粉和2.0 g氧化铜干燥后混匀 实验现象 小部分红热，试管壁有大量水珠；出现少量暗红色无光泽小颗粒 部分红热，有火星；出现一定量红色光亮珠状物 （1）停止加热时，固体依然能保持红热，原因是　　　　　　　　。 （2）实验现象表明水的存在对实验不利，除不利于反应物的接触外，结合查阅的资料，推测水对实验造成的不利还有　　　　　　　　。 Ⅱ．探究反应物的总质量对实验的影响 分别称取干燥研磨后的反应混合物（碳粉与氧化铜质量比为）2.2 g、4.4 g、5.5 g，在相同实验条件下实验，实验现象如表2： 表2   总质量不同的反应物实验的现象 反应混合物质量 2.2 g 4.4 g 5.5 g 实验现象 部分红热，有火星；有砖红色粉末和少量红色光亮珠状物 完全红热，有火星；有较多红色光亮块状物 部分红热，有火星；有黑色粉末和少量暗红色小颗粒物 （3）4.4 g混合物发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　。 （4）实验现象表明，反应混合物总质量过大或过小都不利于实验，结合查阅的资料，推测总质量过小对实验不利的原因是　　　　　　　　。 （5）设计实验证明2.2 g混合物发生反应后的固体中存在：　　　　　　　　。 【实验结论】 反应混合物的总质量和干燥程度会对该实验能否成功产生影响。 【交流评价】 以上探究不充分，可能还存在其它影响因素，如碳粉与氧化铜的质量比或粒径大小等。 【答案】（1）碳粉还原氧化铜是放热反应     （2）水的存在会吸收热量降低体系温度，可能导致生成氧化亚铜而不是光亮的铜，影响实验效果     （3）     （4）反应放热总量少，散热较快，不易维持 600℃ 以上的高温，导致氧化铜不能充分还原为铜，而部分生成氧化亚铜     （5）取反应后固体加入稀硫酸，若观察到砖红色粉末减少或消失，溶液变蓝，且仍有红色固体存在，则证明固体中含有Cu2O。      【详解】(1)停止加热时，固体依然能保持红热，原因是：碳还原氧化铜是放热反应，一旦开始，自身放热就能维持高温继续反应。 (2)水对实验造成的不利还有：水会汽化吸热，降低反应温度，导致温度不足以彻底还原氧化铜，生成砖红色的氧化亚铜(Cu2O)而非光亮铜。 (3)根据实验现象是完全红热；有火星，有较多红色光亮珠状物，说明反应完全，主要产物是铜。高温充分反应生成Cu和CO2，化学方程式为：。 (4)总质量过小对实验不利的原因是：反应放热总量少，散热较快，不易维持 600℃ 以上的高温，导致氧化铜不能充分还原为铜，而部分生成氧化亚铜。 (5)根据查阅资料：（氧化亚铜）为砖红色粉末，不溶于水，遇稀硫酸发生反应：，可利用稀硫酸与氧化亚铜反应来证明固体存在氧化亚铜。实验方法为：取反应后固体加入稀硫酸，若观察到砖红色粉末减少或消失，溶液变蓝，且仍有红色固体存在，则证明固体中含有Cu2O。 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 【详解】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．（25-26九年级上·湖南常德·期末）“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分为石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。关于“碳海绵”说法正确的是 A. 常温下易与氧气反应 B. 在一定条件下可还原氧化铜 C. “碳海绵”属于纯净物 D. 在氧气中燃烧的产物只能是 【答案】B 【详解】A、碳海绵主要成分为碳单质，碳在常温下化学性质稳定，不易与氧气反应，该选项说法错误； B、碳具有还原性，在高温下可还原氧化铜，该选项说法正确； C、碳海绵由石墨烯和碳纳米管等不同碳单质组成，属于混合物，该选项说法错误； D、碳在氧气中燃烧，充分燃烧生成CO2，不充分燃烧可能生成CO，产物不唯一，该选项说法错误。 故选B。 3．（25-26九年级上·四川广安·期末）木炭与CuO反应产生的气体除CO2，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如图2。下列说法错误的是 A. 气体产物中有CO的原因可能是 B. 实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C. 实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 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 【详解】A、木炭具有还原性，可能也还原了二氧化碳产生了一氧化碳，该选项不符合题意。 B、木炭还原氧化铜反应产生铜和二氧化碳，现象为黑色粉末逐渐变红，该选项不符合题意。 C、实验前需排尽装置内的空气，主要是为了防止空气中的氧气在高温下与木炭反应，干扰实验，同时空气中含有的二氧化碳也会对实验结果产生影响，该选项不符合题意。 D、由图2可知，木炭与的质量比越大，生成的越多，该选项符合题意。 故选D。 4．（2025·河南·中考真题）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。 （1）从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象　　　　　　　　　。 （2）元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1） 分子在不断运动。     （2） 墨中的碳在常温下化学性质稳定。      【详解】(1)分子运动：诗句中“杏花香”是花香分子通过运动扩散到空气中，被人嗅觉感知，分子具有“不断运动”的性质，即使物质处于静止状态，其分子仍会自发运动，导致气味传播； (2)碳的稳定性：古代水墨画使用的墨主要成分是碳（如炭黑），碳单质在常温下化学性质非常稳定，不易与氧气、水等物质发生反应，因此不易氧化或变质，这种稳定性使得用墨绘制的书画即使长期保存，颜色仍能保持不变。 5．（2024·四川·中考真题）我国明代科学技术典籍《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧可得到松烟和木炭，松烟可用于制墨；木炭与孔雀石[主要成分是]在炉火中煅烧可制得铜(如图所示)。已知为黑色固体，为生活中最常见的液体。 回答下列问题： （1）A是　　　　　　　，B是　　　　　　　。 （2）用墨汁书写的字能长时间不变色的原因是　　　　　　　。 （3）反应②的化学方程式为　　　　　　　，铜在生活中可用于制作　　　　　　　(答一条)。 【答案】（1）① CuO##氧化铜    ② H2O##水     （2）常温下，碳的化学性质稳定     （3）①     ② 导线或炊具或机械零件等      【详解】(1)根据孔雀石的主要成分的化学式可推测孔雀石高温煅烧得到的黑色固体 A，A 是氧化铜，生活中最常见的液体 B，B 是水； (2)墨汁中含有碳，常温下其化学性质不活泼，故书写后长时间不变色   ； (3)木炭具有还原性，氧化铜和木炭在高温条件下反应生成铜和二氧化碳：， 铜具有导电性，常用作导线，有导热性可制作炊具等。 1 / 8 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 $ 课题1 碳单质的多样性 第2课时 碳单质的化学性质 1．C 2．C 3．B 4．D 5．A 6．A 7．D 8．D 9．C 10．C 11．（1）①     ② 氧化铜##CuO     （2）黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。     （3）节约药品（或现象明显或操作简便等）      12．（1）     （2）集中火焰，提高温度     （3）防止液体倒吸，使试管炸裂      13．（1）A     （2） 墨的主要成分是碳，常温下化学性质稳定     （3） 吸附      1．B 2．B 3．C 4．A 5．B 6．B 7．（1）碳原子排列方式不同            （2）导电性     （3）排尽装置内的空气     （4）C+2CuO2Cu+CO2 ↑      （5）一氧化碳和二氧化碳      （6）红色固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色     （7）碳粉的目数越大，反应速率越快      8．（1）碳粉还原氧化铜是放热反应     （2）水的存在会吸收热量降低体系温度，可能导致生成氧化亚铜而不是光亮的铜，影响实验效果     （3）     （4）反应放热总量少，散热较快，不易维持 600℃ 以上的高温，导致氧化铜不能充分还原为铜，而部分生成氧化亚铜     （5）取反应后固体加入稀硫酸，若观察到砖红色粉末减少或消失，溶液变蓝，且仍有红色固体存在，则证明固体中含有Cu2O。      1．A 2．B 3．D 4．（1） 分子在不断运动。     （2） 墨中的碳在常温下化学性质稳定。      5．（1）① CuO##氧化铜    ② H2O##水     （2）常温下，碳的化学性质稳定     （3）①     ② 导线或炊具或机械零件等      1 / 8 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 $